舞臺(tái)機(jī)械控制中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

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摘要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚未被全面知曉應(yīng)用，然而它在一定領(lǐng)域中卻有著不可替代的作用，尤其是在模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)這些領(lǐng)域中，應(yīng)用非常廣泛，且起到了非常有效的效果。比如說(shuō)在舞臺(tái)機(jī)械控制的應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和舞臺(tái)機(jī)械這兩方面內(nèi)容作了一個(gè)基本介紹，而后闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在舞臺(tái)機(jī)械控制中所產(chǎn)生的功能及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；舞臺(tái)機(jī)械控制；應(yīng)用；功能

舞臺(tái)是在某個(gè)場(chǎng)地內(nèi)指利用相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備，為歌舞、戲曲的演出之類(lèi)提供一個(gè)活動(dòng)場(chǎng)所，在現(xiàn)代藝術(shù)表演中起著重要作用。而如今，人們?cè)絹?lái)越重視精神文化生活，舞臺(tái)表演藝術(shù)的內(nèi)容也就越加多樣化。因此，對(duì)于舞臺(tái)及舞臺(tái)設(shè)備的安全性也有了更高的要求。舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備控制的復(fù)雜性、多樣性、安全性和精準(zhǔn)性，要求在操作者在控制時(shí)要盡量保持無(wú)誤差，否則，可能會(huì)得不到想要的演出效果，甚至于出現(xiàn)安全事故。在今年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用為舞臺(tái)機(jī)械控制提供了一個(gè)新的方向。比如說(shuō)，在舞臺(tái)機(jī)械控制中，可以利用QpenGL和DirectX這兩種較為關(guān)鍵的技術(shù)。使得操作者能夠在計(jì)算機(jī)里去處理三維圖形圖像，從而模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)以及更好地完成逼真的三維圖形，對(duì)舞臺(tái)機(jī)械進(jìn)行有效的控制。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與舞臺(tái)機(jī)械控制

所謂虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指一種能夠在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的仿真系統(tǒng)，可以讓用戶(hù)沉浸在一種根據(jù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和多源信息融合的模擬壞境中。它起源于20世紀(jì)30年代，但由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)的限制，真正新興于20世紀(jì)80年代，到如今，已經(jīng)被采用在包括醫(yī)學(xué)、文化娛樂(lè)、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房產(chǎn)開(kāi)發(fā)等行業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要模擬的內(nèi)容有環(huán)境、自然、感知和傳感等多種方面，由計(jì)算機(jī)輔助生成的具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性的三維立體逼真圖像。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性和自主性這4個(gè)特征。其中多感知性是指除了平時(shí)一般計(jì)算機(jī)所擁有的視覺(jué)感知外，甚至可以有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等其他感知。最為理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是真正如同三維世界中一樣具有人類(lèi)所具有的全部感知功能。而存在感是指用戶(hù)能夠在虛擬環(huán)境中發(fā)現(xiàn)自己的真實(shí)性，甚至有現(xiàn)實(shí)虛擬難以分辨的感覺(jué)。交互性是指用戶(hù)對(duì)于虛擬環(huán)境中的物體的可操作性以及從環(huán)境中獲得的反饋程度。自主性是指在虛擬環(huán)境中存在的物體能夠依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界的物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，它的關(guān)鍵技術(shù)包括有實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)、以及語(yǔ)音輸入輸出技術(shù)等等。但它在舞臺(tái)場(chǎng)景和機(jī)械的應(yīng)用仍然處于初級(jí)應(yīng)用當(dāng)中，并沒(méi)有將光、聲、電燈在舞臺(tái)場(chǎng)景中所存在的真實(shí)效果還原到虛擬場(chǎng)景當(dāng)中。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)及時(shí)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，相信在今后的紀(jì)念，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在舞臺(tái)技術(shù)控制住會(huì)發(fā)展其更加強(qiáng)大的功能作用。

2舞臺(tái)機(jī)械控制中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)及功能應(yīng)用

舞臺(tái)機(jī)械控制中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，在實(shí)時(shí)渲染部分，其技術(shù)運(yùn)用為技術(shù)改進(jìn)及升級(jí)提供了原始支持，并通過(guò)接口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，使實(shí)時(shí)渲染效果，更為靈動(dòng)，更具專(zhuān)業(yè)性。目前，虛擬技術(shù)在舞臺(tái)機(jī)械控制運(yùn)用中增加了物理引擎模塊部分。這樣有助于更為真實(shí)地實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景各種物理現(xiàn)象，并能更方便、快捷地實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)。比如說(shuō)，對(duì)Direct以及OpenGL進(jìn)行的接口提供內(nèi)建支持。而在實(shí)時(shí)渲染這個(gè)部分中中，具體地說(shuō)分為四個(gè)結(jié)構(gòu)：第一根節(jié)點(diǎn)模塊，第二場(chǎng)景管理模塊，第三資源管理模塊，第四渲染模塊。其中根節(jié)點(diǎn)模塊需要負(fù)責(zé)全部工作的組織和管理，場(chǎng)景管理模塊需要場(chǎng)景的負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)全部場(chǎng)景的細(xì)節(jié)布置，資源管理模塊需要對(duì)所有渲染要應(yīng)用的資源進(jìn)行管理和組，最后的渲染模塊則是需要將圖像投射到屏幕上面。其次，VR技術(shù)的特點(diǎn)也體現(xiàn)在它的超文本性以及交互性上。例如浙江“大豐公司”在將VR技術(shù)引入舞臺(tái)機(jī)械控制時(shí)，便針對(duì)它的特點(diǎn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。VR技術(shù)是通過(guò)人機(jī)界面去對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的可視化操作和交互的形式，在建構(gòu)作品和與參與者對(duì)話中有著極大優(yōu)勢(shì)。最后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還注重對(duì)場(chǎng)景管理方法的運(yùn)用。比如說(shuō)“大豐公司”便創(chuàng)建了一種新型的場(chǎng)景管理的方法來(lái)解決場(chǎng)景管理所存在問(wèn)題。這種場(chǎng)景管理方法的使用不僅有助于儲(chǔ)存成本下降，提高儲(chǔ)存容量，還能將實(shí)時(shí)計(jì)算去轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)讀取，因此較為適合大量靜態(tài)模型中的場(chǎng)景。舞臺(tái)機(jī)械控制中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能有三維仿真、導(dǎo)演編輯預(yù)覽、增強(qiáng)型的監(jiān)視及控制界面這三種新的功能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用這三種功能更好地對(duì)舞臺(tái)機(jī)械進(jìn)行控制。其中三維仿真是指使用者能夠從多個(gè)視角以及多個(gè)層面去觀察舞臺(tái)單個(gè)設(shè)備、設(shè)備之間的位置關(guān)系等，使得在第一時(shí)間便得到足夠的數(shù)據(jù)。這是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，操作人員不僅可以隨意移動(dòng)轉(zhuǎn)換界面，更可以隨時(shí)觀察任意設(shè)備，從而有效的提高舞臺(tái)機(jī)械控制的靈活性、便捷性。導(dǎo)演編輯預(yù)覽是指在演出前，導(dǎo)演不必親自去舞臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)考察場(chǎng)地、了解舞臺(tái)設(shè)施設(shè)備的情況，只需要通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)行，便可以知曉舞臺(tái)場(chǎng)景中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的布置情況、場(chǎng)地環(huán)境信息。從而較少人力資源、較少工作時(shí)間，提高效率。還能夠在現(xiàn)場(chǎng)排練不足的情況下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了解調(diào)整劇情，實(shí)現(xiàn)劇情與設(shè)備的完美配合，為演出團(tuán)隊(duì)提供了相當(dāng)大的便利。增強(qiáng)型的監(jiān)視以及控制界面是指在虛擬技術(shù)控制系統(tǒng)中，操作人員可以通過(guò)界面進(jìn)行選擇，能夠隨意的查看相應(yīng)的設(shè)施設(shè)備，同時(shí)根據(jù)客戶(hù)要求，可以為客戶(hù)提高設(shè)備參數(shù)等。這些虛擬技術(shù)舞臺(tái)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能夠以較為直觀的形式去展現(xiàn)給客戶(hù)，增加客戶(hù)信任度。

3虛擬舞臺(tái)機(jī)械控制的技術(shù)展望

舞臺(tái)機(jī)械實(shí)現(xiàn)三維可視化控制的重要組成部分之一便是虛擬舞臺(tái)機(jī)械模式動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)。在一定程度上，只有實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)機(jī)械與實(shí)際舞臺(tái)機(jī)械的同步運(yùn)動(dòng)，才能夠使操作者能夠隨時(shí)觀察實(shí)際舞臺(tái)在演出時(shí)的場(chǎng)景，從而有助于操作者進(jìn)行相應(yīng)的操作。同時(shí)，由于中國(guó)目前的技術(shù)限制，使得三維可視化控制系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的運(yùn)用讓人處于初期階段，其真實(shí)度還有待提高。但隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，新技術(shù)的引用會(huì)使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)在舞臺(tái)機(jī)械控制中產(chǎn)生更加靈活、復(fù)雜的功能。如此，不僅能夠?qū)⑽枧_(tái)機(jī)械的綜合性功能不斷開(kāi)發(fā)運(yùn)用，還能夠在不使用任務(wù)實(shí)際設(shè)施設(shè)備的情況下去模擬現(xiàn)場(chǎng)演出的效果。因而，在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將具有極大的應(yīng)用前景，同時(shí)會(huì)在舞臺(tái)機(jī)械行業(yè)中發(fā)揮不可代替的重要作用。

4結(jié)論

隨著科技的快速發(fā)展，人們生活也逐漸多樣化，方便快捷實(shí)用的技術(shù)技能能夠幫助人們更好地生活。而在舞臺(tái)領(lǐng)域里，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)去完全虛擬一個(gè)現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)是非常復(fù)雜難辦的，需要對(duì)舞臺(tái)各個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行虛擬。在這個(gè)要求下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在舞臺(tái)機(jī)械控制的應(yīng)用中還有著很大的提升空間，需要各種新的技術(shù)的引用，從而全面發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用。在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一定能夠在舞臺(tái)機(jī)械控制中大放光彩。最后，希望論文的研究可以為相關(guān)工作者和研究人員提高一定的研究與參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者：謝斌 單位：湖南科興達(dá)信息科技有限公司