虚拟现实技术在舞台机械监控系统中的应用

【摘要】舞台及其设备,是为戏曲、歌舞、演出等提供表演场所和现场场景渲染的综合性设施。是现代艺术表演当中不可或缺的重要组成部分。现代舞台机械设备种类繁多,表演时由相应的控制系统实现对它们的控制,监控软件多采用工控组态软件或高级计算机语言进行开发,其监控界面上多为一些由抽象的符号和名称组成的画面,系统运行时缺乏真实感,操作者很容易产生误操作。近年来,虚拟现实技术的兴起为人机交互界面的发展注入了新的活力,为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。因此将虚拟现实技术用于舞台监控界面的开发,无疑可使操作者更直观、更生动、更便捷的完成对舞台机械的实时监控。本文正是针对舞台监控界面的不足,在对虚拟现实技术技术进行充分的研究的基础上,选择了合适的图形应用程序开发平台及工具,进行相应的研发工作,主要包括：1)首先对计算机图形处理工具做了深入的了解,在比较DirectX与OpenGL的优劣之后,结合上位监控软件的总体需求,选择OpenGL作为图形开发工具；其次在深入了解OpenGL的编译环境基础上选择了VB6.0作为开发平台；最后在对当代的三维建模软件进行了充分的调研的基础上,确定以3DSMAX作为三维建模工具。在以上工作的基础上开始舞台监控界面的开发,技术层面上主要进行如下一些工作。2)在对现代舞台及舞台机械的充分了解的基础上,使用3DSMAX建立舞台场景及部分机械的模型,通过对所建模型的组合,形成了一个简单的三维虚拟舞台；并将模型导出成STL格式文件,对STL格式文件的数据结构进行解析,利用VB编程语言提取其中描述模型的几何数据,将数据存储到自定义的类型中；在VB开发平台中搭建OpenGL程序编译环境,利用提取的STL格式文件中的数据实现三维虚拟舞台模型在程序界面上的重现。3)研究了OPC通信协议,通过KEPServer建立OPC服务器实现舞台监控软件与下位PLC的连接,得到舞台机械的实时运动数据,并利用OpenGL的双缓冲技术实现舞台机械的实时动画。
【作者】李玉鹏；
【导师】李炜；
【作者基本信息】兰州理工大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】舞台机械；三维可视化；VB；OpenGL；STL；3DSMAX；

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