張燕梅

摘要：在舞臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)于制造不同的舞臺(tái)效果，常常會(huì)用成百上千個(gè)燈光，為了保證燈光控制的穩(wěn)定性，降低能耗和時(shí)間消耗，實(shí)現(xiàn)虛擬舞臺(tái)燈光的實(shí)時(shí)展現(xiàn)，本文引用OGRE引擎架構(gòu)來(lái)模擬實(shí)際舞臺(tái)燈光的虛擬效果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間實(shí)時(shí)交流的功能。通過(guò)OGRE渲染的舞臺(tái)燈光，能夠達(dá)到非常逼真的效果，實(shí)時(shí)交流功能能夠便于用戶增減燈光、調(diào)整燈光的色度、亮度，控制燈光旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，對(duì)舞臺(tái)效果的展現(xiàn)大有裨益。

關(guān)鍵詞：舞臺(tái)燈光；OGRE引擎；舞臺(tái)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：J814.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2018）06-0145-01

燈光無(wú)疑是創(chuàng)造一個(gè)高質(zhì)量舞臺(tái)效果的關(guān)鍵，利用燈光所打造出來(lái)的光影效果，配合舞臺(tái)的故事情節(jié)發(fā)展，能夠烘托舞臺(tái)氣氛，好的燈光甚至能夠起到出其不意的效果。對(duì)于不同的舞臺(tái)燈光，槽實(shí)際操作中難免會(huì)存在諸多的不確定因素，虛耗能源，浪費(fèi)時(shí)間，還有可能造成燈光效果的不成功。針對(duì)上述問(wèn)題，應(yīng)用OGRE引擎能夠起到可觀的效果。OGRE引擎具有兩項(xiàng)特有的能力——臨場(chǎng)感、用戶交流能力。這種能力能夠使能夠使得靜態(tài)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)形式，不但如此，它還能及時(shí)捕捉并展現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的構(gòu)思和靈感。擁有一個(gè)成熟可控的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)，不管是對(duì)燈光師或者是演出導(dǎo)演來(lái)說(shuō)，對(duì)于發(fā)揮他們真實(shí)的工作水平都能夠起到有力的幫助。

一、舞臺(tái)基本布置

具有OGRE引擎的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為3個(gè)層面，第一個(gè)是資源層、其次是接口層，第三是渲染層。系統(tǒng)所需要的資源儲(chǔ)存在資源層中，由3DMAx通過(guò)Ofusion插件導(dǎo)出，導(dǎo)出的場(chǎng)景組織文件是XML格式，這些資源文件中記錄著舞臺(tái)的一些基本參數(shù)以及實(shí)體舞臺(tái)方向信息。場(chǎng)景的節(jié)點(diǎn)是以樹(shù)狀形式設(shè)計(jì)，一個(gè)父節(jié)點(diǎn)下連接多個(gè)子節(jié)點(diǎn)，通過(guò)操作父節(jié)點(diǎn)，能夠達(dá)到控制多個(gè)子節(jié)點(diǎn)同時(shí)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的效果。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

類(lèi)似于游戲場(chǎng)景的模擬，為了達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)的效果，許多虛擬的舞臺(tái)場(chǎng)景都是對(duì)由3D建模工具生成的場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)的渲染輸出所形成的。3DMAX能夠給舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)提供最基礎(chǔ)的場(chǎng)景文件，利用DOM借口進(jìn)行分析，最終由OGRE進(jìn)行場(chǎng)景渲染。

光照模型的類(lèi)型多樣，場(chǎng)景模擬當(dāng)中需要分別展現(xiàn)他們的效果。同時(shí)，用戶也需要在UI界面對(duì)模型進(jìn)行操作控制。為實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的操控，一套能夠兼?zhèn)鋽?shù)據(jù)處理功能與擴(kuò)展性功能的總體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)是比不可少的。該系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)層面，首先是資源層，由3DMAX和Ofusion插件導(dǎo)入生成系統(tǒng)所需要的資源文件。第二是接口層，這一層面的功能是將資源層產(chǎn)生的資源文件導(dǎo)入到場(chǎng)景當(dāng)中。第三層是渲染層，這一層的公平那個(gè)能耐是對(duì)舞臺(tái)燈光和舞臺(tái)場(chǎng)景進(jìn)行渲染，以及對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行管理和對(duì)用戶交互時(shí)的響應(yīng)等。

三、光照模擬效果與實(shí)現(xiàn)

想要在二維的屏幕上展現(xiàn)出三維的效果，將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)是必經(jīng)之路。首先創(chuàng)建一個(gè)三維的斜二軸測(cè)坐標(biāo)系。在該坐標(biāo)系當(dāng)中顯示的圖形有以下幾個(gè)特征：x軸和z軸方向上的長(zhǎng)度和實(shí)際的圖形長(zhǎng)度相同，y軸的長(zhǎng)度則為實(shí)際長(zhǎng)度的1/2。在將三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為屏幕上的二維坐標(biāo)時(shí)，將坐標(biāo)的原點(diǎn)設(shè)置為屏幕的左上角，向右的方向?yàn)閤軸的這呢個(gè)方向，向下為y方向，運(yùn)用軸測(cè)投影變換矩陣就能夠得到轉(zhuǎn)換公式。

要營(yíng)造出良好的舞臺(tái)氛圍和適宜的虛擬效果，燈光設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。渲染OGRE引擎向用戶提供了一些常用的燈光，但是，想要模擬出真實(shí)的舞臺(tái)效果，僅僅有這些燈光還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對(duì)于有特殊要求的舞臺(tái)效果，可能需要結(jié)合其他技術(shù)以實(shí)現(xiàn)。例如體積光，想要實(shí)現(xiàn)這種光效，就不能缺少可編程渲染管線技術(shù)的配合。通暢，shader可以分為兩種——頂點(diǎn)級(jí)和像素級(jí)。頂點(diǎn)級(jí)取代固定渲染關(guān)中的變換和光照的部分，用戶可根據(jù)需求控制定點(diǎn)變換、光照等要素。而像素級(jí)則取代的是固定渲染管線中的光柵化部分。用戶能夠根據(jù)自己的概念控制像素顏色和紋理采樣。若想要舞臺(tái)效果更加具有真實(shí)感，3D光照方程進(jìn)行的模擬計(jì)算是必不可少的。雖然這也僅僅是一種近似的算法，但在模擬效果和運(yùn)行速度上面將會(huì)的到一定的提升。一般我們所說(shuō)的光照模型有兩種，一種是全局光照模型，另一種是直接光照模型。在本文所談及的系統(tǒng)當(dāng)中采用的則是全局光照模型。

全局光照模型具有能夠真實(shí)模擬光照的特點(diǎn)，它具有能夠分析光線照在物體表面時(shí)產(chǎn)生的反射折射效果以及物體相互間作用的光影效果的功能。因而想要運(yùn)用全局光照模型，就必須對(duì)光的傳播過(guò)程進(jìn)行模擬。光的傳播過(guò)程可以用以下公式計(jì)算：

四、結(jié)語(yǔ)

舞臺(tái)燈光的設(shè)計(jì)是燈光設(shè)計(jì)師工作的重要組成部分，其中，舞臺(tái)照明燈光所造成的能源消耗和時(shí)間消耗常是燈光師必須考慮的因素。數(shù)字時(shí)代的帶來(lái)和信息技術(shù)的進(jìn)步使得舞臺(tái)燈光也朝著數(shù)字化方向而發(fā)展。用OGRE渲染引起構(gòu)建的虛擬舞臺(tái)，其優(yōu)秀的臨場(chǎng)感和交互能力能夠及時(shí)的對(duì)用戶的靈感和概念進(jìn)行捕捉，用戶能夠更為方便的對(duì)舞臺(tái)燈光進(jìn)行調(diào)控，展現(xiàn)出預(yù)想的效果。