专利名称：一种特效舞台剧场系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机和光电技术，更具体地说，涉及由传统表演舞台结合新科技而产生的一种富于变幻和具有奇异效果的特效舞台剧场系统。
背景技术：
传统舞台是演员提供表演的场所，通过真实表现演员的动作、神态和声音语言结合舞台的背景来创造舞台艺术。现代舞台通常会结合光电技术，使得舞台更富有表现力，但这种舞台表现的仍然是演员所在舞台的原貌，仅仅是进行了一些简单的视觉加工和处理，如明暗色彩等；另外，由于本发明不涉及对舞台声音处理，因此在此不做详细的介绍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，如何构造一种新型舞台系统能够表现虚拟舞台真实和虚拟舞台背景，更能够跨越时空、超越现实，充分表现舞台艺术。
本发明上述技术问题这样解决，构造一种特效舞台剧场系统，包括舞台及其舞台灯，其特征在于，还包括舞台前面倾斜设置的透明的镀膜玻璃、与舞台对应部分一样的副舞台及其副舞台灯以及连接舞台灯和副舞台灯的控制系统，所述镀膜玻璃的高度、宽度与所述舞台一致，所述舞台和副舞台关于所述镀膜玻璃镜面对称，所述特效舞台剧场系统利用其光控过程和成像过程实现影像突变和影像特效；所述光控过程是所述控制系统根据放映节目自动控制副舞台灯和用于所述舞台对应部分的舞台灯的各自光强和明灭；所述成像过程是所述镀膜玻璃反射或全反射来自所述副舞台方向的光，来自所述舞台的光透过所述镀膜玻璃。影像突变是指演员突然消失或出现，上述两过程也可以实现演员淡入淡出的影像特效。
所述舞台提供剧场演员的表演场所，该舞台与副舞台对应定义为主舞台；所述副舞台仅提供与舞台相同的给演员表演的背景。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述对应部分可以是整个舞台，所述舞台和副舞台大小和背景一致，所述镀膜玻璃的宽度与舞台一致；所述光控过程是所述控制系统根据放映节目自动控制副舞台灯和舞台的全部舞台灯的各自光强和明灭。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述对应部分可以是局部舞台，所述镀膜玻璃的宽度与所述舞台的宽度一致；所述光控过程是所述控制系统根据放映节目自动控制副舞台灯和局部舞台对应的部分舞台灯的各自光强和明灭。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述控制系统包括连接所述舞台灯和副舞台灯的灯光控制机和连接所述灯光控制机的流程控制服务器。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括位于所述副舞台后上方的可控投影设备及其配套的位于副舞台前上方、副舞台和镀膜玻璃之间的可控升降式投影幕；所述光控过程还包括所述控制系统根据放映节目同时自动控制可控投影设备关闭和可控升降式投影幕处于升起状态；所述特效舞台剧场系统还利用其投影过程和所述成像过程实现悬空成像；所述投影过程是所述控制系统根据放映节目自动控制所述舞台灯的光强和控制所述副舞台灯关闭，同时自动控制可控投影设备投影和可控升降式投影幕处于降下状态。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影设备包括投影机及其镜头前的程控光闸，所述投影机连接影像播放设备，所述程控光闸和影像播放设备连接所述控制系统。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影机有多个；所述影像播放设备包括多个同步播放器和与其连接的同步播放服务器)，分别与所述多个投影机连接，所述同步播放服务器还连接所述流程控制服务器；所述投影过程是所述控制系统根据放映节目自动控制所述舞台灯的光强和控制所述副舞台灯关闭；所述流程控制服务器根据放映节目自动控制同步播放服务器开始播放，同步播放服务器再以帧同步的方式自动控制自己和多个同步播放器同步工作输出组合影像的不同局部画面，同时以帧同步的方式自动控制可控升降式投影幕处于降下状态，由所述多个投影机投影。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影机为三个，所述同步播放器为两个，所述局部画面为水平方向上的左、中、右局部画面，所述组合影像为超宽影像。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述超宽影像可以是预先录制或计算机合成的。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括连接所述同步播放服务器的可控舞台道具，所述投影过程还包括同步播放服务器以帧同步的方式控制舞台道具的控制机构。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括连接所述同步播放器的音响系统，所述投影过程还包括同步播放器以帧同步的方式控制音响系统的声音和效果。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述音响系统包括连接所述同步播放器的调音台以及与调音台连接的话筒和音响。
按照本发明提供的特效舞台剧场系统，其特征在于，所述控制系统包括流程控制服务器，用于总体控制，整个控制系统的核心。
本发明提供的特效舞台剧场能够表现舞台真实和虚拟的景象，通过演员的舞台表演将计算机动画、光学成像系统、影视特技以及魔术等手段有机地结合在一起，营造出特殊的舞台气氛和特技效果，能够跨越时空、超越现实，充分地表现舞台艺术。
图1是本发明提供的特效舞台剧场系统的示意图。
图2是本发明提供的特效舞台剧场系统的系统原理控制示意图。
图3是本发明提供的重合成像的示意图。
图4是本发明提供的悬空成像的示意图。
具体实施例方式
本发明的舞台剧场系统的技术，是通过演员的舞台表演将计算机动画、光学成像系统、影视特技以及魔术等手段有机地结合在一起，营造出特殊的舞台气氛和特技效果。本发明提供的特效舞台剧场基本上可以分成数码影像制作、空间成像技术、舞台光学特技、计算机对灯光、音响、特技的同步控制系统四个部分，上述四个部分彼此独立，又相互关联，有时是独立制造效果，有时是共同营造特殊氛围。首先，说明在本特效舞台剧场各个部分中采用的新技术1、重合成像(舞台光学特技)观众通过镀膜玻璃的透射光看到舞台实像，通过镀膜玻璃的反射光看到副舞台的虚像；所述二像在观众眼中重合。通过调节或关闭打开舞台灯光和副舞台灯光控制透射光和反射光强度，使得在观众眼中看到的东西发生变化。(总光量度保持基本一致或同样的变化趋势)2、悬空成像(空间成像)通过电子设备在副舞台内的投影幕形成投影的图像(平面影像)，通过镀膜玻璃的反射在观众眼中形成舞台悬空像。这时，投影幕盖住了副舞台。投影的图像透过镀膜玻璃的反射所成的像实际为二维图像，由于透视原理，这个二维图像和舞台的真实背景融合，由于该二维图像和舞台的真实背景有一定的距离，加上人眼的视差，就使人感觉看到的是三维图像。
3、同步程控(计算机对灯光、音响、特技的同步控制)上面以及一些其他的技术效果通过程序控制，为保证这些设备之间的工作时间上的一致性，需要在特效舞台剧场系统内设置定时系统并依靠它进行所有系统设备之间的同步，加上对演员的排练就能形成具有整体效果的特效舞台剧场表演节目。同步程控中包括用于总体控制的流程控制服务器，流程控制是整个系统的核心，功能是把特效舞台剧场的各项表演内容按顺序组织起来，使表演可以按计划进行。表演时舞台灯光控制子系统、多屏同步播放子系统、特技控制子系统和成像控制子系统的各种设备功能实现由各种专门模块负责，流程控制模块根据表演流程的设计，按顺序给各种模块发指令，通过网络控制和操作各种设备。后台操作人员只需点击一次执行按钮，无须其他人工干预即可完成一次表演。
4、超宽影像(数码影像制作)三部无缝拼接投影机在屏幕上重现超宽影像，游客通过空间成像系统，看到一场由真人表演和幻像同台的舞台剧。投影机投射出的影像在水平方向上无缝拼接而成，三台工作站分别播放超宽影像的左(L)、中(M)、右(R)局部画面，在同步播放方式下，可还原出超宽影像效果。同步播放服务器受控于系统流程控制，同时以帧同步方式控制程控光闸、道具倒地特技控制机构和升降式投影幕运动控制机构。
第二步，结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
一)本发明提供的特效舞台剧场系统，其结构如图1所示，包括观众7和观众席12，舞台1和副舞台2，舞台灯4和副舞台灯5，舞台背景10和副舞台背景11，投影机8、程控光闸9和升降式投影幕6，以及镀膜玻璃3、舞台道具和舞台演员，还包括同步工作的电控制系统，都位于一个大剧场内。舞台1位于观众席12前方，既透明又能反射的镀膜玻璃3倾斜向上设置，副舞台2位于观众席12前上方、与舞台1之间关于镀膜玻璃3成镜面对称。
二)本发明的控制系统，其结构如图2所示，包括总体控制的流程控制服务器13、分别连接投影机和舞台灯的同步播放服务器14、同步播放器15和16以及灯光控制机17，本控制系统是连网的计算机控制系统。
1、同步结构两级同步系统，第一级流程控制(系统)流程控制服务器13以流程方式控制同步播放服务器14和灯光控制机17同步工作；第二级帧同步控制由同步播放服务器14以帧同步方式控制两台计算机/同步播放器15、16同步工作，同步播放服务器14还控制舞台道具、程控光闸和升降式投影幕同步工作，另一台同步播放器16还控制连接调音台18，调音台18连接话筒19，该话筒19可以是无线话筒19。
2、控制结构本发明的控制系统，包括舞台灯光控制子系统、多屏同步播放控制子系统、音响控制子系统、特技控制子系统和成像控制子系统以及与各个子系统连接的系统流程控制服务器。同步播放服务器14兼做特技控制子系统和成像控制子系统，控制舞台道具和程控光闸。同步播放器16兼做音响控制子系统；灯光控制机17做舞台灯光控制子系统。同步播放服务器14和同步播放器15和16以及其分别连接的三台投影机8做多屏同步播放控制子系统。
3、用于计算机控制的软件模块系统流程控制模块、灯光控制模块、同步播放服务模块、同步播放客户模块、音响控制模块、道具特技控制模块、光闸投影幕成像控制模块。本实施例中，系统流程控制模块安装在流程控制服务器13中；灯光控制模块安装在灯光控制机17中；同步播放服务模块、同步播放客户模块、道具特技控制模块和光闸投影幕成像控制模块安装在同步播放服务器14中；同步播放客户模块安装在同步播放器15中；同步播放客户模块和音响控制模块安装在同步播放器16中。
三)工作过程和工作原理
1、利用重合成像，实现淡入、淡出、突然消失或出现等，如图3所示。电控制系统控制升降式投影幕6处于升起状态，程控光闸9关闭挡住投影机8的投射光路；同时打开并控制副舞台灯5亮度，而关闭舞台灯4，由于舞台1和副舞台2背景一致而演员20位于主舞台1，剧场内的观众12可以看到舞台演员20突然消失的景象；反向控制舞台灯4和副舞台灯5，可以看到舞台演员20突然出现的景象，类似可以看到淡入、淡出的景象。
2、实现悬空成像，如图4所示。电控制系统控制升降式投影幕6处于降下状态，盖住了副舞台2，且关闭副舞台灯5；同时，控制程控光闸9开启，使投影机8在升降式投影幕6上投影成像22并通过镀膜玻璃3镜面成像作用在舞台1内的舞台道具21上实现悬空成像23。此时舞台灯4开启，观众看到的悬空成像23和舞台道具21以及舞台背景融合在一起。
控制系统还可以控制舞台道具21的动作，如倒地。
控制系统使用统一的视频帧同步时间基准，使光闸开关、投影幕的升降、灯光变换和道具倒地保持时间上的一致性。
3、整个实际过程当观众入座后，剧场主持人介绍整个特效舞台剧场节目的背景和特点，后台工作人员在系统流程控制服务器上点击表演执行按钮，开始一场表演。灯光控制计算机严格按系统流程，准确控制舞台灯光按剧情变化，演员按声音提示同步表演，同步播放服务器控制另两台同步器播放实现超宽影像的重放数码制作的幻象，三部无缝拼接投影机在屏幕上重现超宽影像，观众通过空间成像系统，看到一场由真人表演和幻像同台的舞台剧。投影机投射出的影像在水平方向上无缝拼接而成，三台工作站分别播放超宽影像的左(L)、中(M)、右(R)局部画面，在同步播放方式下，可还原出超宽影像效果。同步播放服务器受控于系统流程控制服务器，同时以帧同步方式控制程控光闸、道具倒地特技控制机构和投影幕运动控制机构同步工作。
4、流程控制设计流程控制是整个系统的核心，功能是把特效舞台剧场的各项表演内容按顺序组织起来，使表演可以按计划进行。表演时舞台灯光控制子系统、多屏同步播放子系统、特技控制子系统和成像控制子系统的各种设备功能实现由各种专门模块负责，流程控制模块根据表演流程的设计，按顺序给各种模块发指令，通过网络控制和操作各种设备。后台操作人员只需点击一次执行按钮，无须其他人工干预即可完成一次表演。
权利要求
1.一种特效舞台剧场系统，包括舞台(1)及其舞台灯(4)，其特征在于，还包括舞台(1)前面倾斜设置的透明镀膜玻璃(3)、与舞台(1)对应部分一样布局的副舞台(2)及其副舞台灯(5)以及连接且控制所述舞台灯(4)和副舞台灯(5)的控制系统，所述镀膜玻璃(3)的高度、宽度与所述舞台一致，所述舞台(1)和副舞台(2)关于所述镀膜玻璃(3)镜面对称，所述特效舞台剧场系统通过光控过程和成像过程实现影像突变和影像特效，所述光控过程是所述控制系统根据放映节目自动控制副舞台灯(5)和用于所述舞台(1)对应部分的舞台灯(4)的各自光强和明灭；所述成像过程是所述镀膜玻璃(3)反射或全反射来自所述副舞台(2)方向的光，来自所述舞台(1)的光透过所述镀膜玻璃(3)；所述对应部分可以是所述舞台(1)的全部或局部。
2.根据权利要求1所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述控制系统包括连接所述舞台灯(4)和副舞台灯(5)的灯光控制机(17)和连接所述灯光控制机(17)的流程控制服务器(13)。
3.根据权利要求1所述特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括位于所述副舞台(2)后上方的可控投影设备及其配套的位于副舞台(2)前上方、副舞台(2)和镀膜玻璃(3)之间的可控升降式投影幕(6)；所述光控过程还包括所述控制系统根据放映节目同时自动控制可控投影设备关闭和可控升降式投影幕(6)处于升起状态；所述特效舞台剧场系统还利用其投影过程和所述成像过程实现悬空成像；所述投影过程是所述控制系统根据放映节目自动控制所述舞台灯(4)的光强和控制所述副舞台灯(5)关闭，同时自动控制可控投影设备投影和可控升降式投影幕(6)处于降下状态。
4.根据权利要求3所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影设备包括投影机(8)及其镜头前的程控光闸(9)，所述投影机连接影像播放设备，所述程控光闸和影像播放设备连接所述控制系统。
5.根据权利要求3或4所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影机(8)有多个；所述影像播放设备包括多个同步播放器(15)、(16)和与其连接的同步播放服务器(14)，分别与所述多个投影机(8)连接，所述同步播放服务器(14)还连接所述流程控制服务器(13)；所述投影过程是所述控制系统根据放映节目自动控制所述舞台灯(4)的光强和控制所述副舞台灯(5)关闭；所述流程控制服务器(13)根据放映节目自动控制同步播放服务器(14)开始播放，同步播放服务器(14)再以帧同步的方式自动控制自己和多个同步播放器(15)、(16)同步工作输出组合影像的不同局部画面，同时以帧同步的方式自动控制可控升降式投影幕(6)处于降下状态，由所述多个投影机(8)投影。
6.根据权利要求5所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述投影机(8)为三个，所述同步播放器为两个(15)、(16)，所述局部画面为水平方向上的左、中、右局部画面，所述组合影像为超宽影像。
7.根据权利要求5所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述超宽影像可以是预先录制或计算机合成的。
8.根据权利要求5所述特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括连接所述同步播放服务器(14)的可控舞台道具(21)，所述投影过程还包括同步播放服务器(14)以帧同步的方式控制舞台道具(21)的控制机构。
9.根据权利要求5所述特效舞台剧场系统，其特征在于，还包括连接所述同步播放器(16)的音响系统，所述投影过程还包括同步播放器(16)以帧同步的方式控制音响系统的声音和效果。
10.根据权利要求9所述特效舞台剧场系统，其特征在于，所述音响系统包括连接所述同步播放器(16)的调音台以及与调音台连接的话筒和音响。
全文摘要
一种利用现代声光电技术的特效舞台剧场系统，包括舞台(1)、舞台灯(4)和观众席(7)，还包括其背景(11)装饰布置与所述舞台背景(10)对应部分相同的副舞台(2)、副舞台灯(5)和位于所述舞台(1)和观众席(7)之间的倾斜设置的透明的镀膜玻璃(3)以及灯光控制机和流程控制服务器，使得对于副舞台(2)在镀膜玻璃(3)内所成虚像的位置与所述舞台(1)正好重合；由于所述舞台灯(4)和副舞台灯(5)的明灭和光强是根据放映节目进行自动控制的，从而可实现观众(12)视觉上的影像突变。通过这种特效舞台剧场系统能够同时表现舞台真实和虚拟景象，更能跨越时空和超越现实，充分表现魔境般神奇的视觉效果。
文档编号G03B21/00GK1542670SQ0312650
公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者李明, 戎志刚, 高敬义, 刘道强, 李 明 申请人:李明, 戎志刚, 高敬义, 刘道强, 李 明