舞台灯具的控制方法及装置与流程

本发明涉及灯光控制
技术领域：
，特别涉及一种舞台灯具的控制方法及装置。
背景技术：
：舞台灯光包括舞台效果灯光和舞台照明灯光。舞台效果灯光通过灯光颜色、图案、灯光序列的亮暗有序变化，提升舞台的表现效果；舞台照明灯光是为将舞台照亮，同时通过模拟自然光的效果，让观众观看演出时，照亮舞台表演区域、演员、道具、布景等，引导观众视线，突出人物表演，烘托人物性格等的重要手段。本发明的描述对象为针对舞台照明灯光中的人物(演员)照明。传统表演中的舞台人物(演员)照明灯光采用固定的灯位，如在专业剧场中，舞台照明灯光由面光、耳光、脚光、顶光、侧光、逆光、柱光等固定的可以安装灯具的位置，称为灯位。这些位置(灯位)为挂设灯具留有灯杆，为灯具供电留有电源插座；为灯具接收控制信号留有信号输出线。每种灯位并不是指一个位置只放一台灯具，实际留有的挂灯空间不止1台，而常常是若干排，若干列，甚至是一个灯光矩阵等。如专业剧场常设置三道面光，每道面光为一排面光灯位，每排可以挂设十几台灯具，满足照明要求。在演出筹备阶段，根据以下步骤实施灯光师的设计方案：(1)确定灯位：在舞台排练阶段，根据灯光师的设计方案，结合演员的表演位置不断地进行试验，即让同一个灯位中的不同排、不同列的灯具依次对演员进行照明，以找寻最符合每个灯位要求的灯具位置。经过反复的试验后，找到理想的灯位位置，最终将指定灯具挂设在该理想位置上。此外，这种反复试验，用肉眼观测的过程全凭借经验，光位投射出的光角度是否满足该灯位的照射约束条件，甚至满足最佳投光角度，往往很难达到，例如面光照明在45度向下投射是呈现演员正面的最佳效果。如存在投射角度的误差，往往造成投射角度有偏差，不能满足灯光师的要求，人物光的效果就大打折扣了。这里的大打折扣常常会让观众可能看不全演员、可能看上去演员比例关系体现不匹配、可能看上去人物没有立体感、纵深感，可能造成灯具照射但无照明作用等。·(2)随时间变化的灯位变化：每变化一个舞台场景(如第一幕是模拟室内，第二幕是模拟室外另一个场地)，使用的灯具就要变化，灯具的人物照明效果也需要变化，以上变化可以称为根据时间的照明灯光变化，包括不同时间灯具的变化，和不同时间灯光照明效果的变化。这个时间是以段为单位，即每个时间段是一个演出场景，演出场景变化，时间段变化，照明灯具变化，照明对象的位置变化，照明效果变化。因此，每变换一个舞台场景，步骤(1)确定灯位就要重新进行一次。可见，从时间上看，在每个时间段(演出场景)，人为选择合适灯位上的合适灯具，在灯光控制台中找到该灯具，使用灯光控制台依次控制该灯具的亮度、光圈、投射方向，满足照明灯光效果的要求。每换一个时间段(演出场景)，就要完成一次以上操作，直到完成演出整个时间的灯光效果变化设计。存在的问题是：每个场景的灯具是由灯光师根据演员位置人为选择的，选择依据为每个灯位上灯具投射的角度是否符合灯光设计相关理论。选择灯具的过程耗时耗力，效率不高，往往一个场景要耗时几个小时来确定灯具，确定灯具的投射角度。确定好后投射的实际效果往往还可能存在一定的误差。(3)随位置变化的照明光路变化：演员的表演并非始终固定在某个位置，而是随着演出内容的变化而变换人物(演员)在舞台上的位置。以上变化称为根据空间的照明灯光变化，即，随着人物的位置变化，照明灯光也应随着人物变化而变。在人物光照明过程中，这种随位置变化的照明光路变化常采用专人控制可以摇臂的追光灯手动追踪人物位置。可见，从空间上看，为了突出某个人物(演员)，常采用专用追光灯，由专门的灯光师控制灯光的投光角度，跟踪演员的移动。存在的主要问题是：传统的追光灯笨重，且需要单独配置供电电源，又需要专人操作，即安排一位追光手控制一台专门的大型追光灯，每人现场操作一台灯具，通过摇动灯具的机身改变出光方向，类似于机枪扫射。追踪演员的表演，起到突出演员造型的作用。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。技术实现要素：本发明实施例提供了一种舞台灯具的控制方法，用以提高灯具安装和控制的效率和准确率，该方法包括：自动从舞台人物随身携带的定位标签中获取舞台人物的空间位置数据；将所述舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型中，预测得到灯具位置坐标数据及对应的投射角度；所述舞台人物照明光位约束模型根据预先收集的舞台人物的空间位置数据、灯具位置坐标数据以及相关投射角度数据预先构建；所述灯具位置坐标数据用于为灯具安装提供依据或确定灯具位置坐标数据对应的灯具；根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到所述灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的投射角度向所述舞台人物方向投射。本发明实施例还提供了一种舞台灯具的控制装置，用以提高灯具安装和控制的效率和准确率，该装置包括：获取单元，用于自动从舞台人物随身携带的定位标签中获取舞台人物的空间位置数据；灯位确定单元，用于将所述舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型中，预测得到灯具位置坐标数据及对应的投射角度；所述舞台人物照明光位约束模型根据预先收集的舞台人物的空间位置数据、灯具位置坐标数据以及相关投射角度数据预先构建；所述灯具位置坐标数据用于为灯具安装提供依据或确定灯具位置坐标数据对应的灯具；控制单元，用于根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到所述灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的投射角度向所述舞台人物方向投射。本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述舞台灯具的控制方法。本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述舞台灯具的控制方法的计算机程序。本发明实施例提供的技术方案达到的有益技术效果是：首先，通过自动从舞台人物随身携带的定位标签中获取舞台人物的空间位置数据；将舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型中，预测得到灯具位置坐标数据及对应的投射角度，所述舞台人物照明光位约束模型根据预先收集的舞台人物的空间位置数据、灯具位置坐标数据以及相关投射角度数据预先构建，提高了灯位确定的效率和准确率，此时，灯光师可以根据得到的灯具位置坐标数据快速准确的安装灯具。其次，如果在已经安装好大量灯具的情况下，可以根据得到的灯具位置坐标数据，快速确定灯具位置坐标数据对应的灯具；在舞台场景的时间变化引起人物位置变化或同一场景下人物位置发生变化时，可以根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的投射角度向所述舞台人物方向投射，实现了随时间、人物位置变换快速准确地自动追光，更好地呈现照明效果。综上，本发明实施例提供的技术方案提高了灯位确定的效率和准确率，以及实现了随时间、人物位置变换快速准确地自动追光，进而提高了灯具安装和控制的效率和准确率。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例中舞台灯具的控制方法的流程示意图；图2是本发明实施例中舞台灯具的控制的原理示意图；图3是本发明实施例中舞台灯具的控制的系统架构示意图；图4是本发明又一实施例中舞台灯具的控制的方法的流程示意图；图5是本发明实施例中三边测量法定位原理示意图；图6是本发明实施例中舞台人物、灯具的空间坐标原理示意图；图7a是本发明实施例中电脑摇头灯垂直旋转示意图；图7b是本发明实施例中电脑摇头灯水平旋转示意图；图8是本发明实施例中旋转轴和驱动轴的示意图；图9是本发明实施例中舞台灯具的控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。由于发明人发现了现有技术中灯具控制存在的技术问题，提出一种舞台灯具的控制方案，该方法为舞台演出中人物光的灯位测算与人物位置变化时的照明灯光自适应投射方案，该方案针对非专业剧场舞台表演的人物光照明，提出演员在不同位置表演时，满足其基本人物光照明的灯位自动测算方法。解决不同演出场景下，人物在不同位置表演时的人物光灯位选择需要灯光师耗费大量人力物力进行调试才能确定合适灯位的问题，实现在任意舞台表演演出场景下，根据演员位置自动获取适合进行人物光照明的灯位坐标，包括面光坐标、耳光坐标、正侧光坐标、顶光坐标、逆光坐标，为灯光师的设计和演出筹备的灯位选择工作显著提高工作效率；将自动获得的面光坐标为面光灯位，提出根据演员表演位置变化，利用电脑摇头灯实时追踪人物位置变化的电脑摇头灯控制数据转化方法(在演出需要时，其他灯位也可以参照将自动获得的面光坐标为面光灯位，提出根据演员表演位置变化，利用电脑摇头灯实时追踪人物位置变化的电脑摇头灯控制数据转化方法，自动获得其他灯位的灯具坐标，并实现根据演员表演位置变化，利用电脑摇头灯实时追踪人物位置变化的电脑摇头灯控制数据转化)；在以上基础上给出系统装置的实现方法。具体地，针对现有技术中存在的技术问题，本发明实施例给出的技术方案的步骤为：(1)采用uwb定位系统获取人物(演员)的空间位置数据(x,y,z)，解算方法采用三边测量法。(2)构建舞台人物照明光位约束条件。(3)将uwb定位系统获取人物(演员)的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型，获取满足舞台人物照明光位约束条件的光位灯具空间坐标，即自动获得灯具位置坐标数据；将自动获得灯具位置坐标数据与该坐标位置上的电脑摇头灯匹配。(4)利用人物的空间位置数据、灯具位置坐标作为输入，将其自动转化为电脑摇头灯的控制数据，发送给控制步骤(3)匹配的电脑摇头灯自动亮起，投射方向自动向人物投射，且投射角度满足灯位的投射约束条件；当人物(演员)移动位置，本发明实施例自动按照(1)-(3)进行计算，并实时发送给指定电脑摇头灯，实现随人物位置变换的自动追光。下面对该舞台灯具的控制方案进行详细介绍。图1是本发明实施例中舞台灯具的控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤101：自动从舞台人物随身携带的定位标签中获取舞台人物的空间位置数据；步骤102：将所述舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型中，预测得到灯具位置坐标数据及对应的投射角度；所述舞台人物照明光位约束模型根据预先收集的舞台人物的空间位置数据、灯具位置坐标数据以及相关投射角度数据预先构建；所述灯具位置坐标数据用于为灯具安装提供依据或确定灯具位置坐标数据对应的灯具；步骤103：根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到所述灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的投射角度向所述舞台人物方向投射。与现有技术方法相比较，本发明实施例提供的舞台灯具的控制方法提高了灯位确定的效率和准确率，以及实现了随时间、人物位置变换快速准确地自动追光，进而提高了灯具安装和控制的效率和准确率。具体实施时，上述舞台灯具的控制方法可以应用于图2或图3中的服务器。下面结合附图2至图8，对本发明实施例涉及的各个步骤进行详细介绍。一、首先，介绍上述步骤101，即舞台人物(演员)位置坐标的自动获取。具体实施时，可以采用uwb定位系统获取人物(演员)的空间位置数据(x,y,z)，解算方法采用三边测量法(可以是应用于室内定位的现有方法)。uwb(ultra-wideband)即超宽带技术，其优点是穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度，进而提高获取舞台人物的空间位置数据的精度。具体实施时，利用支持该技术的uwb定位系统获取人物的位置坐标数据，如图3所示。该系统包括若干信号源(标签)，人物随身携带该标签；舞台四周的四个角设置四个信号接收基站(basestation：a0，a1，a2，a3)，基站高度要求与人物随身携带标签(label)同高。四个基站中，其中一个主机站(a0)与服务器(sever)相连，向服务器反馈人物的位置坐标数据，四个基站通过模块间发射的脉冲进行通信，由此得到模块间的距离，在多个模块的协同作用下，利用数据方程组得到定位目标位置信息，其发射的脉冲信号很窄，可以达到纳秒级以下。具体实施时，如图4所示，uwb的定位算法采用三边测量法，即已知四个基站的坐标，通过测量基站到标签的距离列出方程组求解定位目标的方法，即在一个实施例中，获取舞台人物的空间位置数据，可以包括：在获取舞台人物的空间位置数据之前，采用三边测量法确定舞台人物的空间位置数据。具体实施时，三边测量法是已知四个基站的坐标，在考虑角度、遮挡等因素的情况下，系统选择其中三个基站，通过自动测量基站到标签的距离列出方程组求解定位目标的坐标数据，如图5所示。具体实施时，设置四个基站a、b、c、d和标签t，可把它们当作向外发射脉冲的球，假设基站(a、b、c、d)到标签t的距离是si(i＝1、2、3、4)。a、b、c、d表示基站的球心，t表示标签的球心。在实际的任意应用场景中可能是abc，也可能是bcd，或者a、b、c、d中的任意三点组合如图5所示，这里不妨选择点a、b和c，以基站a为球心，s1为半径的球和以基站b为球心，s2为半径的球以及以基站c为球心，s3为半径的球必相交于标签t所在的点或者小平面。由此可得到三个球面的方程，然后求解三个未知量x，y和z的三个方程。令球a的球心位于坐标原点所在位置，球心b位于x轴上，离球a距离为d，且球a、b、c位于z＝0的平面，球d高于球a、b、c的高度。此时四个基站中任意选择3个，假设坐标分别是a(0、0、0)，b(d、0、0)，c(i、j、0)，根据球的坐标公式得到如下方程：s12＝x2+y2+z2(1)s22＝(x-d)2+y2+z2(2)s32＝(x-i)2+(y-j)2+z2(3)由公式(1)-(3)得到：具体实施时，利用上式，可以计算出人物目标(标签)的坐标参数(x,y,z)，实现对室内目标(舞台人物)自动定位。二、接着，介绍上述步骤102，即预先构建舞台人物照明光位约束模型以及根据该约束模型得到灯具位置坐标数据。具体实施时，灯位是指舞台演出空间中灯具所处的具体投射位置和投射方向。为了突出演员，演出的人物光照明采取多个灯位均设置灯具，相互配合对人物进行照明的方式，有的光位起到照明作用，有的光位起到增加立体感的作用，有的光位起到给出人物的轮廓的作用等。常用的灯位包括面光、耳光、正侧光，逆光(轮廓光)，顶光等。1、在给出舞台人物照明光位约束条件前，首先给出限定为本发明实施例采用的灯具可以为电脑摇头灯，即在一个实施例中，所述灯具可以为电脑摇头灯。具体实施时，电脑摇头灯可以满足以下条件：设灯具灯头在下，灯体在上，正面朝向舞台挂设；灯具水平旋转范围最大540度(-270度至+270度，初始位置为0即中间位置，顺时针旋转角度增加，逆时针旋转角度减少。此外本发明也支持其他旋转范围的灯具，例如，水平旋转范围为520度，-260度至+260度，初始位置为0即中间位置，顺时针旋转角度增加，逆时针旋转角度减少)，对灯具的控制数据增加(即在调光台上调节对应控制推杆或者编码器加)，灯具顺时针旋转；对灯具的控制数据减小(即在调光台上调节对应控制推杆或者编码器减)，灯具逆时针旋转；灯具俯仰范围最大270度(-135度至+135度，初始位置为0，即中间位置，灯头垂直向下照射，灯头向前俯仰控制数据增加，向后俯仰控制数据减少。此外本发明也支持其他旋转范围的灯具，例如灯具俯仰范围最大240度，-120度至+120度，初始位置为0，即中间位置，灯头垂直向下照射，灯头向前俯仰控制数据增加，向后俯仰控制数据减少)，灯具控制数据增加，灯具向前抬头，灯具控制数据减小，灯具向后抬头。具体实施时，灯具的水平、俯仰角(如图7a和图7b所示)可以具有三种状态：初始状态——中间位置、最小状态——最小位置，最大状态——最大位置。假设电脑摇头灯的状态如表1、表2。表1描述灯具水平旋转的角度，在通常的灯光控制台上可以显示的灯具所处状态角度，用pan(在本发明实施例中，tilt是指灯具沿着俯仰方向摆动，对应是pan，是指灯具沿着水平方向旋转，详见图7a和图7b描述，若要控制灯具的pan进行旋转，需要由控制台向灯具接收端发送一个控制数据，该数据的范围为0-255(8bit量化值)，该数据称为dmx(dmx是数字多路复用的意思，是灯光控制的国际标准协议，电脑摇头灯的控制都遵循该协议)数据，或dmx控制数据。假设控制灯具，让其处于初始状态(中间位置)，控制台显示灯具所处状态角度(pan)为0，则该灯具接收到的dmx控制数据为127，若控制灯具让其处于最小状态，则控制台显示灯具所处状态角度(pan)为-270度，该灯具接收到的dmx控制数据为0，该控制数据会以每秒钟44次的频率由控制端向灯具信号接收端发送(灯光控制协议dmx512协议的规定)。表1：灯具的水平旋转参数(pan)状态灯具位置控制台显示灯具所处状态角度(pan)灯光控制数据(dmx)备注初始状态中间位置0127最小状态最小位置-2700最大状态最大位置+270255表2描述的是灯具的俯仰角度变化，相关描述请参照上述关于灯具水平旋转的角度的描述，在此不在赘述。表2：灯具的俯仰角变化参数(tilt)状态灯具位置控制台显示灯具所处状态角度(tilt)灯光控制数据(dmx)备注初始状态中间位置0127最小状态最小位置-5400最大状态最大位置+540255电脑摇头灯和人物位置坐标的描述参照以下条件，如图6所示。点a是摇头灯位置，点坐标为：(x，y，z)。b为人物(演员)位置，用(x,y,z)表示。具体实施时，为方便度量，以舞台和观众席界限一侧为界限，从观众席视角正视图角度确定坐标原点，将舞台的左下方起点设置为标准点(0，0，0)，以此标准点为原点建立三维空间直角坐标系，以米(m)作为单位，从观众席看去的水平向右方向为x轴正方向，舞台后方方向为y轴正方向，垂直向上方向为z轴正方向。如图所示，表示该矩形舞台的左下角为舞台标准点0点。角α代表电脑摇头灯的垂直旋转角。角β代表电脑摇头灯的水平旋转角。角α和β的计算结果如下：补充说明：本发明实施例做出的对于电脑摇头灯的假设只是为了方便统一规定本发明实施例的初始条件。本发明实施例也支持其他形式摆放、吊挂灯具，也支持灯具的水平、俯仰角的变化范围可大可小，初始状态并非中间位置等可能。一并兼容，只需要将本发明实施例中的相关参数做出对应修改即可，基本发明实施例思路一致。本发明实施例做出的对应空间坐标方向的假设也同样支持空间方向、角度的变化。2、下面以上述电脑摇头灯方案为例，介绍各个舞台人物照明光位约束模型。在一个实施例中，所述舞台人物照明光位约束模型可以包括：面光约束模型、耳光约束模型、正侧光约束模型、逆光约束模型和顶光约束模型中的至少一种。具体实施时，发明人根据预先收集的大量实验数据：舞台人物的空间位置数据、灯具位置坐标数据以及相关投射角度数据预先构建了如下舞台人物照明光位约束模型，根据该模型，每次自动获取了获取舞台人物的空间位置数据后，就可以根据该舞台人物的空间位置数据自动预测灯具位置坐标数据及对应的投射角度，提高了灯位确定的效率和准确率，进而提高了灯具安装和控制的效率和准确率。下面对各个舞台人物照明光位约束模型进行详细介绍。(1)面光及面光约束模型：面光位于演员面部的正前方，属于最常规的灯位。面光从正面照亮演员，让观众清晰地看见演员面部的表演细节。一方面，从演员正前方来的面光会让演员看起来非常平面，因为平角度的面光几乎不会在演员脸上产生阴影，非常缺乏立体感，从视觉效果上比较枯燥。在投射面光时，上升到一定高度，实现面光在照亮演员面部的同时会产生阴影，让演员五官表情更加清晰，更加立体；也可以避免面光照射角度过低造成的眩光；专业剧场低位面光没有合适的摆放位置，因为低位区域是观众席，因此，一般面光应该设置在观众席上方。面光以柔光为主。通常方案是在45度设置一道面光或者在30度和60度各设置一道面光。面光初始位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据127；面光最佳位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：45度，dmx数据：127+int[45/270×255]；面光范围：pan：0，dmx数据：127；tilt：30-60度，dmx数据：[127+int[30/270×255]，127+int[60/270×255]]；因此，面光约束模型为：最佳光位约束模型，即最佳面光约束模型如下：其中(x,y,z)已知，从而可以求解出(x，y，z)，获得面光最佳光位的坐标(最佳灯具位置坐标数据，即最佳面光对应的灯具位置坐标数据)。(2)耳光(前侧光)及耳光约束模型：耳光又称为前侧光或者侧面光，位于演员面部的侧前方，耳光从侧面投射，会在演员一侧形成阴影，突出演员的立体感。耳光一般在上场门一侧和下场门一侧均会设置。一侧面光水平角旋转角度为灯具朝向舞台摆放后逆时针旋转30度。一侧面光常设置上下两道，因此面光的俯仰角度为变化60度一道，30-45度一道，30度一道用于消除人脸颧骨在腮部的阴影，45-60度一道，用于照亮演员。假设灯具灯头在下，灯体在上，侧面垂直于舞台台口线朝向舞台挂设，因此上场门耳光正面向右挂设，下场门耳光正面向左挂设。耳光初始位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据：127；耳光最佳位置：上场门耳光：低位耳光pan：-45，dmx数据：127-int[45/270*255]；tilt：60，dmx数据：127+int[60/270×255]；高位耳光pan：-45，dmx数据：127-int[45/270*255]；tilt：45，dmx数据：127+int[45/270×255]；下场门耳光：低位耳光pan：45，dmx数据：127-int[45/270*255]；tilt：60，dmx数据：127+int[60/270×255]；高位耳光pan：45，dmx数据：127-int[45/270×255]；tilt：45，dmx数据：127+int[45/270×255]；上场门耳光约束模型如下：最佳光位约束模型，即最佳上场门耳光约束模型如下：最佳上场门1耳约束模型如下：最佳上场门2耳约束模型如下：下场门耳光约束模型如下：最佳光位约束模型，即最佳下场门耳光约束模型如下：最佳下场门1耳约束模型如下：最佳下场门2耳约束模型如下：其中(x,y,z)已知，可以求解出(x，y，z)，获得耳光最佳光位的坐标(最佳灯具位置坐标数据，即最佳耳光对应的灯具位置坐标数据)。(3)正侧光及正侧光约束模型：正侧光位于演员侧方，垂直于人物侧面投射，在人的两侧均投射。正侧光从侧面照射演员，使得演员侧面光线最亮，到中间逐渐变暗，左右两侧的侧光对穿时，会在演员面部中间形成一道阴影。正侧光勾勒出演员身体侧面的线条，一道高度平行于演员，勾勒效果尤为突出。起到强化演员左右两边轮廓的作用。这能使得演员在空间中凸现出来，增强演员的立体感。正侧光设置两道：一道位水平穿过人的肩膀，水平角旋转角度为0，俯仰角90度；一道45度向下投射，水平角旋转0度，俯仰角旋转45度。上场门一侧正侧光初始位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据：127；上场门一侧正侧光最佳位置：高位正侧光pan：0，dmx数据：127；tilt：45，dmx数据：127+int[45/270×255]；低位正侧光pan：0，dmx数据：127；tilt：90，dmx数据：127+int[90/270×255]；上场门正侧光约束模型如下：最佳光位约束模型，即最佳上场门正侧光约束模型如下：最佳高位正侧约束模型如下：最佳低位正侧约束模型如下：下场门一侧侧光最佳位置：高位正侧光pan：0，dmx数据：127；tilt：45，dmx数据：127+int[45/270×255]；低位正侧光pan：0，dmx数据：127；tilt：90，dmx数据：127+int[90/270×255]；最佳光位约束模型，即最佳下场门正侧光约束模型如下：最佳高位正侧约束模型如下：最佳低位正侧约束模型如下：其中(x,y,z)已知。可以求解出(x，y，z)，获得正侧光最佳光位的坐标(最佳灯具位置坐标数据，即最佳正侧光对应的灯具位置坐标数据)。(4)逆光及逆光约束模型：逆光又称为轮廓光，从演员后方照亮演员。一般轮廓光会从演员后方头顶角度照射下来，形成清晰的头部和肩部的轮廓。在照明时，逆光的作用就是分离演员和背景，让演员凸现出来，与背景拉开距离。从演员正面照射的灯光会从视觉上拉进演员与布景的距离呈现平面化的视觉效果，使得演员与布景混为一谈，黑色背景下这种光效会显得不透气。逆光会拉开演员与布景的距离。具体为：位于演员后方，设置两个灯位，最佳角度水平-30度和30度，两个逆光位向人物进行投射，俯仰45度。灯具灯头在下，灯体在上，舞台后上方平行于舞台台口线朝向舞台挂设。初始位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据：127；逆光最佳位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：30，dmx数据：127+int[30/270×255]；pan：0，dmx数据：127；tilt：30，dmx数据：127-int[30/270×255]；逆光约束模型如下：最佳光位约束模型，即最佳逆光约束模型如下：逆1：逆2：其中(x,y,z)已知，可以求解出(x，y，z)，获得逆光最佳光位的坐标(最佳灯具位置坐标数据，即最佳逆光对应的灯具位置坐标数据)。(5)顶光及顶光约束模型：位于演员上方，最佳角度水平0度，俯仰0度，范围-10-+10度，灯具灯头在下，灯体在上，舞台上方平行于舞台台口线朝向舞台挂设，初始位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据：127；逆光最佳位置：pan：0，dmx数据：127；tilt：0，dmx数据：127；顶光约束模型如下：最佳光位约束模型，即最佳顶光约束模型如下：其中(x,y,z)已知，可以求解出(x，y，z)，获得顶光最佳光位的坐标(最佳灯具位置坐标数据，即最佳顶光对应的灯具位置坐标数据)。以上步骤自动获得了人物面光、上下场门高低位耳光、上下场门高低位正侧光、逆光、顶光的最佳光位，直接自动地可以根据演员的位置解算出舞台人物光灯位组合(满足舞台人物照明光位约束条件的灯具位置坐标数据)，省去灯光筹备阶段要一台灯一台灯的在空中挂设，调试，观察是否满足光位约束角度的要求的过程，灯位选择的效率和准确性大幅提升，创新了灯位选择的方法。提高了灯位确定的效率和准确率，以及实现随时间、人物位置变换快速准确地自动追光，进而提高了灯具安装和控制的效率和准确率。通过上述可知，在一个实施例中，所述舞台人物照明最佳光位约束模型可以包括：面光最佳约束模型、耳光最佳约束模型、正侧光最佳约束模型、逆光最佳约束模型和顶光最佳约束模型中的至少一种。在一个实施例中，将舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明光位约束模型中，预测得到灯具位置坐标数据及对应的投射角度，可以包括：将舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明最佳光位约束模型中，得到最佳灯具位置坐标数据及对应的最佳投射角度；根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到所述灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的投射角度向所述舞台人物方向投射，可以包括：根据舞台人物的空间位置数据和最佳灯具位置坐标数据，得到所述灯具的最佳控制数据；根据所述最佳控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的最佳投射角度向所述舞台人物方向投射。具体实施时，将舞台人物的空间位置数据输入舞台人物照明最佳光位约束模型中，得到最佳灯具位置坐标数据及对应的最佳投射角度；根据舞台人物的空间位置数据和最佳灯具位置坐标数据，得到所述灯具的最佳控制数据；根据所述最佳控制数据，控制所述灯具亮起，按照预测得到的最佳投射角度向所述舞台人物方向投射，进一步地提高了灯位确定的效率和准确率，进而进一步提高了灯具安装和控制的效率和准确率。三、接着，介绍上述步骤103，即利用确定的各种符合约束模型灯位上的灯具，解决表演中移动时的自动追光方法。具体实施时，利用uwb超宽带定位基站4个，定位标签(追光目标，演员随身携带)若干，通过三边测量法，就可以获得演出中若干表演者的位置参数。本发明实施例通过构造基于uwb的自动追光方法(数学模型)，实现通过uwb定位系统获得表演者的位置参数，并以实时的位置参数作为输入，控制电脑摇头灯的水平、俯仰角随演员位置变化而自动跟踪的方法。本发明实施例首先设置前提条件与上述：“二”中一致：设灯具灯头在下，灯体在上，正面朝向舞台摆放，灯具的水平、俯仰角具有初始、最大和中间三个状态，分别为中间位置，最小位置和最大位置。本发明实施例按照灯具初始位于中间位置即，灯具的初始位置为pan＝127，title＝127，灯具水平最大位置为540度，垂直最大位置为270度。基于uwb的自动追光数学模型(追光模型)原理图如图6所示。如图6所示，点a是摇头灯位置，点坐标为：(x，y，z)。b为人物(演员)位置，用(x,y,z)表示。角α代表电脑摇头灯的垂直旋转角。角β代表电脑摇头灯的水平旋转角。角α和β的计算结果如下：考虑灯具与人物的位置关系，先将所有情况列出，已给出在给定约束空间下的xyz和xyz的空间位置关系为：水平旋转：(1)x＜x,y＜y，∠β<0，即电脑灯逆时针旋转∠β；适用于上场门耳光应用场景；(2)当x＞x,y＜y,∠β<0，即电脑灯顺时针旋转∠β；适用于下场门耳光应用场景；(3)当x＞x,y＝y时，∠β＝0°，电脑灯处于初始位置，即；适用于下场门侧光应用场景；(4)当x＜x,y＝y时,∠β＝0°，电脑灯处于初始位置，即；适用于上场门侧光应用场景；(5)当x＞x,y＞y时，∠β＞0，即电脑灯顺时针旋转∠β；适用于逆光应用场景，逆2；(6)当x＜x,y＞y时，∠β＜0，即电脑灯逆时针旋转∠β；适用于逆光应用场景，逆1；(7)当x＝x,y＞y时，∠β＝0，电脑灯处于初始位置；适用于正逆光应用场景，逆1；(8)当x＝x,y＜y时，∠β＝0，电脑灯处于初始位置；适用于面光应用场景。垂直俯仰：(1)当z＞z时，∠α＞0，电脑灯向后俯仰∠α，低位灯具向上投射，不满足以上常用灯位要求；(2)当z＝z时，电脑灯逆时针旋转90°，即∠α＝90°；平行投射，适用于正侧光的低位灯位；(3)当z<z时，电脑灯向前俯仰∠α；适用于面光、耳光、顶光、侧光、逆光等高位灯位。为实现基于人物位置的电脑摇头灯随动跟踪，目前电脑摇头灯的传输控制数据遵循dmx512协议，即将灯具的水平、俯仰角分别进行8bit量化后，将每个通道的控制量转化为范围为0-255的数值。将人物的位置数据、灯具的位置数据作为输入(自变量)，灯光水平、俯仰角的控制数据作为输出(因变量)，构建的计算模型，即将人物位置和灯具位置作为自变量，灯具控制数据targetpositionpan、targetpositiontilt为因变量的数学表示方法(追光模型)为：其中：targetpositionpan为灯具的水平旋转控制数据，positionmaxpan＝540，positionmaxpan为水平旋转最大角度，targetpositiontilt为灯具的垂直俯仰控制数据，positionmaxtilt＝270，positionmaxtilt为垂直俯仰最大角度，x，y，z为灯具的坐标，x,y,z为舞台人物的坐标。具体实施时，考虑追光模型的控制数据转换是一种在掌握灯光运行机理基础之上的转换方法，实现灯具位置的定位、实现自动追光。因此，本发明实施例中针对各个灯位在演出灯光照射时，从灯光设计技术的角度，加入各个灯位在光投射角度上的约束模型或约束方程(舞台人物照明光位约束模型)，在满足演出灯光领域对照明投射角度约束有特殊的严格约束的基础上，再依据根据追光模型得到控制数据，进而实现自动化匹配式照射，起到照明随人动，人动照明条件依然自适应匹配最佳投射角度与投射效果的目的。在一个实施中，如图8所示，如电脑摇头灯存在灯具水平或垂直旋转的旋转轴、灯具水平或垂直旋转驱动轴之间具有传动比，则以上两式中的positionmaxtilt和positionmaxpan可以分别乘以传动比后再代入公式，兼容驱动轴和灯具旋转轴存在传动比不是1：1情况。下面介绍将pan和tilt控制数据由服务器发送给电脑摇头灯。由于服务器输出为usb接口，市面上大量电脑摇头灯只接收dmx接口数据，需要设置usb-dmx的接口程序。发送方法可以为：将usb-dmx封装库导入到服务器的vs开发平台中。建立服务器和灯具之间的集成接口。其接口规范为：设测试通道(pan、tilt)为通道1、2，依次对应摇头灯的pan和tilt通道，则设置：dmx_buf[num_1]＝pan；dmx_buf[num_2]＝tilt；调用sendchannels(512,1,dmx_buf)；就可将指令传输给电脑灯，其中512位为通道总数，遵循dmx512协议。通过以上操作即可实现基于演员位置的自动追光。四、下面介绍本发明实施例提供的进一步的优选方案，即自动计算的灯位灯具无法挂设的补充说明。在一个实施例中，上述舞台灯具的控制方法还可以包括：在根据灯具位置坐标数据，确定所述灯具位置坐标数据对应的位置无法挂设灯具时，执行如下匹配矩阵灯具得到重选灯具坐标的步骤：根据灯具位置坐标数据，遍历灯具矩阵坐标集，从中筛选出符合舞台人物照明光位约束条件的灯位点集；所述灯具矩阵坐标集为挂设在舞台周边大量灯具的坐标，每台灯具沿xyz轴的任一轴间隔预设距离；将所述灯位点集输入第二约束模型，得到符合第二约束模型的灯位点集；依次遍历符合第二约束模型的灯位点集，将符合第二约束模型的灯位点集与灯位最佳位置坐标求差，差值最小时对应的坐标为重选灯具坐标；所述重选灯具坐标用于为灯具安装提供依据。具体实施时，若通过上述“二”中的方法计算，获得了灯位的坐标，若坐标对应位置无法挂设灯具，即该空间坐标在工程应用中无法挂灯，则启用摇头灯矩阵方式，匹配最合适的灯具，方法为：step1：本发明实施例列写电脑摇头灯矩阵，即在舞台周边已经挂设大量灯具坐标为(xi,yi,zi),i＝1,2,…,n。每台灯具沿xyz轴可以分别间隔0.3米。step2：利用上述“二”中获取的(x，y，z)，遍历坐标集(xi,yi,zi),i＝1,2,…,n，从中筛选出符合上述“二”中灯位置约束条件的坐标集i＝(xci,yci,zci),i＝1,2,…,n，通过本步骤，获得了满足约束条件的灯位点集，将点集依次代入约束条件，计算：以面光约束条件为例：其中αci、βcj分别为符合对应灯位第二约束模型(点集所处位置的约束条件应符合：任何点的两个角度参数分别与45度的差不应大于5度，即第二约束模型具体可以是：下边step3的两个公式：|αci-45|<5或|βcj-45|<5)。step3：如果|αci-45|<5或|βcj-45|<5，如果点集符合第二约束模型，自动获得灯具位置坐标数据与该坐标位置上的电脑摇头灯匹配符合第二约束模型的点集，其他点集均为不符合第二约束模型，抛除。step4：依次遍历step3的点集，将点集与最佳位置坐标求差，差值最小者，为最终选择的灯具坐标。基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种舞台灯具的控制.装置，如下面的实施例所述。由于舞台灯具的控制.装置解决问题的原理与舞台灯具的控制方法相似，因此舞台灯具的控制.装置的实施可以参见舞台灯具的控制.方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图9是本发明实施例中舞台灯具的控制装置的结构示意图，如图9所示，该装置包括：获取单元02，用于获取舞台人物的空间位置数据；灯位确定单元04，用于将舞台人物的空间位置数据输入预先构建的舞台人物照明光位约束条件中，得到满足舞台人物照明光位约束条件的灯具位置坐标数据；所述灯具位置坐标数据用于为灯具安装提供依据或确定灯具位置坐标数据对应的灯具；控制单元06，用于根据舞台人物的空间位置数据和灯具位置坐标数据，得到所述灯具的控制数据；根据所述控制数据，控制所述灯具亮起向所述舞台人物方向投射，且投射角度满足所述舞台人物照明光位约束条件。在一个实施例中，灯具的控制装置还可以包括：匹配灯具单元，用于在根据灯具位置坐标数据，确定所述灯具位置坐标数据对应的位置无法挂设灯具时，执行如下匹配矩阵灯具得到重选灯具坐标的步骤：根据灯具位置坐标数据，遍历灯具矩阵坐标集，从中筛选出符合舞台人物照明光位约束条件的灯位点集；所述灯具矩阵坐标集为挂设在舞台周边大量灯具的坐标，每台灯具沿xyz轴的任一轴间隔预设距离；将所述灯位点集输入第二约束模型，得到符合第二约束模型的灯位点集；依次遍历符合第二约束模型的灯位点集，将符合第二约束模型的灯位点集与灯位最佳位置坐标求差，差值最小时对应的坐标为重选灯具坐标；所述重选灯具坐标用于为灯具安装提供依据。具体实施时，上述舞台灯具的控制装置可以是图2或图3中的服务器。本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述舞台灯具的控制方法。本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述舞台灯具的控制方法的计算机程序。本发明实施例提供的技术方案达到的有益技术效果是：提高了灯位确定的效率和准确率，以及实现了随时间、人物位置变换快速准确地自动追光，进而提高了灯具安装和控制的效率和准确率。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12