一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统的制作方法

本实用新型涉及舞台布景技术领域，具体为一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统。

背景技术：

在小型剧场中，由于受到空间尺寸、专业设备等客观条件的限制，无法像大剧场和标准舞台那样，为各类演出呈现立体仿真的、内容丰富的布景效果。小剧场通常只能在舞台背景处设置投影或led屏幕以呈现布景，舞台可容纳的场景素材极其有限，场景立体效果弱。

因此本实用新型提供了一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统，提高了小剧场的演出能力，使其方便展开多种多样的戏剧、舞蹈等演出等活动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统，旨在提高了小剧场的演出能力，使其方便展开多种多样的戏剧、舞蹈等演出等活动。

本实用新型是这样实现的：

一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统，包括：无线动作捕捉设备、全景视频制作设备、终端控制主机、第一投影机组、第二投影机组、第三投影机组、第四投影机组、舞台背景幕、舞台中景幕和舞台前景幕，所述舞台背景幕安装在舞台的背面，所述舞台中景幕包括观众区地面幕、舞台区地面幕和多个活动式全息幕，所述多个活动式全息幕安装在舞台表演区，所述舞台前景幕安装在观众区和舞台区之间，所述无线动作捕捉设备和所述全景视频制作设备分别与所述终端控制主机的输入端连接，所述终端控制主机的输出端分别与所述第一至第四投影机组的输入端通过局域网连接，所述第一投影机组用于将全景视频投射在所述舞台背景幕上，所述第二投影机组用于将全景视频投射在所述观众区地面幕和舞台区地面幕上，所述第三投影机组用于将全景视频投射在所述多个活动式全息幕上，所述第四投影机组用于将全景视频投射在所述舞台前景幕上。

进一步，所述舞台背景幕的形状呈弧形结构。

进一步，所述第一投影机组安装在舞台后台，所述第一投影机组采用多台短焦工程投影机。

进一步，所述第二投影机组安装在舞台区的顶部，所述第三投影机组安装舞台活动式全息幕与舞台背景幕之间，所述第四投影机组安装在所述舞台前景幕的前后两侧。

进一步，所述第二投影机组包括两组投影机组，所述两组投影机组在观看方向上前后设置。

进一步，所述舞台前景幕采用透明纱幕。

进一步，所述活动式全息幕通过旋转机械吊杆机与舞台之间进行安装。

进一步，所述无线动作捕捉设备安装在舞台区的顶部，所述无线动作捕捉设备采用kinect体感摄像头。

进一步，所述全景视频制作设备采用360°全景相机。

进一步，所述第一投影机组和第二投影机组分别连接有硬件图形融合器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、突破小剧场在物理空间尺寸、设备条件上的限制，在舞台空间中呈现内容丰富的360°全景视频作为演出立体布景(场景)，立体感真实感、沉浸感强；

2、全景布景素材采用360°全景相机实景拍摄减少或不再需要实体化、物质化布景手段，大大节约在准备舞台布景、道具时，在物力、人力和时间上的消耗。数字布景可以无限次反复使用，不产生废弃垃圾，不存在搬运问题；

3、采用无线动作捕捉设备，真人演员无需佩戴动作捕捉设备，使得观演行为自然舒适，不易疲劳；

4、该系统具有模块化特点，可根据舞台空间的大小，实际场地和演出的具体需求，随意增减投影机组、全息幕等数量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型的舞台布景系统的设备连接示意图；

图2是本实用新型的小剧场的结构示意图；

图3是本实用新型的舞台布景系统的布景爆炸示意图。

其中，1、终端控制主机；2、全景视频制作设备；3、无线动作捕捉设备；4、第一投影机组；5、第二投影机组；6、第三投影机组；7、第四投影机组；8、舞台背景幕；9、舞台区地面幕；10、观众区地面幕；11、活动式全息幕；12、舞台前景幕。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统，包括：无线动作捕捉设备3、全景视频制作设备2、终端控制主机1、第一投影机组4、第二投影机组5、第三投影机组6、第四投影机组7、舞台背景幕8、舞台中景幕和舞台前景幕12，所述舞台背景幕8安装在舞台的背面，所述舞台中景幕包括观众区地面幕10、舞台区地面幕9和多个活动式全息幕11，所述多个活动式全息幕11安装在舞台表演区，所述舞台前景幕12安装在观众区和舞台区之间，所述无线动作捕捉设备3和所述全景视频制作设备2分别与所述终端控制主机1的输入端连接，所述终端控制主机1的输出端分别与所述第一至第四投影机组7的输入端通过局域网连接，所述第一投影机组4用于将全景视频投射在所述舞台背景幕8上，所述第二投影机组5用于将全景视频投射在所述观众区地面幕10和舞台区地面幕9上，所述第三投影机组6用于将全景视频投射在所述多个活动式全息幕11上，所述第四投影机组7用于将全景视频投射在所述舞台前景幕12上。

在本申请实施例中，将一种沉浸交互式虚拟现实舞台布景系统应用在一个300㎡左右的小剧场当中，如图2所示，小剧场分为表演舞台、观众席、操作区以及一个独立的设备间。

具体来说，将终端控制主机1安装在操作区，将舞台背景幕8、舞台前景幕12、舞台中景幕以及第一至第四机组安装在表演舞台。

其中，舞台背景幕8、舞台前景幕12、舞台中景幕组成一个立体的舞台布景体系，前、中、后虚拟的布景数字影像与真人演员视觉叠加，形成多层次、进深感强、立体的舞台布景效果。

在本申请实施例中，终端控制主机1内嵌入安装有unity3d引擎，通过将360°全景相机拍摄制作而成的高分辨率的全景视频，载入unity3d引擎中，经过多台投影机组的融合投影，再由舞台布景体系将画面呈现；通过kinect体感摄像头捕捉演员的肢体动作信息，传输到unity3d引擎中，操作人员可以根据剧情的推进和演员表演，通过手动控制主机键盘发出控制指令，实现舞台空间场景的切换和剧情的推进。

进一步，所述舞台背景幕8的形状呈弧形结构。通过将舞台背景设置成弧形结构，围合感增强，用于交代故事发生的场景。

此外，为避免演员、道具实体与正面投影光线的相互干扰，所述第一投影机组4安装在舞台后台，并采用多台短焦工程投影机进行背投。

具体来说，中景位置是演员展开表演动作的核心区域，布景因素包括水平的舞台地面与垂直地面的活动式透明全息幕，所述第二投影机组5安装在舞台区的顶部，所述第三投影机组6安装舞台活动式全息幕11与舞台背景幕8之间，所述第四投影机组安装在所述舞台前景幕12的前后两侧。

进一步，所述第二投影机组5包括两组投影机组，所述两组投影机组在观看方向上前后设置。

在本申请实施例中，通过采取两组投影机分别从舞台上方前后两个不同角度投射，并在地面产生完全重合，以此消弭演员、道具等实体遮挡投影光线从而带来的地面图像减损的现象。

进一步，所述舞台前景幕12采用透明纱幕，以表现戏剧场景中的近景要素，如白云、雷电、近处的树影、花丛等。

进一步，所述活动式全息幕11通过旋转机械吊杆机与舞台之间进行安装。

在本申请实施例中，旋转机械吊杆机包括旋转电机和连接杆，连接杆一端与旋转电机的电机轴连接，另一端与活动式全息幕11连接，旋转电机可以安装在舞台的底部，演出时通过旋转机械吊杆机能够将活动式全息幕11旋转到相应位置。

进一步，所述无线动作捕捉设备3安装在舞台区的顶部，所述无线动作捕捉设备3采用kinect体感摄像头。

在本申请实施例中，为了使演员在舞台表演时轻松自如，因此采用无线非穿戴动作捕捉设备，具体采用kinect体感摄像头对演员肢体动作进行捕捉。进一步为了增强手势识别的鲁棒性，在舞台表演区的上方架设2个kinect体感摄像头。

进一步，所述全景视频制作设备2采用360°全景相机。

在本申请实施例中，全景视频是一种耗费低、视效强的虚拟实景技术。根据剧本剧情需要，选取符合演出场景所需要的实景，使用360°全景相机对景物进行多角度拍摄，并通过合成软件制作全景视频并以流文件的形式保存。

另外对在现实中难以寻找或非现实的场景，可以使用maya、3dmax等三维软件建模，然后在视频后期处理软件中进行剪辑与合成，并进行校色、特效、立体音效等处理，创建立体仿真的演出全景视频场景。

进一步，所述第一投影机组4和第二投影机组5分别连接有硬件图形融合器。通过硬件图形融合器将地面幕和背景幕的画面融合为一体，做到两部分图形无缝拼合。

以上仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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