[发明专利]大型文艺表演三维交互式虚拟编排系统

权利要求书

1、大型文艺表演三维交互式虚拟编排系统，其特征在于，系统包括：

编辑模块，包括编辑摄像机漫游控制、显示输出、虚拟演员控制操作、道具控制操作、灯光控制操作、群组管理器、人群行为控制逻辑、道具控制逻辑、灯光控制逻辑、命令生成管理、控制命令和数据保存，共十二个子模块；编辑模块负责实现对各种表演元素的交互式编辑，并实现编辑结果的数据持久化；

仿真模块，包括仿真摄像机漫游控制子模块和仿真控制子模块；仿真模块负责捕获由编辑模块发送过来的仿真控制按钮事件，根据不同的事件类型，调用仿真引擎模块的时间推进子模块的运行、暂停和恢复等方法，实现控制仿真流程的逻辑；

仿真引擎模块，包括时间推进、摄像机运动、命令解析、虚拟演员仿真、道具仿真、灯光仿真、场景渲染共七个子模块；仿真引擎模块负责实现时间推进、场景仿真和场景渲染；

表演素材库，包含文艺表演中常用的服装、道具、灯光等表演要素的三维模型数据，以及文艺表演中常见的表演动作数据；表演素材库负责为编辑模块和仿真引擎模块提供数据；

四个主要功能模块的关系如下：

编辑模块为用户提供场景漫游和虚拟表演元素的编辑功能，并将用户的操作转换为一系列的控制命令；当用户点击图形用户界面的仿真控制按钮时，系统由仿真模块进行控制，根据控制命令执行仿真任务；仿真引擎模块为编辑模块和仿真模块实现底层的仿真计算，实现场景的仿真和渲染；表演素材库为编辑模块和仿真引擎模块提供必要的模型数据和表演动作数据。

2、如权利要求1所述的大型文艺表演三维交互式虚拟编排系统，其特征在于：

在编辑模块中，编辑摄像机漫游控制子模块负责将用户在编辑模式下对摄像机的控制指令发给仿真引擎模块中的摄像机运动子模块进行处理，实现在编辑模式下的场景漫游；

虚拟演员控制操作、道具控制操作、灯光控制操作这三个子模块使用户通过用户界面对虚拟演员、道具和灯光这三类表演元素进行操作，由此来编辑表演场；

群组管理器子模块负责接收从虚拟演员控制操作、道具控制操作、灯光控制操作三个子模块发送过来的用户指令信息，然后根据指令信息内包含的群组成员列表，按照指令信息所对应的各个表演元素的类别，分别发送给人群行为控制逻辑子模块、道具控制逻辑子模块或灯光控制逻辑子模块；

人群行为控制逻辑子模块负责对虚拟演员和虚拟演员组的生成、选取、删除、行为时间设定和行为属性设定；实现常见的表演队形变化的控制，实现常见群体表演动作的模拟；人群行为控制逻辑子模块从表演素材库获取数据，使该子模块能够调整虚拟演员和虚拟演员组的参数；

道具控制逻辑子模块负责设定演出道具的动作，使用户能够从表演素材库中选择演出道具，在线设定仿真过程中演出道具的动作、启动时间和启动次序；

灯光控制逻辑子模块负责设定灯光效果仿真，实现对常见灯光进行分类，能够创建并在场景中渲染这些灯光；删除灯光和编辑灯光的静态属性；编辑灯光的动态属性，即为灯光创建动画，并能编辑修改动画；对灯光进行组管理和动画管理，并设定仿真过程中灯光属性变化的时间和次序；灯光控制逻辑子模块从表演素材库获取数据，使该子模块能够调整灯光的参数；

命令生成管理子模块负责将人群行为控制逻辑子模块、道具控制逻辑子模块、灯光控制逻辑子模块的处理结果通过转换为控制命令，并保存在控制命令子模块中；当用户选择保存虚拟编排方案时，通过数据持久化子模块将控制命令转换为XML格式数据并保存为XML文档；

编辑模块内各个子模块的逻辑关系如下：虚拟演员控制操作、道具控制操作和灯光控制操作三个子模块实现用户对虚拟表演要素的各种操作；群组管理器子模块接收从这三个子模块发送过来的用户指令信息，然后根据指令信息内包含的群组成员列表来指定各个表演元素接受对应的用户指令信息；人群行为控制逻辑、道具控制逻辑和灯光控制逻辑三个子模块根据群组管理器子模块发送的用户指令信息实现控制逻辑，并将处理结果发送个命令生成管理子模块；命令生成管理子模块将根据这些处理结果生成一系列控制命令，保存在控制命令子模块，或通过数据持久化子模块保存为XML文件；在编辑过程中，系统允许用户将最新的指令信息通过控制命令子模块发送至仿真引擎模块中的命令解析子模块进行命令解析，之后由仿真引擎模块实现仿真和渲染。