[发明专利]一种皮影人自动表演控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及皮影人，具体涉及一种皮影人自动表演控制系统，还涉及一种皮影人自动表演的控制方法。

背景技术

皮影是我国的一种传统民间艺术，是我国非常重要的非物质文化遗产之一。它又称灯影，是在灯光照射下用兽皮刻制的人物隔亮布演戏，是我国广为流传的傀儡戏之一。表演时，艺人们在白色幕布后面，一边操纵戏曲人物，一边用当地流行的曲调唱述故事，同时配以打击乐器和弦乐，有浓厚的乡土气息。皮影是选用皮板薄厚适中、质坚而柔、透明显色、适用性强、经久耐用的优质牛皮制作。在制作时，巧妙地继承了以“镂空”为主的剪纸手法，先用铁笔将样稿刻画在处理好的牛皮上，皮影的着色，以黑、红、黄、绿为主，热冷色对比强烈，在使用上讲究纯用，极少调和，使投影在亮幕上的影件颜色纯正绚丽。一个皮影人物的制作过程极为繁琐，要经过选皮、制皮、画稿、过稿、镂刻、敷彩、发汗熨平、缀结合成等八个基本步骤。可见，皮影制作考究、工艺精湛；其制作工艺和操作的复杂性大大的限制和阻碍了传统皮影艺术的传播和继承。

在20世纪80年代，Dagalakis首次提出用悬索取代传统的杆件作为动平台的支腿，出现了柔索驱动并联机器人（Cable Driven Parallel Robot,CDPR），它不再使用传统的工业机器人的刚性连接杆，以柔索作为操作臂，大大降低了操作臂的重量。CDPR具有较高的刚度、精度和负载能力，结构紧凑，是一种闭链超确定输入牵引机构，具有较大的工作空间，可以实现较高速作业，因此具有广阔的应用空间。柔索传动的另一个重要特点是它模拟了人手的腱，研究柔索传动技术对于提高机器人的能力是必要的。

目前，国内有很多研究人员都注意到了皮影戏的衰败与没落，开始了对皮影的再发扬的研究工作。一部分研究者进行了皮影的数字化继承。纪万金等人构建了皮影运动的动力学模型，并给出其数值求解格式；根据动力学方程的离散格式，运用FLASH中的脚本语言编写皮影运动的程序，并能用该程序模拟真实的皮影动画。高璐静等人利用3DS MAX来实现数字皮影的人物运动，首先细致分析了我国传统皮影人物的结构特点和艺人对皮影人的操作方式，指出传统皮影运动的特点及实现数字皮影人运动的难点；继而利用3DS MAX建立了数字皮影动画人物角色模块，依据皮影人骨骼树的方法完成了皮影角色的建模、角色层级关系的建立和设置皮影人运动的关键帧等主要步骤，从而再现了传统皮影人的运动原理。在第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中，北京工业大学的蒋超博等人设计制作了数字皮影交互平台，该项目在皮影戏FLASH动画的基础上，实现了人机交互，即用户可以通过多点触摸设备、键盘等与皮影人物进行交互，选择自己喜好的角色来表演皮影，作品引入了物理因素如重力、摩擦力等来真实模拟皮影的表演使得表演更加真实；用Flash骨骼技术来制作皮影模型方便了用户对人物的控制；采用多点触摸技术来实现皮影人物的多点控制，大大增强了皮影的表现能力；同时，在该平台上，皮影爱好者能通过网络实现皮影交互表演，可以增加场景的特效和道具来丰富表演，而且可以用脚本来录制和回放皮影表演。这些新技术均采用现代计算机技术实现了皮影的数字化继承，打破了传统皮影戏在制作和演出形式的局限性，使传统皮影戏拓宽了新的发展空间。

另一部分研究者进行了皮影的机械自动化继承。目前国内的研究主要集中在两种方式：机器人操纵皮影人进行表演以及机器人本身直接模拟皮影人进行表演。