一种舞台声光联动控制系统的制作方法

1.本发明属于建筑工程施工技术领域，将舞台、声乐、灯光、屏显进行综合管理，涉及一种联动控制系统，特别是一种舞台声光联动控制系统。


背景技术：

2.舞台演出时，为了达到良好的视听效果，给观众良好的观看体验，除了演员的表演功底、道具和场景布置、舞台表现效果以外，灯光、声乐、屏幕显示带给观众最直观的视觉和听觉感受。一般情况下，对于大型场馆和演出而言，由于要实现的功能较多、营造的氛围要好、展现的形式较复杂，往往需要专业技术团队来进行操控。而且，为了达到良好的演出效果，灯光、声乐、屏幕都是由不同的操作人员来分别进行操控的。
3.上述做法存在以下不足之处：
①
由多名技术人员或技术团队进行操作，对人员的技能水平有较高的要求；
②
不同系统之间的操作难以做到无缝衔接，哪怕再有默契的团队之间，不同系统也经常出现超前或滞后的情形；
③
一场演出时间较长，需要操作人员长时间主机里保持集中对设备进行操控，一来人员疲惫不堪，二来难免会由于长时间操作出错或跟不上演出的节奏；
④
演出无法根据实际情况及时作出变动，一场演出灯光师按照常规节奏将灯光按照场序打在某一固定位置，但是演员不可能每次演出时都能固定在同一位置，这就导致演员在演出时还要时刻关注灯光的位置，严重影响了演员的发挥，甚至在一些场合出现了“追光少年”的现象；
⑤
灯光无法根据舞台演出的情况做到精准打光，人为操控难免出现误差；
⑥
舞台演出的效果、声光和显示效果无法及时准确的反馈到操控人员，也就不能及时的进行微调，某些时候甚至会因为灯光直射演员而导致演出事故；
⑦
舞台演出以实体（固件）为中心，而非以人为中心，演员根据具体效果去进行“适配”，而不是根据演员在舞台上的具体表现去进行配合。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种舞台声光联动控制系统。演出时，能够精准识别演员所在的位置，同时也能精准定位升降舞台升降台面的位置；灯光系统可以根据定位信息，对升降舞台台面、演出人员、场布等进行精装的打光；人员移动时，灯源可以自动识别演出人员，并跟随演员的移动进行跟踪打光；声乐和屏幕显示可以和灯光一起联动，跟随演出的进行，舞台、灯光、声乐、屏幕四者进行同步、联动，避免了不同系统由不同人员进行操控，而导致的不同步问题；改变传统意义上演员根据舞台效果进行配合的演出方式，转而成为灯光、声乐和屏显为演员服务，做到以人为中心，将“人找设备”变成“设备找人”；不同系统联动控制，不需要大量专业人员跟踪配合和服务，减轻了演出的成本；提供可视化的直观体验，演出效果、舞台升降情况、声光反馈情况、屏幕显示情况，通过中心控制平台，以3d画面的形式展现出来。
5.为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
①
舞台单元1，应力感应模块11能够感应出舞台台面是否有荷载（人员或物体），位
移感应模块12能够识别出具体动作的升降舞台台面，精准定位模块13安装在每一块舞台台面上，数据通讯模块14能够将应力感应模块11、位移感应模块12、精准定位模块13得到的数据实时传输到中心处理单元5。
6.②
灯光单元2，定位识别模块21可以识别精准定位模块13提供的定位坐标，移动追踪识别模块22，自动识别主体并进行追踪和定位，灯光输出模块23在定位识别模块21和移动追踪识别模块22确认后打开灯源，数据通讯模块接收中心处理单元5提供的信息并将灯光工作情况实施反馈。
7.③
声乐单元3，麦克风声音播放模块31捕捉演员发出的声音，并通过音响设备播放，媒体声音播放模块32将演出或会议需要的媒体材料，通过中心处理单元5进行播放，数据传输模块接收中心处理单元5的指令并将声音输出的效果反馈。
8.④
屏幕显示单元4，同步直播模块41可以同步将演出在显示屏上实时直播，内容播放与演出同步，媒体内容显示模块42将事先准备好的媒体素材，导入中心处理单元5，通过中心处理单元5统一进行处理，数据通讯模块43接收来自中心处理单元5的指令并将执行情况进行实时反馈。
9.⑤
中心处理单元5，数据采集模块51接收舞台单元1提供的信息，并接收灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4提供的反馈信息；数据处理模块52对采集的数据进行计算、分析、处理；数据分发模块53根据数据处理结果，将不同的数据信息同时下发给灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4，保证整体同步；动态显示模块54可以在实时显示现场演出情况和各个单元的工作情况；数据通讯模块55通过5g网络与其余四个模块之间实时保持数据传输。
10.本发明进一步改进在于：步骤
①
中，应力感应模块11安装在舞台台面底部，当对应舞台台面上有人员或物体时，荷载的变化被应力感应模块11捕捉，同时精准定位模块13通过数据通讯模块14向中心处理单元5提供精确的定位坐标；位移感应模块12安装在舞台台面的侧面，当舞台升降时，安装在侧面感应器能够及时捕捉到位移变化，同时精准定位模块13通过数据通讯模块14向中心处理单元5提供精确的定位坐标；精准定位模块13安装在舞台台面底部，每一块舞台台面安装两枚定位芯片，分别对应应力感应模块11和位移感应模块12，并能够及时将舞台坐标通过数据通讯模块14传输至中心处理单元5。
11.本发明进一步改进在于：步骤
②
中，中心处理单元5将精准定位模块13提供的定位坐标通过5g网络传输至灯光单元2，定位识别模块21可以识别坐标定位，并联动灯光输出模块23对目标坐标进行打光；移动追踪识别模块22根据演出需要，当舞台上演员或道具移动时，能够精确捕捉运动主体，锁定运动主体，并且跟随主体进行移动，同时，该移动追踪识别模块22还具备抗干扰性强、暗光作业灵敏度高的特点，在舞台情况复杂、灯光效果绚丽、舞台忽明忽暗的情况下，能够不受上述客观条件的影响，快速捕捉并锁定目标主体；灯光输出模块23在定位识别模块21和移动追踪识别模块22确认后打开灯源，数据通讯模块接收中心处理单元5提供的信息并将灯光工作情况实施反馈。
12.本发明进一步改进在于：步骤
③
中，麦克风声音播放模块31捕捉演员发出的声音，并通过音响设备播放；媒体声音播放模块32将演出或会议需要的媒体材料，通过中心处理单元5进行统一处理，以确保声乐、灯光、屏显和舞台演出的“四同步”；数据通讯模块33接收中心处理单元5的指令并将声音输出的效果反馈。
13.本发明进一步改进在于：步骤
④
中，同步直播模块41可以同步将演出在显示屏上实时直播，通过5g技术的运动，画面播放实时同步，没有迟滞；媒体内容显示模块42将事先准备好的媒体素材，导入中心处理单元5，通过中心处理单元5统一进行处理，以确保声乐、灯光、屏显和舞台演出的“四同步”；数据通讯模块43接收来自中心处理单元5的指令并将执行情况进行实时反馈。
14.本发明进一步改进在于：步骤
⑤
中，数据采集模块51接收舞台单元1提供的信息，并接收灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4提供的反馈信息；数据处理模块52对采集的数据进行计算、分析、处理，将精准定位模块13提供的信息转变成为舞台台面的坐标，对数据采集模块51提供的信息进行统一处理；数据分发模块53根据数据处理结果，将不同的数据信息同时下发给灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4，保证整体协同；动态显示模块54可以在实时显示现场演出情况和各个单元的工作情况，管理者可以在中心处理中控显示屏上清晰的看到舞台演出的实时情况，整个效果会以3d模型的形式展现；数据通讯模块55通过5g网络与其余四个模块之间实时保持数据传输。
有益效果
15.①
演出时，能够精准识别演员所在的位置，同时也能精准定位升降舞台升降台面的位置；
②
灯光系统可以根据定位信息，对升降舞台台面、演出人员、场布等进行精装的打光；
③
人员移动时，灯源可以自动识别演出人员，并跟随演员的移动进行跟踪打光；提出“四同步”概念，声乐和屏幕显示可以和灯光一起联动，跟随演出的进行，舞台、灯光、声乐、屏幕四者进行同步、联动，避免了不同系统由不同人员进行操控，而导致的不同步问题；
④
改变传统意义上演员根据舞台效果进行配合的演出方式，转而成为灯光、声乐和屏显为演员服务，做到以人为中心，将“人找设备”变成“设备找人”；
⑤
不同系统联动控制，不需要大量专业人员跟踪配合和服务，减轻了演出的成本；
⑥
提供可视化的直观体验，演出效果、舞台升降情况、声光反馈情况、屏幕显示情况，通过中心控制平台，以3d画面的形式展现出来。
附图说明
16.图1为本发明的原理框图。
17.图中，1-舞台单元，11-应力感应模块，12-位移感应模块，13-精准定位模块，14-数据通讯模块；2-灯光单元，21定位识别模块，22-移动追踪识别模块，23-灯光输出模块，24-数据通讯模块；3-声乐单元，31-麦克风声音播放模块，32-媒体声音播放模块，33-数据通讯模块；4-屏幕显示单元，41-同步直播模块，42-媒体内容显示模块，43-数据通讯模块；5-中心处理单元，51-数据采集模块，52-数据处理模块，53-数据分发模块，54-动态显示模块，55-数据通讯模块。
具体实施方式
18.下面结合附图，对本发明的实施案例进行详细阐述。
19.针对我国河南地区某超大型剧院舞台，提出一种舞台声光联动控制系统。设计一种四同步舞台控制系统，将舞台、灯光、声乐和屏幕显示四个系统统一结合起来，开发一种舞台声光联动控制系统，改变传统意义上演员根据舞台效果进行配合的演出方式，转而成
为灯光、声乐和屏显为演员服务，做到以人为中心，将“人找设备”变成“设备找人”。同时还能提供可视化的直观体验，演出效果、舞台升降情况、声光反馈情况、屏幕显示情况，通过中心控制平台，以3d画面的形式展现出来。
实施例
20.①
舞台单元1，应力感应模块11能够感应出舞台台面是否有荷载（人员或物体），位移感应模块12能够识别出具体动作的升降舞台台面，精准定位模块13安装在每一块舞台台面上，数据通讯模块14能够将应力感应模块11、位移感应模块12、精准定位模块13得到的数据实时传输到中心处理单元5。
21.②
灯光单元2，定位识别模块21可以识别精准定位模块13提供的定位坐标，移动追踪识别模块22，自动识别主体并进行追踪和定位，灯光输出模块23在定位识别模块21和移动追踪识别模块22确认后打开灯源，数据通讯模块接收中心处理单元5提供的信息并将灯光工作情况实施反馈。
22.③
声乐单元3，麦克风声音播放模块31捕捉演员发出的声音，并通过音响设备播放，媒体声音播放模块32将演出或会议需要的媒体材料，通过中心处理单元5进行播放，数据传输模块接收中心处理单元5的指令并将声音输出的效果反馈。
23.④
屏幕显示单元4，同步直播模块41可以同步将演出在显示屏上实时直播，内容播放与演出同步，媒体内容显示模块42将事先准备好的媒体素材，导入中心处理单元5，通过中心处理单元5统一进行处理，数据通讯模块43接收来自中心处理单元5的指令并将执行情况进行实时反馈。
24.⑤
中心处理单元5，数据采集模块51接收舞台单元1提供的信息，并接收灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4提供的反馈信息；数据处理模块52对采集的数据进行计算、分析、处理；数据分发模块53根据数据处理结果，将不同的数据信息同时下发给灯光单元2、声乐单元3、屏幕显示单元4，保证整体同步；动态显示模块54可以在实时显示现场演出情况和各个单元的工作情况；数据通讯模块55通过5g网络与其余四个模块之间实时保持数据传输。
25.上述具体实施方式，仅为本发明的实施例之一，并非因此限制本发明的专利范围，凡是依据本发明的精神实质所做的任何等效化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：包括以下步骤：
①
舞台单元，应力感应模块能够感应出舞台台面是否有荷载，位移感应模块能够识别出具体动作的升降舞台台面，精准定位模块安装在每一块舞台台面上，数据通讯模块能够将应力感应模块、位移感应模块、精准定位模块得到的数据实时传输到中心处理单元；
②
灯光单元，定位识别模块可以识别精准定位模块提供的定位坐标，移动追踪识别模块，自动识别主体并进行追踪和定位，灯光输出模块在定位识别模块和移动追踪识别模块确认后打开灯源，数据通讯模块接收中心处理单元提供的信息并将灯光工作情况实施反馈；
③
声乐单元，麦克风声音播放模块捕捉演员发出的声音，并通过音响设备播放，媒体声音播放模块将演出或会议需要的媒体材料，通过中心处理单元进行播放，数据传输模块接收中心处理单元的指令并将声音输出的效果反馈；
④
屏幕显示单元，同步直播模块可以同步将演出在显示屏上实时直播，内容播放与演出同步，媒体内容显示模块将事先准备好的媒体素材，导入中心处理单元，通过中心处理单元统一进行处理，数据通讯模块接收来自中心处理单元的指令并将执行情况进行实时反馈；
⑤
中心处理单元，数据采集模块接收舞台单元提供的信息，并接收灯光单元、声乐单元、屏幕显示单元提供的反馈信息；数据处理模块对采集的数据进行计算、分析、处理；数据分发模块根据数据处理结果，将不同的数据信息同时下发给灯光单元、声乐单元、屏幕显示单元，保证整体同步；动态显示模块可以在实时显示现场演出情况和各个单元的工作情况；数据通讯模块通过5g网络与其余四个模块之间实时保持数据传输。2.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
①
，舞台单元包括四个模块，分别是应力感应模块、位移感应模块、精准定位模块、数据通讯模块；应力感应模块安装在舞台台面底部，荷载的变化被应力感应模块捕捉；位移感应模块安装在舞台台面的侧面，当舞台升降时，安装在侧面感应器能够及时捕捉到位移变化；精准定位模块安装在舞台台面底部，每一块舞台台面安装两枚定位芯片，分别对应应力感应模块和位移感应模块，并能够及时将舞台坐标通过数据通讯模块传输至中心处理单元。3.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
②
，灯光单元包括四个模块分别是：定位识别模块、移动追踪识别模块、灯光输出模块、数据通讯模块；中心处理单元将精准定位模块提供的定位坐标通过5g网络传输至灯光单元，定位识别模块可以识别坐标定位，并联动灯光输出模块对目标坐标进行打光；移动追踪识别模块根据演出需要，当舞台上演员或道具移动时，能够精确捕捉运动主体，锁定运动主体，并且跟随主体进行移动；灯光输出模块在定位识别模块和移动追踪识别模块确认后打开灯源，数据通讯模块接收中心处理单元提供的信息并将灯光工作情况实施反馈。4.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
②
中移动追踪识别模块，具备抗干扰性强、暗光作业灵敏度高的特点，在舞台情况复杂、灯光效果绚丽、舞台忽明忽暗的情况下，能够不受上述客观条件的影响，快速捕捉并锁定目标主体。5.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
③
中声乐单元包括三个模块，分别是：麦克风声音播放模块、媒体声音播放模块、数据通讯模块；麦克风声音播放模块捕捉演员发出的声音，并通过音响设备播放；媒体声音播放模块将演出或会议
需要的媒体材料，通过中心处理单元进行统一处理，以确保声乐、灯光、屏显和舞台演出的“四同步”；数据通讯模块接收中心处理单元的指令并将声音输出的效果反馈。6.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
④
中屏幕显示单元包括三个模块，分别是：同步直播模块、媒体内容显示模块、数据通讯模块；同步直播模块可以同步将演出在显示屏上实时直播，通过5g技术的运动，画面播放实时同步，没有迟滞；媒体内容显示模块将事先准备好的媒体素材，导入中心处理单元，通过中心处理单元统一进行处理，以确保声乐、灯光、屏显和舞台演出的“四同步”；数据通讯模块接收来自中心处理单元的指令并将执行情况进行实时反馈。7.根据权利要求1所述的一种舞台声光联动控制系统，其特征在于：步骤
⑤
中中心处理单元包括五个组成模块，分别是：数据采集模块、数据处理模块、数据分发模块、动态显示模块、数据通讯模块；数据采集模块接收舞台单元提供的信息，并接收灯光单元、声乐单元、屏幕显示单元提供的反馈信息；数据处理模块对采集的数据进行计算、分析、处理，将精准定位模块提供的信息转变成为舞台台面的坐标，对数据采集模块提供的信息进行统一处理；数据分发模块根据数据处理结果，将不同的数据信息同时下发给灯光单元、声乐单元、屏幕显示单元，保证整体协同；动态显示模块可以在实时显示现场演出情况和各个单元的工作情况，管理者可以在中心处理中控显示屏上清晰的看到舞台演出的实时情况，整个效果会以3d模型的形式展现；数据通讯模块通过5g网络与其余四个模块之间实时保持数据传输。

技术总结
本发明提供了一种舞台声光联动控制系统。能够精准识别演员所在的位置，能精准定位升降舞台升降台面的位置；可以根据定位信息，对升降舞台台面、演出人员、场布等进行精装的打光；人员移动时，灯源可以自动识别演出人员，并跟随演员的移动进行跟踪打光；跟随演出的进行，舞台、灯光、声乐、屏幕“四同步”；改变传统意义上演员根据舞台效果进行配合的演出方式，转而成为灯光、声乐和屏显为演员服务，将“人找设备”变成“设备找人”；不同系统联动控制，不需要大量专业人员跟踪配合和服务，减轻了演出的成本；提供可视化的直观体验，演出效果通过中心控制平台，以3D画面的形式展现出来。以3D画面的形式展现出来。以3D画面的形式展现出来。


技术研发人员：石黎明 史保坤
受保护的技术使用者：中国十七冶集团有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/7/19