Led灯光场景的三维编辑方法

专利名称：Led灯光场景的三维编辑方法
技术领域：
本发明涉及一种LED灯光场景的编辑方法，特别是涉及一种通过计算机软件实现 的LED灯光场景的三维编辑方法。
背景技术：
随着电子、软件技术的迅猛发展和大功率LED的广泛应用，各种LED灯光工程实现 效果的计算机软件编辑方法也越来越被各个厂家和用户所重视。目前LED灯光行业的场景 编辑计算机软件及采用的方法主要适用于规则布灯，通常采用平面内二维编辑的方法，复 杂的三维LED布灯结果也是被变形转化为平面的编辑方法进行效果制作。因此场景效果变 形严重或很多效果无法实现。所以，现有技术中还没有一种LED灯光景观场景的三维编辑 方法。

发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术无法对设计好的LED布灯进行真 实三维显示及场景编辑的缺陷，提供一种LED灯光场景的三维编辑方法。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，其包括以下步骤S4、基于布灯数据库中的布灯三维坐标，采用算法生成场景效果文件；和/或S5、基 于布灯数据库中的布灯三维坐标与平面素材的投影关系，利用像素采集方式，生成场景效 果文件；和/或S6、基于三维对象，生成场景效果文件。其中，步骤S4之前还包括以下步骤S1、采用AutoCAD软件进行LED布灯，保存成*. dxf格式布灯文件；S2、导入并解析该*. dxf格式布灯文件，将解析出的信息写入布灯数据库；S3、读取该布灯数据库，利用OpenGL进行三维布灯显示。其中，步骤S6之后还包括以下步骤S7、读取该场景效果文件，利用OpenGL以三维 方式预览该场景效果文件。其中，步骤S1进一步包括以下步骤Sn、新建AutoCAD文件，确定坐标范围，确定布灯点；S12、灯具类型判断，绘制投光关系；S13、确定控制器与灯具之间的连接关系，采用三维多段线依次连接控制器与所控 灯具；S14、标识控制器属性，采用多行文字标识出控制器的IP信息、网络端口、通道号、 总线方式和色彩模式；S15、保存成*. dxf格式布灯文件。其中，步骤S12中灯具类型若为投光灯，则以直线方式绘制灯点与光点关系。其中，步骤S2进一步包括以下步骤
S21、打开并读取*. dxf格式布灯文件；S22、解析三维多段线顶点序号及顶点三维坐标；S23、若灯具类型为投光灯，则解析直线起点三维坐标及结束点三维坐标，然后将步 骤中的坐标点进行偏移修正；S24、解析多行文字，解析出控制器的IP信息、网络端口、通道号、总线方式和色彩 模式；S25、若布灯信号线存在分叉情况，则解析分叉信息，按分叉点位置，对灯具顺序进 行重新排列；S26、将步骤S22-Sm中解析出的信息写入access布灯数据库。其中，步骤&进一步包括以下步骤S31、读取access布灯数据库，将步骤&的结果信息读取到软件数据缓冲区；S32、利用OpenGL三维显示布灯情况；S33、通过鼠标操作，以缩放、平移、旋转方式按不同角度查看布灯。其中，步骤、进一步包括以下步骤S41、选择要生成场景效果文件的布灯；S42、选择算法，设置算法参数，所述参数决定了算法的色彩、方向、帧数、速度；S43、按步骤、中的算法和参数实时计算步骤、中灯点的颜色数据；S44、生成场景效果文件。其中，步骤&进一步包括以下步骤S51、选择预先定义好的布灯三维坐标与平面素材的投影关系；S52、绘制素材，该素材包括图片、Flash动画或多媒体视频文件；S53、逐帧播放该素材，根据步骤S51所述的投影关系，确定每一布灯坐标点与平面 素材内坐标点的对应关系，并逐帧记录布灯坐标点的颜色值；S54、逐帧生成场景效果文件。其中，步骤S7进一步包括以下步骤S71、选择读取、中的场景效果文件；S72、解析该场景效果文件内的布灯信息，确定灯点坐标；S73、解析该场景效果文件内的色彩数据，该色彩数据与该灯点坐标对应；S74、利用OpenGL逐帧显示场景效果，通过鼠标操作，以缩放、平移、旋转方式按不 同角度查看布灯。其中，步骤、中所述的算法包括以下算法中的一种或几种整体变色、追光、流水、 堆积、渐变、彩虹和星空算法。本发明的积极进步效果在于本发明通过计算机软件实现LED灯光场景的三维编 辑，不但适用于规则布灯还适用于不规则的布灯，并且实现了 LED灯光场景三维编辑方法 通用化、流程化，并且实现了所见即所得的要求。


图1为本发明较佳实施例的三维编辑方法的流程图。图2为本发明较佳实施例的AutoCAD布灯的流程图。
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图3为本发明较佳实施例的AutoCAD文件解析的流程图。图4为本发明较佳实施例的三维布灯显示的流程图。图5为本发明较佳实施例的基于布灯三维坐标采用算法生成场景效果的流程图。图6为本发明较佳实施例的基于三维坐标与平面素材投影关系按像素采集生成 场景效果的流程图。图7为本发明较佳实施例的基于三维对象的生成场景效果的流程图。图8为本发明较佳实施例的三维方式预览效果文件的流程图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。如图1所示，本发明的LED灯光场景的三维编辑方法，总体上包括6大步骤S1、采用AutoCAD软件进行LED布灯，保存成*. dxf格式布灯文件；S2、导入并解析该*. dxf格式布灯文件，将解析出的信息写入布灯数据库；S3、读取该布灯数据库，利用OpenGL进行三维布灯显示；S4、基于该布灯数据库中的布灯三维坐标，采用算法生成场景效果文件；和/或S5、 基于该布灯数据库中的布灯三维坐标与平面素材的投影关系，利用像素采集方式，生成场 景效果文件；s6、基于三维对象的场景编辑方法；即步骤S4、S5* S6在整个方法的实现中，可 以选择其中的一个，也可以组合使用。S7、读取该场景效果文件，利用OpenGL以三维方式预览该场景效果文件。而步骤 Si、S2, S3和S7为可选的，本领域技术人员可采用现有技术中的其他方法来实现。上述步骤S1-S7的具体实现，本领域技术人员可以采用公知的技术手段，而本实施 例中每一步骤的具体实现则采用了如下更具体的步骤。现分别阐述如下。1、采用AutoCAD软件进行LED布灯，如图2所示，本实施例中S1步骤采用以下步 骤来具体完成。步骤100，新建AutoCAD文件，AutoCAD软件的版本可以为AutoCADR12、 AutoCAD2000、AutoCAD2004、AutoCAD2007。步骤101，确定坐标范围。步骤102，确定布灯点。在AutoCAD中先用点表现真实的LED灯具位置。步骤103，灯具类型判断。灯具的类型比如为星光灯、投光灯等，其中星光灯即为灯 点和光点的位置是一致的，而对于投光灯，灯点和光点的位置是不一致的，光点的位置是灯 点投射过去照到的那一点。灯具的类型及区分，为本领域的公知常识，在此不做赘述。步骤104，根据103步骤结果，若为投光灯，则绘制投光关系，以直线方式绘制灯点 与光点关系。步骤105，确定控制器与灯具连接关系。采用三维多段线(AutoCAD中的一种工具) 依次连接控制器与所控灯具。步骤106，标识控制器属性。采用多行文字标识出控制器的IP信息、网络端口、通 道号、总线方式、色彩模式等。步骤107，保存成*. dxf (AutoCAD的一种文件格式)格式布灯文件。上述步骤100 107，制订了一套采用AutoCAD软件完整表述布灯信息的规则方法，除了表述每个LED灯具灯点及光点的三维X-Y-Z坐标外，还表述了控制器的属性及各个 灯具的连接顺序。上述步骤100 107的具体实现，为本领域技术人员公知的技术手段，并 非本发明的发明点所在，在此不再赘述。2、软件导入并解析AutoCAD格式文件，如图3所示，本实施例中&步骤采用以下 步骤来具体完成。步骤200，打开并读取*.dXf格式布灯文件。该文件为步骤S1W结果。步骤201，解析三维多段线顶点序号及顶点三维坐标。三维多段线顶点顺序作为 LED灯具连接顺序，顶点三维坐标作为LED灯具坐标。步骤202，若LED灯具为投光灯，解析直线起点三维坐标及结束点三维坐标，并将 步骤201的坐标点进行偏移修正。比如步骤201中的某一灯点坐标为(0，0，0)，但如果灯具 为投光灯，则如前所述，光点坐标就不是(0，0，0) 了，要对其进行偏移修正，例如修正为(1， 1，0)。步骤203，解析多行文字。解析出控制器的IP信息、网络端口、通道号、总线方式、 色彩模式等。步骤204，解析分叉信息。若布灯信号线存在分叉情况，则按分叉点位置，对灯具顺 序进行重新排列。此处分叉指，比如原来1、2、3、4、5、6，6个灯具连成一条直线。现在，在这 一条直线的基础上，从灯具2又连出一条直线到灯具5，即为分叉信息。分叉信息为本领域 的公知术语，在此不过多描述。步骤205，写入access数据库。可见上述步骤200 205，可以读取和解析不同灯数、不同布局结构特点的经过步 骤S1规格化的AutoCAD文件。上述步骤200 205的具体实现，为本领域技术人员公知的 技术手段，并非本发明的发明点所在，在此不再赘述。3、三维布灯显示，如图4所示，本实施例中&步骤采用以下步骤来具体完成。步骤300，选择布灯。布灯数据库中可以存储多个布灯，要先选择要打开的布灯列 表。这里的多个布灯指以项目为单位的多个布灯，比如为水立方外墙的效果做的布灯，或者 为世博会的某个建筑外观效果做的布灯等等，所以在步骤&进行三维显示时，首先要选择 想到显示的布灯。步骤301，读取access布灯数据库。即读取步骤&的结果信息到软件数据缓冲区。步骤302，OpenGL三维显示。利用OpenGL技术(三维图像处理领域里的常用技 术)在软件中三维显示布灯。步骤303，缩放、平移、旋转等不同角度查看。可以通过鼠标操作，在软件中按不同 角度查看布灯。上述步骤300 303的具体实现，为本领域技术人员公知的技术手段，并非本发明 的发明点所在，在此不再赘述。4、基于布灯三维坐标采用算法生成场景效果，如图5所示，本实施例中、步骤采 用以下步骤来具体完成。步骤400，选择布灯。可以全部选择，也可以部分选择。被选择的灯点才响应以下 步骤的算法。步骤401，选择算法。本发明方法中将常用的整体变色、追光、流水、堆积、渐变、彩虹、星空等算法以列表的形式供选择。算法的操作对象是步骤400中选择的布灯。步骤402，设置算法参数。本发明方法中每个算法都有多项参数供修改设置，这些 参数决定了算法的色彩、方向、帧数、速度等。步骤403，继续选择。若400步骤选择的是部分布灯，则在完成步骤402后还可以 选择未选择的布灯。步骤400、401、402、403在选择布灯不重合的情况下可以进行多次。步骤404，算法计算。按步骤401的算法及步骤402的参数实时计算步骤400灯点 的颜色数据。步骤405，生成*.als格式效果文件。其中，als格式为本实施例中的自定义的 名称，本领域技术人员可以采用其他的名称。可见，上述步骤400 405集成并且可以无限扩展多种基于三维坐标进行的算法， 并最终保存生成效果文件。上述步骤400 405的具体实现，为本领域技术人员公知的技 术手段，并非本发明的发明点所在，在此不再赘述。5、基于不同的三维坐标与平面素材的投影关系，利用像素采集，生成场景效果，如 图6所示，本实施例中S5步骤采用以下步骤来具体完成。步骤500，选择投影对应关系。本发明的方法可以集成有多种投影对应关系，可以 按按照效果需求及不同的布灯结果进行选择。比如，布灯三维坐标与平面素材的投影关系 可以为立体投影关系，平面投影关系或者锥体投影关系等等本领域公知的投影关系。为说 明方便，以制作出一个五星红旗在水立方外墙上飘动的效果为例，来说明图6。步骤501，绘制素材。本发明方法可以在软件中绘制图片、Flash动画、多媒体视频 文件。可以绘制多个，按不同位置排列或分层显示。当然，这些素材可以从网上下载而得， 比如可以从网上下载到一个五星红旗飘动的flash。步骤502，逐帧播放并显示501步骤绘制的素材，比如播放五星红旗飘动的flash。 播放的目的是用于进行录制，即为步骤503做准备。同现有技术中在线电视播放的道理，不 再赘述。步骤503，根据前述的投影关系确定布灯颜色值。按投影关系，确定每一布灯坐标 点与平面素材内坐标点的对应关系，并逐帧记录其颜色值。红星红旗上的五角星为黄色，当 某一布灯坐标点对应五角星上时，则记录该布灯坐标点颜色值为黄色；同理，当某一布灯坐 标点对应五星红旗上时，则记录该布灯坐标点颜色值为红色。步骤504，逐帧生成*.als格式效果文件。其中，als格式为本实施例中的自定 义的名称，本领域技术人员可以采用其他的名称。综上所述，上述步骤500 504集成了多种三维坐标与平面坐标的投影对应关系。 并且该步骤采用软件逐帧播放平面素材，实时通过投影对应关系确定该帧每个LED灯点像 素的色彩值的方法，并最终保存生成效果文件。上述步骤500 504的具体实现，为本领域 技术人员公知的技术手段，并非本发明的发明点所在，在此不再赘述。6、基于三维对象，生成场景效果，如图7所示，本实施例中步骤S6采用以下步骤来 具体完成。步骤600，绘图对象选择。该步骤下有画笔、画刷、矩形工具、多边形工具等绘图对 象供选择，绘图对象有颜色属性供设置。步骤601，单帧灯点颜色、图形绘制。该步骤下按步骤600选择的绘图对象对软件
8编辑区的三维灯点进行相应绘制。步骤602，继续编下一帧。若要继续编辑下一帧，则将帧数计数值加1，该计数值也 可以增加大于1的值，若帧计数增加值大于1，则中间帧可以设置成与前一编辑帧所有灯点 颜色相同，也可设置成是前一编辑帧与后一编辑帧的过渡帧。步骤603，生成*.als格式效果文件。其中，*. als格式为本实施例中的自定义的 名称，本领域技术人员可以采用其他的名称。上述步骤600 603的具体实现，为本领域技术人员公知的技术手段，并非本发明 的发明点所在，在此不再赘述。7、三维方式预览效果文件，如图7所示，本实施例中S7步骤采用以下步骤来具体 完成。步骤700，选择读取*.als效果文件。步骤701，解析*. als内布灯信息，确定灯点坐标。该步骤读取的信息专门存储在 灯点坐标缓冲区内。步骤702，解析*. als内色彩数据。该色彩数据与步骤601坐标对应。步骤703，利用OpenGL技术逐帧显示。步骤704，缩放、平移、旋转等不同角度查看。通过鼠标操作可以更改到不同观察角度。可见，在步骤S3和S7中，均采用OPENGL技术利用三维点在计算机软件中显示布灯 (步骤S3)及预览显示效果文件(步骤S7),在这两个步骤中可以利用鼠标进行缩放、拖动及 旋转等操作。上述步骤700 704的具体实现，为本领域技术人员公知的技术手段，并非本 发明的发明点所在，在此不再赘述。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些 仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变 更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求
1.一种LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，其包括以下步骤、、基于布灯数据库中的布灯三维坐标，采用算法生成场景效果文件；和/或&、基于布 灯数据库中的布灯三维坐标与平面素材的投影关系，利用像素采集方式，生成场景效果文 件；和/或&、基于三维对象，生成场景效果文件。
2.如权利要求1所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤、之前还包 括以下步骤51、采用AutoCAD软件进行LED布灯，保存成*.dxf格式布灯文件；52、导入并解析该*.dxf格式布灯文件，将解析出的信息写入布灯数据库； &、读取该布灯数据库，利用OpenGL进行三维布灯显示。
3.如权利要求2所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤&之后还包 括以下步骤S7、读取该场景效果文件，利用OpenGL以三维方式预览该场景效果文件。
4.如权利要求3所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤S1进一步包 括以下步骤Sn、新建AutoCAD文件，确定坐标范围，确定布灯点；512、灯具类型判断，绘制投光关系；513、确定控制器与灯具之间的连接关系，采用三维多段线依次连接控制器与所控灯且.Z、 9514、标识控制器属性，采用多行文字标识出控制器的IP信息、网络端口、通道号、总线 方式和色彩模式；515、保存成*.dxf格式布灯文件。
5.如权利要求4所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于， 步骤S12中灯具类型若为投光灯，则以直线方式绘制灯点与光点关系。
6.如权利要求5所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤&进一步包 括以下步骤521、打开并读取*.dxf格式布灯文件；522、解析三维多段线顶点序号及顶点三维坐标；523、若灯具类型为投光灯，则解析直线起点三维坐标及结束点三维坐标，然后将步骤 S22中的坐标点进行偏移修正；524、解析多行文字，解析出控制器的IP信息、网络端口、通道号、总线方式和色彩模式；525、若布灯信号线存在分叉情况，则解析分叉信息，按分叉点位置，对灯具顺序进行重 新排列；^5、将步骤S22-Sm中解析出的信息写入access布灯数据库。
7.如权利要求6所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤&进一步包 括以下步骤531、读取access布灯数据库，将步骤&的结果信息读取到软件数据缓冲区；532、利用OpenGL三维显示布灯情况；533、通过鼠标操作，以缩放、平移、旋转方式按不同角度查看布灯。
8.如权利要求7所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤、进一步包 括以下步骤·541、选择要生成场景效果文件的布灯；·542、选择算法，设置算法参数，所述参数决定了算法的色彩、方向、帧数、速度；·543、按步骤、中的算法和参数实时计算步骤S41中灯点的颜色数据；·544、生成场景效果文件。
9.如权利要求8所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤&进一步包 括以下步骤551、选择预先定义好的布灯三维坐标与平面素材的投影关系；552、绘制素材，该素材包括图片、Flash动画或多媒体视频文件；553、逐帧播放该素材，根据步骤S51所述的投影关系，确定每一布灯坐标点与平面素材 内坐标点的对应关系，并逐帧记录布灯坐标点的颜色值；554、逐帧生成场景效果文件。
10.如权利要求9所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤S7进一步包 括以下步骤571、选择读取、中的场景效果文件；572、解析该场景效果文件内的布灯信息，确定灯点坐标；573、解析该场景效果文件内的色彩数据，该色彩数据与该灯点坐标对应；574、利用OpenGL逐帧显示场景效果，通过鼠标操作，以缩放、平移、旋转方式按不同角 度查看布灯。
11.如权利要求1所述的LED灯光场景的三维编辑方法，其特征在于，步骤、中所述的 算法包括以下算法中的一种或几种整体变色、追光、流水、堆积、渐变、彩虹和星空算法。
全文摘要
本发明公开了一种LED灯光场景的三维编辑方法，其包括以下步骤基于布灯数据库中的布灯三维坐标，采用算法生成场景效果文件；和/或基于布灯数据库中的布灯三维坐标与平面素材的投影关系，利用像素采集方式，生成场景效果文件；和/或基于三维对象，生成场景效果文件。本发明通过计算机软件实现LED灯光场景的三维编辑，不但适用于规则布灯还适用于不规则的布灯，并且实现了LED灯光场景三维编辑方法通用化、流程化，并且实现了所见即所得的要求。
文档编号G06F17/50GK102117347SQ200910248010
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者李英远, 范宗国, 谢海军 申请人:上海广茂达光艺科技股份有限公司