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一种数字化艺术设计实验室

阅读:934发布:2020-06-21

专利汇可以提供一种数字化艺术设计实验室专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于数字化艺术设计实验室技术领域,公开了一种数字化艺术设计实验室,设置有艺术设计模 块 ,艺术设计模块包括:脚本规划模块,用于主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制;模型建立模块,用于建立三维物品模型;采用正弦 叠加 法生成的自相关瑞利平方和的根序列对舍弃法生成的幅度随机序列秩匹配排序,同时利用正弦叠加法生成的自相关瑞利序列对 相位 随机序列进行秩匹配排序,叠加排序后的自相关幅度随机序列和自相关相位随机序列生成时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列;生成三维物品模型;本发明通过 云 服务器 模块可以大大提高图片数据 渲染 速度,缩短设计周期,提高设计效率。,下面是一种数字化艺术设计实验室专利的具体信息内容。

1.一种数字化艺术设计实验室,其特征在于,数字化艺术设计实验室包括:
艺术设计模,与单片机制模块连接,用于通过计算机和数字画面进行数字艺术设计;
艺术设计模块包括:
脚本规划模块,用于主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制;
模型建立模块,用于建立三维物品模型;
所述模型建立模块建立三维物品模型中,采用正弦叠加法生成的自相关瑞利平方和的根序列对舍弃法生成的幅度随机序列秩匹配排序,同时利用正弦叠加法生成的自相关瑞利序列对相位随机序列进行秩匹配排序,叠加排序后的自相关幅度随机序列和自相关相位随机序列生成时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列;生成三维物品模型;
动画设置模块,用于三维物品模型建立后,将动画按照脚步设计所变现方向调整;设置摄像机动画、人物或者动物的物体动画。
2.如权利要求1所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,模型建立模块建立三维物品模型的方法具体包括:
步骤一,采用正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k)和 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k);
步骤二,根据Nakagami衰落幅度概率密度函数和相位概率密度函数,采用舍弃法生成幅度随机序列RX(k)和相位随机序列Rθ(k),其中k=1,2,…,N,k为目标随机序列长度;
步骤三,利用 个自相关瑞利平方和的根序列对包络随机序列秩匹配排序,利用自相关瑞利序列对相位随机序列秩匹配排序;
步骤四,叠加由上述生成的Nakagami-m包络秩匹配序列RX*(k)和相位秩匹配序列Rθ*(k),得到时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列:
3.如权利要求2所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,所述步骤一包括以下步骤:
第一步,采用等间距法、均方误差法、等面积法、蒙特卡洛法、Lp-norm法、精确多普勒扩展法、Jakes法中的任意一种方法,计算瑞利信道Jakes仿真模型中多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数;
第二步,将多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数带入正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k);
第三步,重复第二步得到瑞利随机序列集
第四步,将RRay,i(k)带入下式,得到 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k):
所述步骤二包括以下步骤:
第一步,产生在(0,ax)上均匀分布随机数U1x,其中ax=max(x);
第二步,产生在(0,bx)上均匀分布随机数U2x,其中bx=max(fR(x));
第三步,U2x≤fR(U1x),则将U1x赋予随机序列集合X,其中X随机序列长度为N;否则舍弃U1x和U2x;
第四步,重复第一步到第三步,将满足步骤三要求的每个随机数逐个赋予随机序列集合X,直到X含有N个随机数时算法结束;
得到服从幅度概率密度函数fR(x)的随机序列RX(k)=X后,按照同样的均匀舍弃法步骤生成满足相位概率分布fθ(x)的随机序列Rθ(k);
所述步骤三包括以下步骤:
第一步,以 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k)作为源序列,幅度随机序列RX(k)作为目标序列,获取RRay2(k)的相对大小排列顺序SRay2(k),将RX(k)内所有元素按照此相*
对顺序重新排列,得到排列后的包络秩匹配序列RX(k);
第二步,以自相关序列RRay1(k)作为源序列,相位随机序列Rθ(k)作为目标序列,获取RRay1(k)的相对大小排列顺序SRay1(k),将Rθ(k)内的所有元素按此相对顺序重新排列,得到的相位秩匹配序列Rθ*(k)。
4.如权利要求1所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,数字化艺术设计实验室还包括:
贴图灯光模块,用于在动画设置后再进行模型材质贴图,根据摄像机设定的方向进行细部调节;
环境制作模块,用于环境表现,生成与设计物品相关的环境;
渲染输出模块,用于渲染出不同尺寸和分辨率的动画;
后期处理模块,用于渲染完后,进行再制作;
非编输出模块,用于进行最后分镜头的动画的合成,加入文件,配音
所述模型建立模块包括:
CAD导入3D Max模块,用于CAD图导入,通过旋转调整,在三个视图中的对线框图进行编辑,应用画样条线与多边形操作,挤出拉伸的命令;
墙体建模模块,用于墙体的建模,通过冻结与隐藏命令,从三个视视图中进行建模;
部件建模模块,用于柱子、台阶、地板和屋顶窗、小部件的建模;建模完成后,进行组合,根据所建模型进行材质匹配;
摄像机设定模块,用于对建筑动画摄像机的设定,对摄像机的速度、角度、景深焦距、摄像机关键参数进行调节;
灯光设置模块,用于三维场景中的灯光设计,对建筑动画中的灯光进行多角度多方式调节;
赋材质模块,用于材质与模型的细节表现;对多镜头中的画面,通过二维贴图和三维贴图细节表现;
所述渲染输出模块,经过模型的建立,摄像头动画制作,灯光的材质调整后,通过渲染器对场景模型的视频或者图像进行渲染;
后期处理模块包括音频处理模块,所述音频处理模块,用于音乐的选取剪辑、音频放大处理;
后期处理模块还包括视频处理模块,所述视频处理模块,用于视频的组合与调整;在After Effects中将三维动画序列组合成视频,并做顺序调整,然后结合Premiere进行镜头剪切;
展示模块,与单片机控制模块连接,用于通过投影仪展示艺术设计作品。
5.如权利要求1所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,数字化艺术设计实验室还包括:
太阳能供电模块、视频监控模块、单片机控制模块、网络通信模块、艺术设计模块、照明模块、打印模块、展示模块、服务器
太阳能供电模块,与单片机控制模块连接,用于通过太阳能电池板获取太阳能对电器元件进行供电;
视频监控模块,与单片机控制模块连接,用于通过摄像头对实验室进行视频监控;
单片机控制模块,与太阳能供电模块、视频监控模块、网络通信模块、艺术设计模块、照明模块、打印模块、展示模块、云服务器连接,用于控制各个电器设备正常工作;
网络通信模块,与单片机控制模块连接,与云服务器模块无线连接,用于通过网络通信方式连接云服务器;
照明模块,与单片机控制模块连接,用于对实验室进行照明;
打印模块,与单片机控制模块连接,用于通过打印机对设计的图像作品进行打印;
云服务器模块,与网络通信模块无线连接,用于对艺术图片进行渲染和存储。
6.如权利要求5所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,网络通信模块通信方法如下:
首先,客户端与服务器建立通信连接;
其次,客户端向服务器发送请求,请求中包括该请求的唯一性标识;
然后,服务器收到请求后,准备该请求对应的响应数据,该响应数据中包括该请求的唯一性标识,在准备好响应数据后立即向发起请求的客户端返回该响应数据;
最后,客户端收到响应数据后,根据该响应数据中所包括的所述唯一性标识来匹配对应的请求,将该响应数据作为匹配到的请求的响应数据进行处理。
7.如权利要求6所述数字化艺术设计实验室,其特征在于,所述在客户端与服务器建立通信连接后,若发生异常导致断开所述通信连接,则所述客户端确定当前没有收到响应数据的请求,并与服务器重新建立通信连接,并且只向服务器重新发送所述没有收到响应数据的请求;
所述通信连接为网络数据通信中的传输层协议连接,请求和响应数据为基于该传输层协议连接的应用层通信协议的请求和响应数据;
所述传输层协议连接为传输控制协议TCP连接,应用层通信协议为超文本传送协议HTTP。

说明书全文

一种数字化艺术设计实验室

技术领域

[0001] 本发明属于数字化艺术设计实验室技术领域,尤其涉及一种数字化艺术设计实验室。

背景技术

[0002] 目前,业内常用的现有技术是这样的:
[0003] 数字艺术是运用数字技术和计算机程序等手段对图片、影音文件进行的分析、编辑等应用,最终得到完美的升级作品。它广泛应用于平面设计、三维技术的教学和商业设计等用途,并随科技进步被大众接受和认可,受到越来越多从业人员的喜爱。然而,现有的数字化艺术设计实验室内的电器设备通过传统方式供电,耗费电能,一旦停电则无法继续使用;同时在艺术图片设计过程中渲染需要很长时间,导致设计周期长。
[0004] 如今三维宣传片已经成为数字化营销不可缺失的方法,让客户直观、快捷、全面了解基本信息,已经是营销出奇制胜的法宝了。产品还没有真正的树立起来,但借助三维动画技术,已经可以将未来产品的整体空间、外观、格局以及环境等做出三维的展现,给宣传片带来更大的展示与营销空间,并突破了时间与空间的限制。
[0005] 三维动画的制作让宣传片拥有了特殊的表现形式,它展现了更为华丽的画面与超前的展示,
[0006] 如今制作三维动画各种要求都比较高,平台均为3D数字工作站。对于制作人员也有很高的要求,不仅要有专业的技术,还要了解美术、电影、音乐等相关知识,这样制作出来的产品才会越来越真实。
[0007] 曾经有位色彩学家在强调色彩对人的重要意义时常喜欢用这样一句话:“色彩就是生命,因为一个没有色彩的世界在我们看来就像死的一般”。他不仅说出了色彩乃是人的本能,而且与生命同在。视频画面的构图形式元素之一就是色彩,同时它也是一种强有的视觉语言。所以说没有了色彩,视频画面也就成了不同亮度的灰度图片。而且不正确的色彩应用则会影响到视频主题的表达与感情的倾诉。
[0008] 色彩的应用已很普遍,在视频广告中应用却在近代,虽然它在视频中运用历史不久,但是色彩运用在视频中起了不可忽视的作用。色彩是视觉表达的一个因素,没有色彩就没自然的润泽,这也就是说,色彩是构建视频的基本要素之一。比如一些怀旧的影片,像王家卫的《花样年华》等等,就加上一层淡淡的黄色,制作出年代久远的感觉。
[0009] 对于艺术动画中,鲜明色彩则更让人眼目一新。
[0010] 三维动画以下三个特点很值得应用:
[0011] (1)强大的造型能力:它通过多媒体计算机技术实现动画设计与制作,不仅不受客观条件的限制制作出不存在的物体和景观,还可以制作出逼真的现实景象。这些特点都是实景拍摄很难达到的。
[0012] (2)自由的运动表现:三维建筑动画中,摄像头的运动可以自由调节,而且物体的变化和运动也是不受限制的,它可以任意指定物体运动方向与轨迹。
[0013] (3)真实的质感表现:数字设计中可以模拟真实的灯火与材质表现,做出逼真的视觉效果。
[0014] 综上所述,现有技术存在的问题是:
[0015] 现有的数字化艺术设计实验室内的电器设备通过传统方式供电,耗费电能,一旦停电则无法继续使用;同时在艺术图片设计过程中渲染需要很长时间,导致设计周期长。
[0016] 现有技术没有采用三维动画的运用让艺术设计拥有了新颖的表现,没有让设计的艺术产品中华丽的画面与超前的展示,更能细致的描述不同的特点;而且也没有采用虚拟动画数码技术与电影表现手法展现未来情境。

发明内容

[0017] 针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种数字化艺术设计实验室。
[0018] 本发明是这样实现的,一种数字化艺术设计实验室,包括:
[0019] 艺术设计模,与单片机制模块连接,用于通过计算机和数字画面进行数字艺术设计;
[0020] 艺术设计模块包括:
[0021] 脚本规划模块,用于主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制;
[0022] 模型建立模块,用于建立三维物品模型;
[0023] 所述模型建立模块建立三维物品模型中,采用正弦叠加法生成的自相关瑞利平方和的根序列对舍弃法生成的幅度随机序列秩匹配排序,同时利用正弦叠加法生成的自相关瑞利序列对相位随机序列进行秩匹配排序,叠加排序后的自相关幅度随机序列和自相关相位随机序列生成时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列;生成三维物品模型;
[0024] 动画设置模块,用于三维物品模型建立后,将动画按照脚步设计所变现方向调整;设置摄像机动画、人物或者动物的物体动画。
[0025] 进一步,模型建立模块建立三维物品模型的方法具体包括:
[0026] 步骤一,采用正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k)和 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k);
[0027] 步骤二,根据Nakagami衰落幅度概率密度函数和相位概率密度函数,采用舍弃法生成幅度随机序列RX(k)和相位随机序列Rθ(k),其中k=1,2,…,N,k为目标随机序列长度;
[0028] 步骤三,利用 个自相关瑞利平方和的根序列对包络随机序列秩匹配排序,利用自相关瑞利序列对相位随机序列秩匹配排序;
[0029] 步骤四,叠加由上述生成的Nakagami-m包络秩匹配序列RX*(k)和相位秩匹配序列Rθ*(k),得到时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列:
[0030] 进一步,所述步骤一包括以下步骤:
[0031] 第一步,采用等间距法、均方误差法、等面积法、蒙特卡洛法、Lp-norm法、精确多普勒扩展法、Jakes法中的任意一种方法,计算瑞利信道Jakes仿真模型中多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数;
[0032] 第二步,将多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数带入正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k);
[0033] 第三步,重复第二步得到瑞利随机序列集
[0034] 第四步,将RRay,i(k)带入下式,得到 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k):
[0035]
[0036] 所述步骤二包括以下步骤:
[0037] 第一步,产生在(0,ax)上均匀分布随机数U1x,其中ax=max(x);
[0038] 第二步,产生在(0,bx)上均匀分布随机数U2x,其中bx=max(fR(x));
[0039] 第三步,U2x≤fR(U1x),则将U1x赋予随机序列集合X,其中X随机序列长度为N;否则舍弃U1x和U2x;
[0040] 第四步,重复第一步到第三步,将满足步骤三要求的每个随机数逐个赋予随机序列集合X,直到X含有N个随机数时算法结束;
[0041] 得到服从幅度概率密度函数fR(x)的随机序列RX(k)=X后,按照同样的均匀舍弃法步骤生成满足相位概率分布fθ(x)的随机序列Rθ(k);
[0042] 所述步骤三包括以下步骤:
[0043] 第一步,以 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k)作为源序列,幅度随机序列RX(k)作为目标序列,获取RRay2(k)的相对大小排列顺序SRay2(k),将RX(k)内所有元素按照此相对顺序重新排列,得到排列后的包络秩匹配序列RX*(k);
[0044] 第二步,以自相关序列RRay1(k)作为源序列,相位随机序列Rθ(k)作为目标序列,获取RRay1(k)的相对大小排列顺序SRay1(k),将Rθ(k)内的所有元素按此相对顺序重新排列,得到的相位秩匹配序列Rθ*(k)。
[0045] 进一步,数字化艺术设计实验室还包括:
[0046] 贴图灯光模块,用于在动画设置后再进行模型材质贴图,根据摄像机设定的方向进行细部调节;
[0047] 环境制作模块,用于环境表现,生成与设计物品相关的环境;
[0048] 渲染输出模块,用于渲染出不同尺寸和分辨率的动画;
[0049] 后期处理模块,用于渲染完后,进行再制作;
[0050] 非编输出模块,用于进行最后分镜头的动画的合成,加入文件,配音
[0051] 所述模型建立模块包括:
[0052] CAD导入3D Max模块,用于CAD图导入,通过旋转调整,在三个视图中的对线框图进行编辑,应用画样条线与多边形操作,挤出拉伸的命令;
[0053] 墙体建模模块,用于墙体的建模,通过冻结与隐藏命令,从三个视视图中进行建模;
[0054] 部件建模模块,用于柱子、台阶、地板和屋顶窗、小部件的建模;建模完成后,进行组合,根据所建模型进行材质匹配;
[0055] 摄像机设定模块,用于对建筑动画摄像机的设定,对摄像机的速度、角度、景深焦距、摄像机关键参数进行调节;
[0056] 灯光设置模块,用于三维场景中的灯光设计,对建筑动画中的灯光进行多角度多方式调节;
[0057] 赋材质模块,用于材质与模型的细节表现;对多镜头中的画面,通过二维贴图和三维贴图细节表现;
[0058] 所述渲染输出模块,经过模型的建立,摄像头动画制作,灯光的材质调整后,通过渲染器对场景模型的视频或者图像进行渲染;
[0059] 后期处理模块包括音频处理模块,所述音频处理模块,用于音乐的选取剪辑、音频放大处理;
[0060] 后期处理模块还包括视频处理模块,所述视频处理模块,用于视频的组合与调整;在After Effects中将三维动画序列组合成视频,并做顺序调整,然后结合Premiere进行镜头剪切;
[0061] 展示模块,与单片机控制模块连接,用于通过投影仪展示艺术设计作品。
[0062] 进一步,数字化艺术设计实验室还包括:
[0063] 太阳能供电模块、视频监控模块、单片机控制模块、网络通信模块、艺术设计模块、照明模块、打印模块、展示模块、服务器
[0064] 太阳能供电模块,与单片机控制模块连接,用于通过太阳能电池板获取太阳能对电器元件进行供电;
[0065] 视频监控模块,与单片机控制模块连接,用于通过摄像头对实验室进行视频监控;
[0066] 单片机控制模块,与太阳能供电模块、视频监控模块、网络通信模块、艺术设计模块、照明模块、打印模块、展示模块、云服务器连接,用于控制各个电器设备正常工作;
[0067] 网络通信模块,与单片机控制模块连接,与云服务器模块无线连接,用于通过网络通信方式连接云服务器;
[0068] 照明模块,与单片机控制模块连接,用于对实验室进行照明;
[0069] 打印模块,与单片机控制模块连接,用于通过打印机对设计的图像作品进行打印;
[0070] 云服务器模块,与网络通信模块无线连接,用于对艺术图片进行渲染和存储。
[0071] 进一步,网络通信模块通信方法如下:
[0072] 首先,客户端与服务器建立通信连接;
[0073] 其次,客户端向服务器发送请求,请求中包括该请求的唯一性标识;
[0074] 然后,服务器收到请求后,准备该请求对应的响应数据,该响应数据中包括该请求的唯一性标识,在准备好响应数据后立即向发起请求的客户端返回该响应数据;
[0075] 最后,客户端收到响应数据后,根据该响应数据中所包括的所述唯一性标识来匹配对应的请求,将该响应数据作为匹配到的请求的响应数据进行处理。
[0076] 进一步,所述在客户端与服务器建立通信连接后,若发生异常导致断开所述通信连接,则所述客户端确定当前没有收到响应数据的请求,并与服务器重新建立通信连接,并且只向服务器重新发送所述没有收到响应数据的请求;
[0077] 所述通信连接为网络数据通信中的传输层协议连接,请求和响应数据为基于该传输层协议连接的应用层通信协议的请求和响应数据;
[0078] 所述传输层协议连接为传输控制协议TCP连接,应用层通信协议为超文本传送协议HTTP。
[0079] 本发明的优点及积极效果为:
[0080] 本发明通过太阳能供电模块可以获取源源不断的太阳能,太阳能具有高效、清洁特性,可以持久的对实验室内的电器设备进行供电,经济环保,节约能源;同时通过云服务器模块可以大大提高图片数据渲染速度,缩短设计周期,提高设计效率。
[0081] 本发明的三维动画的运用让设计片拥有了新颖的表现,片中华丽的画面与超前的展示,更能细致的描述物品的特点,采用虚拟动画数码技术与电影表现手法展现物品。本发明的艺术设计模块包括:脚本规划模块,用于主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制;模型建立模块,用于建立三维物品模型;所述模型建立模块建立三维物品模型中,采用正弦叠加法生成的自相关瑞利平方和的根序列对舍弃法生成的幅度随机序列秩匹配排序,同时利用正弦叠加法生成的自相关瑞利序列对相位随机序列进行秩匹配排序,叠加排序后的自相关幅度随机序列和自相关相位随机序列生成时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列;生成三维物品模型;本发明的模型构建方法构建的模型数据准确,画面逼真。附图说明
[0082] 图1是本发明实施例提供的数字化艺术设计实验室结构框图。
[0083] 图中:1、太阳能供电模块;2、视频监控模块;3、单片机控制模块;4、网络通信模块;5、艺术设计模块;6、照明模块;7、打印模块;8、展示模块;9、云服务器。

具体实施方式

[0084] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
[0085] 现有的数字化艺术设计实验室内的电器设备通过传统方式供电,耗费电能,一旦停电则无法继续使用;同时在艺术图片设计过程中渲染需要很长时间,导致设计周期长。
[0086] 如图1所示,本发明实施例提供的数字化艺术设计实验室包括:太阳能供电模块1、视频监控模块2、单片机控制模块3、网络通信模块4、艺术设计模块5、照明模块6、打印模块7、展示模块8、云服务器9。
[0087] 太阳能供电模块1,与单片机控制模块3连接,用于通过太阳能电池板获取太阳能对电器元件进行供电;
[0088] 视频监控模块2,与单片机控制模块3连接,用于通过摄像头对实验室进行视频监控;
[0089] 单片机控制模块3,与太阳能供电模块1、视频监控模块2、网络通信模块4、艺术设计模块5、照明模块6、打印模块7、展示模块8、云服务器9连接,用于控制各个电器设备正常工作;
[0090] 网络通信模块4,与单片机控制模块3连接,与云服务器模块9无线连接,用于通过网络通信方式连接云服务器;
[0091] 艺术设计模块5,与单片机控制模块3连接,用于通过计算机和数字画面进行数字艺术设计;
[0092] 照明模块6,与单片机控制模块3连接,用于对实验室进行照明;
[0093] 打印模块7,与单片机控制模块3连接,用于通过打印机对设计的图像作品进行打印;
[0094] 展示模块8,与单片机控制模块3连接,用于通过投影仪展示艺术设计作品。
[0095] 云服务器模块9,与网络通信模块4无线连接,用于对艺术图片进行渲染和存储。
[0096] 本发明提供的网络通信模块4通信方法如下:
[0097] 首先,客户端与服务器建立通信连接;
[0098] 其次,客户端向服务器发送请求,请求中包括该请求的唯一性标识;
[0099] 然后,服务器收到请求后,准备该请求对应的响应数据,该响应数据中包括该请求的唯一性标识,在准备好响应数据后立即向发起请求的客户端返回该响应数据;
[0100] 最后,客户端收到响应数据后,根据该响应数据中所包括的所述唯一性标识来匹配对应的请求,将该响应数据作为匹配到的请求的响应数据进行处理。
[0101] 本发明提供的在客户端与服务器建立通信连接后,若发生异常导致断开所述通信连接,则所述客户端确定当前没有收到响应数据的请求,并与服务器重新建立通信连接,并且只向服务器重新发送所述没有收到响应数据的请求。
[0102] 本发明提供的通信连接为网络数据通信中的传输层协议连接,请求和响应数据为基于该传输层协议连接的应用层通信协议的请求和响应数据。
[0103] 本发明提供的传输层协议连接为传输控制协议TCP连接,应用层通信协议为超文本传送协议HTTP。
[0104] 本发明太阳能供电模块1通过太阳能电池板获取太阳能对电器元件进行供电;视频监控模块2通过摄像头对实验室进行视频监控;单片机控制模块3调用网络通信模块4连接云服务器对艺术图片进行渲染和存储;通过艺术设计模块5进行数字艺术设计;通过照明模块6对实验室进行照明;设计完成的艺术作品通过打印模块7进行打印;最后,通过展示模块8展示艺术设计作品。
[0105] 下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0106] 本发明的艺术设计模块,与单片机控制模块连接,用于通过计算机和数字画面进行数字艺术设计;
[0107] 艺术设计模块包括:
[0108] 脚本规划模块,用于主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制;
[0109] 模型建立模块,用于建立三维物品模型;
[0110] 所述模型建立模块建立三维物品模型中,采用正弦叠加法生成的自相关瑞利平方和的根序列对舍弃法生成的幅度随机序列秩匹配排序,同时利用正弦叠加法生成的自相关瑞利序列对相位随机序列进行秩匹配排序,叠加排序后的自相关幅度随机序列和自相关相位随机序列生成时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列;生成三维物品模型;
[0111] 动画设置模块,用于三维物品模型建立后,将动画按照脚步设计所变现方向调整;设置摄像机动画、人物或者动物的物体动画。
[0112] 进一步,模型建立模块建立三维物品模型的方法具体包括:
[0113] 步骤一,采用正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k)和 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k);
[0114] 步骤二,根据Nakagami衰落幅度概率密度函数和相位概率密度函数,采用舍弃法生成幅度随机序列RX(k)和相位随机序列Rθ(k),其中k=1,2,…,N,k为目标随机序列长度;
[0115] 步骤三,利用 个自相关瑞利平方和的根序列对包络随机序列秩匹配排序,利用自相关瑞利序列对相位随机序列秩匹配排序;
[0116] 步骤四,叠加由上述生成的Nakagami-m包络秩匹配序列RX*(k)和相位秩匹配序列Rθ*(k),得到时域自相关Nakagami-m衰落复信道随机序列:
[0117] 进一步,所述步骤一包括以下步骤:
[0118] 第一步,采用等间距法、均方误差法、等面积法、蒙特卡洛法、Lp-norm法、精确多普勒扩展法、Jakes法中的任意一种方法,计算瑞利信道Jakes仿真模型中多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数;
[0119] 第二步,将多普勒系数、离散多普勒频率和多普勒相位模型参数带入正弦叠加法(SoS)模型生成自相关瑞利序列RRay1(k);
[0120] 第三步,重复第二步得到瑞利随机序列集
[0121] 第四步,将RRay,i(k)带入下式,得到 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k):
[0122]
[0123] 所述步骤二包括以下步骤:
[0124] 第一步,产生在(0,ax)上均匀分布随机数U1x,其中ax=max(x);
[0125] 第二步,产生在(0,bx)上均匀分布随机数U2x,其中bx=max(fR(x));
[0126] 第三步,U2x≤fR(U1x),则将U1x赋予随机序列集合X,其中X随机序列长度为N;否则舍弃U1x和U2x;
[0127] 第四步,重复第一步到第三步,将满足步骤三要求的每个随机数逐个赋予随机序列集合X,直到X含有N个随机数时算法结束;
[0128] 得到服从幅度概率密度函数fR(x)的随机序列RX(k)=X后,按照同样的均匀舍弃法步骤生成满足相位概率分布fθ(x)的随机序列Rθ(k);
[0129] 所述步骤三包括以下步骤:
[0130] 第一步,以 个自相关瑞利平方和的根序列RRay2(k)作为源序列,幅度随机序列RX(k)作为目标序列,获取RRay2(k)的相对大小排列顺序SRay2(k),将RX(k)内所有元素按照此相对顺序重新排列,得到排列后的包络秩匹配序列RX*(k);
[0131] 第二步,以自相关序列RRay1(k)作为源序列,相位随机序列Rθ(k)作为目标序列,获取RRay1(k)的相对大小排列顺序SRay1(k),将Rθ(k)内的所有元素按此相对顺序重新排列,得到的相位秩匹配序列Rθ*(k)。
[0132] 数字化艺术设计实验室还包括:
[0133] 贴图灯光模块,用于在动画设置后再进行模型材质贴图,根据摄像机设定的方向进行细部调节;
[0134] 环境制作模块,用于环境表现,生成与设计物品相关的环境;
[0135] 渲染输出模块,用于渲染出不同尺寸和分辨率的动画;
[0136] 后期处理模块,用于渲染完后,进行再制作;
[0137] 非编输出模块,用于进行最后分镜头的动画的合成,加入文件,配音;
[0138] 所述模型建立模块包括:
[0139] CAD导入3D Max模块,用于CAD图导入,通过旋转调整,在三个视图中的对线框图进行编辑,应用画样条线与多边形操作,挤出拉伸的命令;
[0140] 墙体建模模块,用于墙体的建模,通过冻结与隐藏命令,从三个视角视图中进行建模;
[0141] 部件建模模块,用于柱子、台阶、地板和屋顶、门窗、小部件的建模;建模完成后,进行组合,根据所建模型进行材质匹配;
[0142] 摄像机设定模块,用于对建筑动画摄像机的设定,对摄像机的速度、角度、景深焦距、摄像机关键帧参数进行调节;
[0143] 灯光设置模块,用于三维场景中的灯光设计,对建筑动画中的灯光进行多角度多方式调节;
[0144] 赋材质模块,用于材质与模型的细节表现;对多镜头中的画面,通过二维贴图和三维贴图细节表现;
[0145] 所述渲染输出模块,经过模型的建立,摄像头动画制作,灯光的材质调整后,通过渲染器对场景模型的视频或者图像进行渲染;
[0146] 后期处理模块包括音频处理模块,所述音频处理模块,用于音乐的选取剪辑、音频放大处理;
[0147] 后期处理模块还包括视频处理模块,所述视频处理模块,用于视频的组合与调整;在After Effects中将三维动画序列组合成视频,并做顺序调整,然后结合Premiere进行镜头剪切;
[0148] 展示模块,与单片机控制模块连接,用于通过投影仪展示艺术设计作品。
[0149] 脚本规划
[0150] 脚步规划在前期工作中十分重要,必须考虑主体表现什么与怎么的整体效果,所以之前一定要充分做好脚步设计与规划。其中主要涉及到主体的细节表现,镜头的运动设计,以及每个镜头的时间控制,以期达到良好的视觉效果,音乐所达到的效应。
[0151] 建立模型
[0152] 模型先从主体展现建起,次要的要简单制作,模型要尽可能的精简数目。最后才根据需要作精细建模。三维物品动画重要建立起整体布局,结合其他技巧设计。
[0153] 动画设置
[0154] 模型完成,动画摄像头设计就尤为重要,首先要将动画按照脚步设计所变现方向调整好,当画面中只有主体时,首先设置的就是摄像机动画,才能考虑其他物体动画。
[0155] 贴图灯光
[0156] 在动画设置后再进行模型材质贴图,根据需要设置好灯光,要做到看上去真实可靠。然后根据摄像机设定好的方向进行细部调节。
[0157] 环境制作
[0158] 环境表现,可以从多种方面完成,很多插件可以自动生成,这时就要求环境要精简,不能太冗杂。
[0159] 渲染输出
[0160] 应要求渲染出不同尺寸和分辨率的动画,这个必须要有很强经验和技术支撑
[0161] 后期处理
[0162] 渲完后,用后期软件进行再制作,如视频中加入其他景象合成,后期光晕的添加等。
[0163] 非编输出
[0164] 后面工作就要用非编软件,进行最后将分镜头的动画的合成,加入文件,配音等输入需要的大小及根式文件。
[0165] 视频文字稿
[0166] 视频文件搞,做到精简独到,步步到位,再视频声音的感染中也是十分重要的,分配着镜头的主要内容,
[0167] 建模简介
[0168] CAD导入3D Max
[0169] 当CAD图已经进行优化简略过,去除不必要的参考线与标注后,进行导入到3D Max软件,在软件中设置单位的统一,考虑到后期模型数量的巨大,单位应该统一设置为mm。在导入软件中的时候,还要特别注意去除冗杂的东西,把不必要的辅助标注删除,其他选项默认。
[0170] CAD导入建模:
[0171] 当CAD图导入3DMax后,一般情况下图形都不在正确的角度,需要作进一步的旋转调整,这样才能在三个视图中更方便的对线框图进行编辑,应用画样条线与多边形操作,挤出拉伸等命令做出合适高度的物体。
[0172] 做三维视频中的建模,有时要求比较精确外形,它不同于平面图形的测绘,更不能只简单的描点进行挤出修饰完成建模。必须根据提供的参考图,做出最准确的表现,所以在建模时就要注意捕捉点的准确性,是否在同一个高度,在三个视图中多观察调整到真实位置
[0173] 摄像机设定
[0174] 对于动画摄像机的设定至关重要,它关系着画面最后运动的节奏,直接决定视者的舒服度。而且进行摄像机调节也应该先期进行,只有摄像机方向定了,它的视角范围内出现的物体,才可以作进一步的调整。对于摄像机的控制参数,必须要符合实际,这要经过不断的调试才能得出最佳的速度。必须不断观察,才能发现不足。
[0175] 对于摄像机动画的设计,在摄像机视图中,不能直接调整角度,那样会改变场景动画的,最好是在透视图中进行。最常用的是设置摄像机路径约束动画。
[0176] 摄像机设置不仅要注意景深焦距大小,更主要的是节奏感,摄像机关键帧设置,必须估算好每一个镜头的角度与时间,这样才能更真实。
[0177] 灯光设置
[0178] 灯光要做到真实,最好是在白模上进行测试。设计中如果想达到真实的场景光感这个是比较难的问题,这就需要经过不断的调试,而且自身要有很强的理论支持,才能更好的应用好计算机中的虚拟灯光。
[0179] 三维场景中的灯光设计,主要包含自然光与人工光及其两者共同的表现,如果想把这几种灯光布置的好,不同时间光都是有不同的色彩的。自然光是最主要场景的照明灯光,而要想表现更多的细节就比必须要有人工光的配合,这样场景才能更有通透感。
[0180] 从摄像机的角度看很多镜头用了两个Vray的灯:如果想表现更好的细节,场景中灯光应用是很多的,包括主光、背光、补光等灯的配合。
[0181] 贴图运用的好,可以增加模型的质感,从视觉上体现模型的造型,这样三维场景就更真实。
[0182] 三维建筑渲染输出
[0183] 经过模型的建立,摄像头动画制作,灯光的材质调整后,这时渲染才能把场景模型显现为视频或者图像,渲染器设置对图像质量有着关键性的影响。过程中测试与最后输出都要有不同的参数设置。因为渲染是十分耗性能的工作,有时需要几个小时才能出来图。
[0184] 渲染参数工作主要表现在:分辨率、灯光、反锯齿设置、模型贴图等的细分众多设置参数。
[0185] 音频处理
[0186] 根据音乐应用分析里提到音乐重要性中的:音乐是渲染气氛,推波助澜的重要工具。
[0187] 设计中音乐的选取截选,本发明主要是通过Audition来实现的。主要应用如下:
[0188] (1)由于音频素材的长度不一,而视频宣传片的长度有限,所以对于设计者说,能更好的截取拼合一段完美的音频是十分重要的,操作中主要应用选取剪辑操作,过程中要不断用自己的心去感悟,才能剪切出合适的片段
[0189] (2)音频放大处理。对有些特效声需要增大其声响效果,让听觉效果更震撼,如片中开头的击鼓声,就让人目一惊。操作在Audition导入素材音频文件,选中需要增大的部分后,点击效果—振幅与压限—放大,再输入需要放大的数值即可。
[0190] (3)片中音频不是一平不变的,在后期的处理中,渐入渐隐效果适当调整加入,才能更好的表现音乐的效果,更高的与画面相融。有些片段,加入渐入渐隐的效果则更容易让人接受。主要就应用Smooth Fade In与Smooth Fade Out两个命令进行处理。设计中要注意整合音频素材,为后期导出做好处理。
[0191] 视频处理
[0192] 做好的视频帧再经过视频处理,让节奏感增强,很有画面冲击力,简洁明了,突出视频的特点。
[0193] 后期视频处理在设计中主要就应用到视频的组合与调整。可以加入加快播放速度,淡入淡出镜头转换,字幕效果等。运用的知识点包括Premiere中视频截取输出,After Effects中图层时间重置,图层时间伸缩等。
[0194] (1)可以现在After Effects中将三维动画序列组合成视频,在其中做简单顺序调整,然后结合Premiere进行镜头剪切。
[0195] (2)After Effects中加工渲染制作的视频。可以先进行画面色彩亮度调节,再适当添加字幕,使视频更直观易懂。
[0196] (3)在After Effects中加工视频素材。还可以加快视频素材的播放速度,达到画面快速进行的特效。最后根据需要应用非编软件输出高质量视频。
[0197] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
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