吴立锋1 俞文海2
1浙江大丰实业股份有限公司
2浙江工业大学信息工程学院
摘要：针对舞台及其设备而言，主要指歌舞、演出等提供表演场所的设施，通过其控制发挥渲染场景的作用，以提升现代艺术表演品质。一般而言，现代舞台演出中异构设备繁多、控制多样化，特别在舞台机械设备以及控制上，受到实际表演个性化需求限制，以及控制界面符号抽象化、系统运行真实感缺失等因素影响上，往往导致在舞台实际控制中出现错误操作情况，造成演出艺术质量下降。基于此，本文主要围绕虚拟现实技术与虚拟局域网技术在舞台机械控制中的应用进行了探讨、分析，从而能够促进舞台机械控制便捷性、直观性及生动性的提高。
关键词：虚拟现实技术；虚拟局域网技术；舞台机械控制；演出艺术
在自然科学技术不断进步的背景下，虚拟现实技术得到了广泛的应用，可实现对不同现实场景的实时模拟，获取的效果明显，加之计算机仿真及多媒体技术的高速发展，这在一定程度上增加了虚拟现实技术的应用潜力，而虚拟局域网技术则具有不被网络物理位置所限制的优势，可在基于用户需求的前提下，实现对网络的分段处理，在舞台机械控制中可起到协议分组活动的作用，更好地进行控制。
1 舞台机械控制中虚拟现实技术应用特点及功能
一般而言，在初期的演出场景控制模式设计中，渲染模块主要是为技术升级及改进提供支持，通过接口驱动设计，能够促使整体设计达到模块及灵活化，这就为第三方模块的接入奠定了基础，并为DirectX和OpenGL接口提供了内建支持。值得注意的是，随着虚拟现实技术的不断进步，其模块得到了明显的优化，增加了物理引擎模块，从而实现模拟各种基本物理现象，并完成碰撞检测。
针对实时渲染模块而言，其主要框架结构主要由根节点、场景管理、资源管理及渲染模块组成，其中根节点主要发挥着组织及管理的作用；场景即是对场景进行管理及组织，承担着场景细节任务；资源就是对材质库灯光渲染需要应用到的资源进行组织、管理；渲染则是实现图像投射的关键，需要对渲染管线底层接口进行封装。另外，针对虚拟现实技术而言，图形技术属于重要构成部分，包含以下内容：能够进一步组织、优化场景几何，有利于促进绘制效率的改善；可提高画面真实度，实现特效的生成，包括过程式建模等方面；以真实物理定律为前提下，对虚拟效果进行模拟，以阴影模拟及碰撞检测为主。从上述内容就可看出，在舞台场景组织及管理中，图形技术的应用有利于场景几何及三维在可见性的前提下进行判断，抑或是消隐[1]。
在对场景进行管理时，通常使用的方法如下：通过场景图进行表达及管理；通过绘制状态进行有效的分类；以场景包围体为前提实现对场景的组织。某公司在舞台机械控制中为对场景管理问题进行处理，就创建了一套场景管理方法，即在基于空间均匀网络剖析法使用的前提下，对场景进行剖分，从而实现网络均匀，该方法早期被应用到了三维模拟的光线跟踪计算中，后来随着科技技术的进步，就得到了优化及变种；对以网格作为中心的拍摄场景图全部存储在网格中，值得注意的是该处的场景图并不是指拍摄意义上的全景图，具有抽象特点，包含场景中各模型包围体全景图，且也能够实现对数据存储，并充分发挥着物体空间信息及遮挡作用。通过分析发现，该方法应用到舞台机械控制中，其原因在于：存储介质的价格明显下降，容量呈上升趋势；场景模型在场景内容的占比较小；通过对模型包围技术的使用，可降低场景模型中的几何级数。
另外，使用空间均匀网格剖析方法，主要是因为：考虑到场景不全是由静态模型组成，故可为全景图的重构提供支持；针对场景几何组织、可见性判断而言，其计算过程较为简单，能够快速的完成，主要发挥着读取全景图预存信息的作用，这在一定程度上降低了计算费用。但值得注意的是，该管理方法也需一定条件支撑，即存储耗费、全景图重构[2]。一般而言，受上述原因的影响，对于一般场景来说，增加存储费用是在可承受范围的，其考虑到运动模型数量也占一定比例，在对全景图进行重构时，只需部分进行重构，故通过对计算费用降低的对比，此条件能够更好的满足舞台实时渲染需求，可促进虚拟现实技术价值的提高。此外，在使用该方法时，也存在一些技术难点，即空间网格粒度、全景图构建技术。而方法的技术特点主要体现在以下方面：遮挡计算等结果可存储到全景图中；实时计算转化能够成功的转化为实时读取；尤其是适用于大量静态模型场景中。在虚拟现实部分中应用控件封装技术后，可对场景进行替换，亦或是引入模型，此过程较为顺畅。
针对虚拟技术而言，在应用到舞台机械控制中后，其控制软件也会发生变化，即其功能有所增加，包括监视、控制接口有明显增强；导演编辑、预览；舞台设备实现仿真运行。浙江大丰实业股份有限公司通过将虚拟现实技术应用到实际舞台演出中后，演出场景渲染模块中主要包含柔和光影支持、HDR支持、normalmapping支持等特效，且通过对该技术的测试，结果显示，占用CPU容积较少，平均未超过10%，峰值在20%以下，在基于虚拟局域网结构图的前提下，可进一步稳定刷新率，提高显示效果。
2 虚拟局域网技术特点及功能
针对虚拟局域网技术而言，其初期主要针对交换机局域网互联时不能限制广播问题进行解决，随着该技术的高速发展，可与动态密码的有效结合，从而提高互联网和内网连接的安全性，避免网络安全问题的发生。同时，该技术的优点在于：可实现对广播的控制；具有较高的安全性；性能优越；网络化管理。例如，在某虚拟局域网中，如若有VLAN1、VLAN2，其中VLAN2的计算机任何网段仅限于在本虚拟局域网中广播，不能连接到VLAN1。但针对不同网段的计算机而言，就可在基于交换机的前提下，实现跨网段的VLAN的目的[3]。
一般而言，舞台实现远程监控主要是能够实时监视异地演出场所舞台系统，从而及时诊断故障安全性特点，具体内容如下：对于监控对象，其IP网段，只有相关人员才可获得，无关人员不能借助其他控制手段来获取；通过分级服务器密钥进行验证，提进一步确保网络的安全性；经人工干预后，可对监控进行控制，促使其在约定时间段内实现运行，在一定程度上避免或降低了安全性问题的出现。值得注意的是，在舞台监控中应用虚拟局域网技术，还可促进监控灵活性的提高，合理的安排应用单独监视、完全意义监视等，充分发挥各中监视的价值，从而实现对舞台全过程监控。现阶段，国内很多演出场所都采用了虚拟局域网技术，这为后期维护提供了较大的帮助，很好地解决了因人员流动性大而埋下的安全隐患，加之与其他技术的合理应用，很好实现了对舞台机械控制应用的优化，当舞台出现问题就能及时发现并解决，提高了远程维护工作效率及质量[4]。
3 结语
综上，针对虚拟现实和虚拟局域网技术而言，与地层设备、控制策略等没有多大的关系，通过对虚拟局域网技术的应用，能够进一步提高舞台系统联网的安全性，在一定程度上促进了舞台物联网发展。同时，为实现技术的最大应用价值，就需重视维护管理工作，指派专门的人员进行操作，合理的分配网络资源，确保系统的正常运行，避免网络负载不均衡等情况的出现，促进网络安全管理的持续改善，以更快地达到工作目标。
参考文献
[1]陶亮军.虚拟局域网技术在网络工程领域的运用[J]?.中国新通信,2020（2）：354-355.
[2]李炜，李玉鹏.虚拟现实技术在舞台机械监控系统中的应用[J].自动化与仪器仪表,2014（3）：133-134.?
[3]盛敏，胡仁荣，黄学通.虚拟现实技术在舞台控制的应用及前景[J].演艺科技，2008（2）：231-232.
[4]谢斌.虚拟现实技术在舞台机械控制中的应用[J].科技传播，2016（3）：897.?
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