स्टेज लाइटिंग वर्चुअल प्रभाव का डिज़ाइन और कार्यान्वयन

OGRE इंजन की वास्तुकला का उपयोग करके, यथार्थवादी त्रि-आयामी मंच प्रकाश वातावरण का अनुकरण करना अधिक सुविधाजनक है। आभासी तकनीक की उपस्थिति और अंतःक्रिया क्षमताएँ न केवल स्थिर डिज़ाइन और सृजन को गतिशील पुनरुत्पादन में बदल सकती हैं, बल्कि समयबद्ध भी हो सकती हैं। डिज़ाइनर की अवधारणा, रचनात्मकता और प्रेरणा को कैप्चर और प्रस्तुत करते हुए, एक परिपक्व और पूर्ण वर्चुअल डिज़ाइन सिस्टम प्लेटफ़ॉर्म प्रकाश डिज़ाइनरों, प्रदर्शन निर्देशकों, प्रकाश नियंत्रण संचालकों, प्रकाश कला शिक्षण और प्रकाश प्रभाव प्रदर्शनों आदि के लिए एक आदर्श मंच है। यह एक बहुत ही पेशेवर और व्यावहारिक डिज़ाइन उपकरण और सहायक सहायक है। वास्तविक समय और सुविधाजनक इंटरैक्टिव फ़ंक्शन सिस्टम को अधिक वास्तविक समय और संचालन योग्य बनाता है। यह सिस्टम उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक वास्तविक समय इंटरैक्टिव ऑपरेटिंग वातावरण प्रदान करता है।

1. सिस्टम आर्किटेक्चर 1. लॉजिक आर्किटेक्चर चाहे वह गेम हो या वर्चुअल रियलिटी, उसकी यथार्थवादिता दिखाने के लिए, वर्चुअल सीन ज़्यादातर जटिल होते हैं, इसलिए वर्चुअल सीन का निर्माण ज़्यादातर 3D मॉडलिंग टूल द्वारा किया जाता है, और फिर सीन को रियल टाइम में रेंडर और आउटपुट किया जाता है। स्टेज लाइटिंग डिज़ाइन के लिए, 3DMAX बुनियादी सीन फ़ाइलें प्रदान करता है, जिनका विश्लेषण DOM (डॉक्यूमेंट ऑब्जेक्ट मॉडल) इंटरफ़ेस के माध्यम से किया जाता है, और फिर संसाधनों को आयात करके सीन को व्यवस्थित किया जाता है। अंत में, रेंडरिंग के लिए OGRE सिस्टम में।

विभिन्न प्रकाश मॉडल हैं, और उनके प्रभावों को दृश्य में अलग-अलग महसूस किया जाना चाहिए। साथ ही, उपयोगकर्ताओं को यूआई इंटरफ़ेस के माध्यम से विभिन्न ऑपरेशन करने में भी सक्षम होना चाहिए। इस प्रणाली के लिए उच्च परिचालन जटिलता, बड़ी मात्रा में गणना और मजबूत मापनीयता की आवश्यकता होती है।

उच्च डेटा प्रोसेसिंग और कंप्यूटिंग दक्षता, मज़बूत मापनीयता, निर्बाध एकीकरण और कार्यात्मक मॉड्यूल के मज़बूत सामंजस्य के साथ एक समग्र कार्यान्वयन आर्किटेक्चर (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है) को डिज़ाइन और स्थापित करना आवश्यक है। सिस्टम को संसाधन परत, इंटरफ़ेस परत और रेंडरिंग परत में विभाजित किया गया है। संसाधन परत: दृश्य संगठन, सामग्री, संस्थाओं, बनावट और अन्य प्रणालियों द्वारा आवश्यक संसाधन फ़ाइलें उत्पन्न करने के लिए 3DMAX + Ofusion प्लग-इन द्वारा निर्यात की जाती है। इंटरफ़ेस परत: इन संसाधन फ़ाइलों को दृश्य में आयात करने के लिए ज़िम्मेदार है।

रेंडरिंग परत: मंच के दृश्यों और प्रकाश व्यवस्थाओं का रेंडरिंग, सिस्टम संसाधनों का प्रबंधन, उपयोगकर्ता इंटरैक्शन पर वास्तविक समय में प्रतिक्रिया आदि का एहसास। 2. सिस्टम कार्यान्वयन की प्रमुख तकनीकों पर शोध। 1. दृश्यों का संगठन और सिस्टम द्वारा आवश्यक संसाधन फ़ाइलें 3DMAX द्वारा Ofusion प्लग-इन के माध्यम से निर्यात की जाती हैं। निर्यात की गई दृश्य संगठन फ़ाइल XML प्रारूप में होती है, जो मंच के कुछ बुनियादी मापदंडों और प्रत्येक मंच इकाई की स्थिति और अभिविन्यास के बारे में जानकारी दर्ज करती है।

दृश्य नोड्स एक वृक्ष के रूप में व्यवस्थित होते हैं। प्रत्येक नोड का एक संगत पैरेंट नोड होता है, इसलिए हम पैरेंट नोड के संचालन के माध्यम से एक ही समय में कई चाइल्ड नोड्स को आसानी से स्थानांतरित और घुमा सकते हैं। 2. 3D निर्देशांक परिवर्तन 3D रेंडरिंग परिणामों को 2D स्क्रीन पर प्रदर्शित करने के लिए, 3D निर्देशांकों को समतल निर्देशांकों में परिवर्तित करना आवश्यक है। सबसे पहले, एक त्रि-आयामी निर्देशांक प्रणाली स्थापित की जानी चाहिए। हम एक त्रि-आयामी तिरछी द्वि-अक्षीय पार्श्व निर्देशांक प्रणाली बनाते हैं, जिसमें x-अक्ष की दिशा बाईं ओर क्षैतिज होती है, z-अक्ष की दिशा ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर होती है, और y-अक्ष की दिशा क्षैतिज दिशा से 45° के कोण पर होती है।

इस निर्देशांक प्रणाली में ग्राफिक्स प्रदर्शित करते समय, x-अक्ष और z-अक्ष दिशाओं में लंबाई ग्राफिक्स की वास्तविक लंबाई लेती है, और y-अक्ष दिशा में लंबाई वास्तविक लंबाई का आधा लेती है। सूत्र में, ηx, ηy, और ηz x, y, और z अक्षों के अक्षीय विरूपण गुणांक हैं। एक्सोनोमेट्रिक प्रक्षेपण परिवर्तन को आगे बढ़ाते हुए, निम्नलिखित समीकरण प्राप्त किया जा सकता है: जहां f और d एक्सोनोमेट्रिक परिवर्तन मैट्रिक्स के गुणांक हैं, और इस समीकरण को हल करके, इसे प्राप्त किया जा सकता है: त्रि-आयामी प्रभाव को मजबूत बनाने के लिए, d=f=-0.354 सेट करें, और एक्सोनोमेट्रिक तकनीक प्राप्त की जा सकती है छाया परिवर्तन मैट्रिक्स: परिप्रेक्ष्य विंडो में, निर्देशांक की उत्पत्ति स्क्रीन के ऊपरी बाएं कोने में स्थित है, दाईं ओर की दिशा x-अक्ष की सकारात्मक दिशा है, और नीचे की दिशा y-अक्ष की सकारात्मक दिशा है।

यह मानते हुए कि त्रि-आयामी अंतरिक्ष में एक बिंदु (x, y, z) के उपकरण निर्देशांक में निर्देशांक (xx, yy) हैं, अभी दिए गए एक्सोनोमेट्रिक प्रक्षेपण परिवर्तन मैट्रिक्स का उपयोग करके, निम्नलिखित रूपांतरण सूत्र प्राप्त किया जा सकता है: सूत्र में xX, yY उपकरण निर्देशांक प्रणाली में त्रि-आयामी निर्देशांक के मूल के सापेक्ष निर्देशांक हैं। सूत्र (4) को (5) में प्रतिस्थापित करने पर, परिवर्तन समीकरण प्राप्त किया जा सकता है: 3. कण प्रणाली प्रभाव सिमुलेशन कणों को चतुर्भुजों द्वारा दर्शाया जाता है। इसमें लंबाई और चौड़ाई, दिशा, रंग, जीवनकाल, मात्रा, पदार्थ, भार और गति जैसी विशेषताएँ होती हैं।

कणों के गुण कण उत्सर्जक और कण प्रभावित करने वाले द्वारा संयुक्त रूप से निर्धारित किए जाते हैं। कण उत्सर्जक कणों के उत्सर्जन के लिए ज़िम्मेदार होता है, जो उत्सर्जित होने पर कणों के कुछ गुण प्रदान करता है, जैसे गति, रंग, जीवन काल, आदि; कण विशेष प्रभाव प्रभावित करने वाला, कण उत्सर्जन के क्षण से लेकर उसके मरने से पहले की अवस्था तक कणों के गुणों में परिवर्तन के लिए ज़िम्मेदार होता है, जिसका उपयोग गुरुत्वाकर्षण, तनाव, रंग क्षय आदि जैसे विशेष प्रभावों का अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है। जब कण उत्सर्जक बड़ी संख्या में कणों को लगातार बाहर निकालते हैं, तो धुआँ, आग और विस्फोट जैसे प्रभाव उत्पन्न हो सकते हैं।

OGRE एक कण प्रणाली स्क्रिप्टिंग भाषा प्रदान करता है, जो स्क्रिप्ट में कणों के विभिन्न गुणों को निर्धारित कर सकती है। इस लेख में, मंच पर आतिशबाजी, बारिश और बादलों के प्रभावों को कण प्रणाली के माध्यम से वर्णित किया गया है। OGRE के एनीमेशन प्रभाव के साथ मिलकर, एक अधिक यथार्थवादी दृश्य कण प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

4. रोशनी प्रभाव सिमुलेशन: रोशनी मंच प्रभाव का एक प्रमुख कारक और इस डिज़ाइन प्रणाली की मुख्य तकनीक है। रेंडरिंग इंजन कई सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली लाइटें प्रदान करता है, जैसे बिंदु प्रकाश, दिशात्मक प्रकाश और स्पॉटलाइट। लेकिन वास्तविक मंच प्रकाश प्रभाव सिमुलेशन के लिए, ये पर्याप्त नहीं हैं।

कुछ विशेष स्टेज लाइटिंग प्रभावों, जैसे वॉल्यूमेट्रिक लाइट, आदि के लिए, प्रोग्रामेबल रेंडरिंग पाइपलाइन तकनीक (शेडर) के माध्यम से इसे साकार करना आवश्यक है। शेडर दो प्रकार के होते हैं, एक वर्टेक्स-लेवल, जिसे वर्टेक्स शेडर (ओपनजीएल को वे स्पिट व्हाइट प्रोग्राम कहा जाता है) कहा जाता है, जो निश्चित रेंडरिंग पाइपलाइन में परिवर्तन और प्रकाश व्यवस्था के हिस्सों को प्रतिस्थापित करता है, और प्रोग्रामर स्वयं वर्टेक्स परिवर्तन, प्रकाश व्यवस्था आदि को नियंत्रित कर सकते हैं। हार्डवेयर में वर्टेक्स शेडर को प्रोसेस करने वाली इकाइयों को वर्टेक्स शेडर प्रोसेसर (वर्टेक्स प्रोसेसिंग यूनिट) कहा जाता है।

एक पिक्सेल-स्तरीय है, जिसे पिक्सेल शेडर कहा जाता है (ओपनजीएल को फ़्रेगमेंट प्रोग्राम कहा जाता है), जो निश्चित रेंडरिंग पाइपलाइन में रैस्टराइज़ेशन भाग की जगह लेता है, और प्रोग्रामर पिक्सेल रंग और बनावट नमूने को स्वयं नियंत्रित कर सकते हैं। हार्डवेयर में पिक्सेल शेडर को संसाधित करने वाली इकाइयों को पिक्सेल शेडर प्रोसेसर (पिक्सेल प्रोसेसिंग यूनिट) कहा जाता है। प्रकाश सिमुलेशन को अधिक यथार्थवादी बनाने के लिए, अनुकरण और गणना के लिए 3D प्रकाश समीकरणों का उपयोग करना भी आवश्यक है।

यह अक्सर एक अनुमानित एल्गोरिथम होता है, लेकिन यह एक अच्छा सिमुलेशन प्रभाव और बहुत तेज़ गति प्राप्त कर सकता है। दो सामान्य प्रकाश मॉडल हैं: वैश्विक प्रदीप्ति मॉडल और प्रत्यक्ष प्रदीप्ति मॉडल। यह प्रणाली वैश्विक प्रदीप्ति मॉडल का उपयोग करती है।

वैश्विक प्रदीप्ति मॉडल एक ऐसा प्रकाश मॉडल है जो यथार्थवाद का बहुत अच्छा अनुकरण कर सकता है। यह वस्तु की सतह पर प्रकाश के परावर्तन, अपवर्तन, संचरण, छाया और अंतःक्रिया को एक साथ ध्यान में रख सकता है। वैश्विक प्रदीप्ति मॉडल का उपयोग करते हुए, वास्तविक प्रकाश के संचरण की प्रक्रिया और ऊर्जा विनिमय की चमक का अनुकरण करना आवश्यक है।

किरण अनुरेखण के लिए, प्रकाश स्रोत के प्रत्यक्ष प्रदीप्ति परिणाम और बिंदु पर परावर्तित प्रकाश के प्रदीप्ति प्रभाव पर विचार करना और दोनों को संयोजित करना आवश्यक है: अगला, चमक की गणना करने के लिए, प्रत्येक सतह पर प्रदीप्ति की गणना करना आवश्यक है: जहाँ Ld प्रकाश स्रोत द्वारा प्रदीप्त प्रकाश है, T प्रकाश प्रसार कारक है, TLi अन्य सतहों से परावर्तित प्रकाश है, और L अंतिम आवश्यक प्रकाश मान है। सिस्टम इंटरफ़ेस और सारांश 3. सिस्टम इंटरफ़ेस सिस्टम स्टेज स्विचिंग, स्टेज में विभिन्न दृश्य प्रभावों और स्टेज दृश्यों और विभिन्न रोशनियों के साथ वास्तविक समय की बातचीत का एहसास कर सकता है। चित्र 4 स्टेज आतिशबाजी का प्रभाव आरेख है, और चित्र 5 वॉल्यूमेट्रिक प्रकाश का प्रभाव आरेख है।

सारांश: स्टेज लाइटिंग डिज़ाइन, प्रकाश डिजाइनरों के लिए एक बड़ी समस्या बन गई है। उन्हें अक्सर उच्च लागत, उच्च ऊर्जा खपत और उच्च समय लेने वाली समस्याओं का सामना करना पड़ता है। सूचना उद्योग के जोरदार विकास के साथ, पेशेवर स्टेज लाइटिंग का क्षेत्र भी एक व्यापक डिजिटल युग में प्रवेश कर गया है।

यह प्रणाली 0-GRE इंजन का उपयोग करके एक आभासी मंच का निर्माण करती है और वास्तविक समय में मंच प्रकाश डिज़ाइन और समायोजन प्रस्तुत करती है। साथ ही, यह मंच प्रकाश डिजाइनरों के लिए समृद्ध सिस्टम इंटरैक्शन फ़ंक्शन प्रदान करती है, जो इस समस्या का बहुत अच्छा समाधान कर सकती है। इसके बाद, इस प्रणाली को मंच के प्रकाश मॉडल को और समृद्ध करने की आवश्यकता है, जो विभिन्न प्रकार की रोशनियों, जैसे: सॉफ्ट लाइट, फ्लैश लाइट, फॉलो स्पॉट लाइट, आदि का अनुकरण कर सके। उपयोगकर्ता-अनुकूलता में सुधार के लिए उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस को और अधिक अनुकूलित करने की भी आवश्यकता है।