完成单位：恒德科技有限公司  中央歌剧院

完成人：赵松德  俞  峰  杜  锦  李  然  崔德靖    高  欣  张慧慧  

吕艳艳  任伟龙

恒德科技有限公司和中央歌剧院联合开发的“数字化舞台综合管理平台”以增强现实、云计算和人机交互技术为依托，集虚实结合布景排演、实时智能舞台呈现和舞台综合管理多项功能于一体，符合编剧、导演和演职人员需求的综合舞台解决方案软件。该平台的使用能够极大地提高创编排演、舞台呈现的能力和效率，节约大量的人力、财力和物力，实现舞台演出环节各子系统的集成控制，同时使各职能组协同合作，实现舞台全面智能化、系统化控制。

一、项目概况

根据研究目标和任务需求，本项目将着力研究“数字化舞台综合管理平台”的关键技术，解决“数字化舞台综合管理平台”研发过程中面临的问题，并开展成果的应用示范。

本项目将舞台呈现效果和表演对象的行为联系起来，将虚拟影像与真实场景相结合的交互式呈现等最新技术引入到舞台艺术呈现软件中，例如，结合创作先期建立的舞台模型，利用传感器对各种实际表演元素进行定位及数据收集，并采用人机交互方式触发相关舞台呈现，创造出不同于以往舞台艺术的全新表演呈现方式，丰富原有的舞台表演体系。该种呈现方式集灯光、音响、舞台运动等于一体，更强调舞台之上的快速表演创意，在实时渲染引擎和智能舞台行为引擎的支持下，使这些创意动作及表演呈现出难以复制的现场体验。

二、项目实施背景

本项目研究课题是《文化部“十二五”文化科技发展规划》（以下简称《规划》）的重点任务和重点领域。另外，《文化部“十三五”文化科技发展规划》的重点工程中也包含文化装备系统提升工程，其中特别指出“着力提高演艺装备水平。聚焦演艺创编、交互体验、智能演艺等方向，提升舞台艺术呈现效果。重点支持舞台机械类、演艺灯光类、演艺音响类、观演视效类、乐器类的关键部件和系统装备的研发应用，推进智慧剧场建设，加快数字化、智能化、网络化进程”。

在市场背景方面，从全球文化竞争格局来看，科技与文化高度融合，数字技术和网络信息技术在改造提升传统文化产业的同时，还催生了一大批新的文化形态和文化业态。科技已渗透到文化产品创作、生产、传播、消费的各个层面和环节，成为文化产业发展的重要引擎。近年来，在2008年北京奥运会开闭幕式及2019年春节联欢晚会等舞台表演及大型文化活动的带动下，我国演艺业数字化水平、智能化程度、技术国产化和知识产权自主化程度进一步提高，舞台演艺产品数字化制作水平和交互手段不断增强，与数字、网络、通信等技术联系更加紧密，可见，数字技术、网络技术和通信技术的发展为舞台演出的创新与发展带来了新的机遇。从演艺产业自身发展的角度来看，目前国内演艺装备市场潜在需求十分巨大，在可预计的将来必然是我国文化产业中最具有爆发力的新的经济增长点。

综上，“数字化舞台综合管理平台”的研发、推广应用对提高舞美科技自主创新能力，加快国产舞美核心技术的国际竞争力意义深远，填补了国内外数字化舞台集成装备产品的市场空白，有利于提升演艺、娱乐、文化会展、创意设计等传统文化产业的科技含量，推动演艺基础设施建设改造和文艺演出院线建设，带动我国舞台技术装备步入数字化、智能化、网络化时代。

三、预期目标

“数字化舞台综合管理平台”的推广和应用在提升舞美行业技术水平、舞台设备升级改造以及节约能源等方面发挥着巨大的作用，将大幅提升文化艺术的表现形式以及我国现有的各类文化演艺场馆的装备水平，对加强我国文化演艺事业的公共服务质量和服务效能，加快完善公共文化服务体系建设，提升公共文化服务领域科技含量具有里程碑式的意义。

围绕文艺演出的实际需求，通过在综合性剧场与演出团体的示范推广，可以有效提升文艺演出内容的创、编、排能力和演出质量，提高演艺制造业的整体技术水平与服务文化的能力，形成具有自主知识产权的系统与软件，推动演艺业的繁荣发展。

四、主要措施

本项目围绕增强舞台演出艺术创作力、感染力、表现力与保障力的具体需求，针对当前灯光、各视效等舞台控制系统协同困难以及演出监督调度系统缺失等制约文艺演出发展的关键问题，构建包括舞台视觉效果呈现、舞美快速创意虚拟可视化排演、交互集成呈现在内的舞台综合效果和演出监督调度系统技术集成解决方案，呈现各子系统协调工作效果的示范性技术平台。

示范性技术平台

（一）基于增强现实的舞台布景排演子系统

该子系统可在虚拟场景中进行演出节目设计、布景排演，不需要到实际舞台上反复推敲演练，却能达到与实际舞台相同的效果，摆脱了在剧场反复排演的束缚，极大地提高了创编效率。

该子系统拥有庞大的舞美、道具、布景模型库及舞台设计创意知识库，运用基于云计算平台的智能算法，涵盖了国内绝大多数剧场、体育馆等演出场所的舞台硬件配置模型，涵盖了舞台结构、舞台机械、各类灯具、音响、投影设备、显示屏幕等，编剧或导演可直接调出将要演出的场所模型，并在此基础上针对表演节目，通过配置舞台设备的动作时间和动作形式，设计出想要的舞台效果。

演员身着无线动作捕捉设备，运用传感器技术、增强现实技术、人机交互技术及实时渲染技术，其表演动作即可通过无线传输呈现到已建好的虚拟舞台中，同时，表演动作能够触发舞台机械、灯光、音响等设备，形成高智能化的人机互动。

在完成节目的整体编排布景后，将该方案导出到实时智能舞台呈现子系统，即可自动将虚拟设计转化成实际演出。

（二）实时智能舞台呈现子系统

该子系统实现了舞台设备的中央集控，能够根据预案综合调度灯光、音响、机械、场景、视频等舞台呈现元素。不需要再通过分散式控台设备切换呈现效果，提高了整个演出过程中舞台设备运行切换的流畅度。

实时智能舞台呈现子系统

该子系统是基于增强现实的舞台布景排演子系统产生的创意仿真预案，结合模型库中相应演出场所的硬件配置模型，生成中央集控方案。

该子系统可脱离基于虚拟现实的舞台布景排演子系统使用，可根据控制需求按照时间点来制定独立的中央集控方案。

中央集控方案会提示系统与舞台实际设备之间的电源线、信号线、通讯线等该如何连接，连接并启动后整个舞台将由中央集控系统按照方案进行实际控制。

（三）舞台调度子系统

该子系统包括内部通信子系统、灯光提示子系统、催场子系统、视频监控子系统，实现了演职人员之间的音视频实时通信和剧场关键位置的监控，提供各演出环节的灯光指示及演出催场功能，解决了以往只依靠对讲机通讯调度的弊端，保证了演出的井然有序。

该子系统能够满足舞台监督监视、管理、调度的需要，舞台监督台与灯光组、机械组、音响组等，及各个组内组间均可进行通讯，并能对剧场的特定区域进行视频监控。

该子系统能够对演出的各个环节，包括开场钟声，开始、结束、倒计时等，进行多样化的灯光提示，使演职人员能够更好地把握好时间。

舞台监督台可通过安装于化妆间、候场室等区域的催场终端，对相应的人员进行演出提示，使相应人员提前做好准备。

通过无线通信和有线通信相结合的方式，实现舞台监督在演出区域任意位置的调度，借助多种设备，如控制室终端、腕带式终端等进行监督，充分满足舞台监督实时的工作需求，不受线路、距离、信号干扰和信号源盲区的限制。

五、主要创新点

第一，实现舞台灯光、音响、机械等舞台设备集中控制，构造舞台虚拟影像与真实场景交互的集成效果呈现。

第二，对各种表演可能元素进行预案设计，并可由交互式传感数据分析系统触发，完成舞台集成效果呈现。

第三，对传感器采集的表演主体数据进行快速分类和准确判断，确定表演者意图，确定需触发的交互舞台预案。

第四，研发出集内部通信、视频监控、催场、灯光提示于一体的舞台监督系统，进行全方位监督，保证舞台演出效果。

六、解决的主要问题

一是解决了舞台舞美虚拟设计技术无法与实际效果相结合的问题。通过研发舞台布景排演子系统，实现了在虚拟场景中进行演出节目设计、布景排演，不需要到实际舞台上反复推敲演练，也能达到与实际舞台相同的效果，编剧或导演可直接调出将要演出的场所模型，并在此基础上针对表演节目，通过配置舞台设备的动作时间和动作形式，设计出想要的舞台效果。

二是解决了演出监督监控手段缺乏，难以快速实现大型演出活动组织安排和有效调度控的问题。通过舞台调度子系统实现了舞台监督、导演、舞美、音响师等演职人员之间的音视频实时通信，剧场关键位置的监控，提供各演出环节的灯光指示及演出催场，解决了以往只依靠对讲机通讯调度的弊端，保证了演出的井然有序。

七、实施效果

（一）提升舞美行业技术水平，减少舞台事故发生

舞台监督保证演出的完整性，对于演出质量起着直接的、决定性的作用。增强团队管理、协调及沟通方面的技能以及具备对各种舞美项目报价的判断、决策能力，可以有效减少舞台安全事故发生。主持编制文化行业标准《舞台监督及通讯安全》，执行号WH/T78.8-2019,于2019年1月发布，2019年6月正式实施，将促进舞台演出安全顺利进行。数字化舞台综合管理平台成功为中央歌剧院、青岛大剧院、上海美琪大戏院、深圳大剧院、西安易俗大剧院、上海马戏城等单位以及国家级重大演出项目提供了实用、可靠、先进的指挥调度应用解决方案，得到现场调度统筹一线人员的肯定和认可。例如，在中央歌剧院演出歌剧《茶花女》中发挥了监督调配功能，助力演出圆满成功。未来随着剧院剧场的不断增加，舞台监督系统的应用也将更加广泛，舞美舞台行业的发展也将更加规范高效。

（二）加快舞台设备升级改造

现代社会智能化设备越来越多，数字化舞台综合管理平台将数字高新技术充分应用到舞美设计、舞台创意表现以及舞台指挥调度中，是现代全新的综合舞台指挥调度解决方案。将大幅提升文化艺术的表现形式以及我国现有的各类文化演艺场馆的装备水平，对加强我国文化演艺事业的公共服务质量和服务效能，加快完善公共文化服务体系建设，提升公共文化服务领域科技含量具有里程碑式的意义。

（三）促进新型职业舞台监督管理人培养

舞台监督人是演出舞台的“大管家”。从排练到演出，需要统筹执行剧场舞台的方方面面，为每场演出保驾护航，被称为隐形的现场导演。数字化舞台综合管理平台将改善全国职业舞台监督管理人才短缺、专业技能欠缺和创新意识淡薄的实际现状。整体提升从业人员素质，促进行业环境的优化。

八、社会影响

在第十届中国艺术节演示产品交易会上，“数字化舞台综合管理平台”项目成果之一“数字化舞台指挥调度系统”得到了多位领导的肯定和赞扬；在第九届文化产业博览会上，研究成果受到了原国家政治局常委李长春、科技部部长王志刚、原山东省宣传部部长孙守刚等领导同志的高度评价；在广州（国际）舞台演艺设备展销会上，与国内、外20余家演艺单位达成了合作意向；第二十五届中国国际专业音响·灯光·乐器及技术展览会上荣获参展产品技术进步奖；2016年，由全国企业信息化大会组委会、中国通信工业协会、企业信息化建设委员会审定，数字化舞台监督系统荣获“全国企业信息化建设创新成果”荣誉称号。数字化舞台指挥调度解决方案以其在舞台统筹领域的专业应用，将受到越来越多用户的青睐。