自考动画设计毕业论文：动画激光表演系统工作原理及其应用前景

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动画激光表演系统工作原理及其应用前景

1运行原理

激光具有单色性、方向性好、亮度高的优异特性，自从其问世以来，就被广泛应用于科研、国防、工业、民用的各个领域。可见光波段激光所产生的高亮度、高色彩饱和度的光束，与数字技术和多媒体相结合可实现激光表演，通过激光光束扫描出各种图形、图像、文字，演出广告、动画等内容，再加之以激光光束的特殊效果，投影在水幕、标志性建筑物、墙面或各种大银幕上，呈现出五彩缤纷、如梦如幻的景象。

动画激光控制电路集显示数据存储、振镜扫描控制、激光器开关控制于一体。动画激光表演系统的工作原理：控制单元读取存储在存储介质中的画面数据，根据显示数据控制光束偏转单元改变激光束的投射角度，最终实现显示画面在投射介质上的显示。

动画激光表演系统采用激光作为光源，激光具有单色性、方向性好、亮度高的优异特性，相对于采用普通灯泡、LED作为光源的投影仪动画表演系统具有很大的优势。

2应用范围

随着激光技术、数字多媒体技术以及光学信息处理技术等方面的飞速发展，激光显示技术在商业娱乐、文化艺术、景区亮化等领域获得日益广泛的应用。动画激光表演系统相对户外大型投影仪动画表演系统，具有安装简单、画面亮度高、显示效果灵活多变、使用成本低等特点。目前，动画激光显示系统的应用范围主要包括：作为展示手段应用于盛大集会及大型体育赛事的开闭幕式，作为新型的信息传播媒体应用于商业广告的发布，作为娱乐设施应用于市政广场、主题公园，作为对气氛的衬托应用于舞台艺术表演，作为点睛之笔应用于景点的照明亮化，以及作为一种高科技的灯光效果应用于高档娱乐城、科技馆、太空城等。

3国内外概况

目前市场上的动画激光表演系统大体分为高端和低端两类。国外的动画激光表演系统以高端为主，高端设备显示效果好，能完成复杂图像的连续快速显示，可根据客户要求显示相应动画。这类高端设备主要应用在舞台等需要实时控制的场合，能根据现场需要快速修改显示内容，但价格较高，整套表演系统的价格多在几十万元。高端控制电路一般使用FPGA作为振镜控制器件，使用电脑或MDX-512控台完成显示数据的编程修改，能通过配套的专用软件将图片甚至视频直接转换为显示数据传送给表演系统，可以通过专用数据链进行多个显示系统的同步协调控制。

如德国的火凤凰及美国的穿山甲等品牌，他们的表演系统均带有配套的专业电脑控制软件，通过电脑软件可以很方便的动画数据转换、显示系统控制、现场实时效果调整、多显示系统同步控制播放等任务。

部分动画激光表演系统也可以使用SD卡存储编程好的数据进行脱机播放，但如果要充分展示高端显示系统的效果，仍然需要使用电脑控制甚至是需要专业控制人员实时操控，这并不适合我国大多数普通显示场合的需求。

国内的动画激光表演系统以低端为主，价格较低，价格普遍在几百至几千元。这类电路一般使用51单片机进行控制，受存储空间及成本的限制，显示数据只能存储在单片机有限的片上存储中，只能显示少数厂家预设的简单图像，一般无法完成定制动画的显示。低端设备主要应用于酒吧、舞厅等场合的气氛烘托。显然，此类低端设备由于无法修改显示内容，就不能在使用场合发生改变时对显示内容进行有效调整。

同时，由于不具备联机控制能力，多个显示系统也只能通过简单的延时开关控制达到简单的组合显示效果。因而低端设备在市场中的占有比例将会越来越小。

目前市场中能根据用户需要制作较为复杂的显示动画，提供带有大容量存储支持脱机播放，能够实现多显示系统联机同步协调播放，价格在几万元级别的中端动画激光表演系统较为少见，而这类中端系统的市场前景确实非常广阔的。在当今追求个性、追求独特的社会大趋势下，能够进行私人动画订制的中端设备必然会受到越来越多的追捧。

4发展方向

现阶段动画激光表演系统的发展趋势是高端系统经过不断完善变得更为高端，同时高端系统中应用的某些技术也会下放到中低端系统中，使其能更好的适应市场需求。动画激光表演系统的发展主要就是激光控制电路及动画显示数据生成算法的不断更新、升级、换代。

目前激光控制电路的主控芯片主要有51单片机、DSP、ARM几类，有的激光甚至直接使用PC进行控制，它们都有各自的优缺点。普通51单片机应用简单，但处理速度较缓慢且片上存储空间有限，只能显示较规则或较为简单的图像，不便于为客户提供显示定制动画的服务；DSP、ARM都有比较强大的功能，能够进行复杂数据的处理，也能方便的链接其他外围设备，实现更为复杂的功能，但成本相对较高且编程也较为复杂；PC的数据存储和处理能力都非常强大，可以实现一般控制芯片难以实现的功能但PC也存在编程困难和在户外使用不便的缺点。

伴随着科技的发展，目前新型单片机如基于ARM Cortex-M332位RICS内核的STM32系列单片机在价格和性能方面已经取得了很好的平衡，再结合使用大容量的SD卡存储显示数据，就能够实现较长时间的动画播放。

其编程也相对简单，代码移植方便，可以更好的为客户提供定制动画激光，使激光效果能更好的与客户使用氛围环境相结合，达到画龙点睛的效果。

要实现根据客户需求显示画面较为复杂、内容较为丰富的激光动画，必然需要使用专业数据转换软件将图片甚至是视频转化为动画激光显示数据。

而对于这类专用软件的开发，目前我国市场上尚处于起步阶段。转换软件的效率、准确率将直接影响到显示系统的显示效果。因此，转换软件的开发与优化也会直接影响动画激光表演系统的发展方向。

5总结

综上所述，我国动画激光表演系统的应用市场还是非常广阔的，其中中端显示系统的发展潜力是最为巨大的，因此需要根据市场需求及时开发出相应的产品填补市场空白。

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