目前,舞臺演出形式越來越多樣化,不斷地引入了其他行業(yè)的技術(shù)成果,形成舞臺上融合演出模式,以滿足各種創(chuàng)意需求。無人機作為曾經(jīng)遙不可及的新型產(chǎn)品,如今已經(jīng)逐步走上舞臺,給人們帶來全新的舞美藝術(shù)。
2018年2月9日,在平昌冬奧會開幕式上,無人機大放異彩,甚至創(chuàng)造了吉尼斯世界紀錄,1218架人機打造了奧運會歷史上的首次無人機燈光秀,并創(chuàng)造了“同時放飛數(shù)量最多無人機”的吉尼斯世界紀錄。
無人機作為“黑科技”之一,在“美國春晚”超級碗的中場秀表演中,Lady Gaga與數(shù)百臺無人機亮相舞臺,完全引爆全場。Lady Gaga站在休斯頓的NRG體育場的屋頂上表演了一小段“God Bless America”和“This Land Is Your Land”,配合著Gaga遼遠的歌聲,300臺無人機布滿整個超級碗賽場的上空,組成一幅飄揚的美國國旗,頗為壯觀。
這是如何實現(xiàn)的?
把無人機運用到演藝創(chuàng)作中,無人機更多的時候是在三維空間中的飛行造型,所以面對的問題特別是定位更加復(fù)雜。由于在舞臺中改變演出條件而帶來的不確定性,以及無人機系統(tǒng)組件和傳感器,包括數(shù)百個驅(qū)動無人機的馬達的變化,是這種無人機演出系統(tǒng)的另一個必要條件。那么,這種技術(shù)到底是如何成功實現(xiàn)的呢?
無人機表演系統(tǒng)是一個采用分布式人工智能、機器人技術(shù)和復(fù)雜算法來實現(xiàn)現(xiàn)場娛樂業(yè)所需要的強大性能和安全性的先進演出自動化系統(tǒng)。
無人機編隊表演場景有哪些?
一般來講,大多數(shù)室外無人機編隊表演主要運用差分GPS來定位。由于普通GPS定位可能導(dǎo)致數(shù)米的誤差,在無人機升空時可能導(dǎo)致炸機、撞機等安全隱患。在使用RTK技術(shù)后,通過建立在地面的基準站校準,差分GPS的精度可以達到厘米級,這樣就能順利進行編隊了。但由于差分GPS的價格不菲,更無法在室內(nèi)使用,也使得不少廠商和服務(wù)方望而止步。
還有一種是室內(nèi)無人機編隊表演,在表演的地面上有著各種明顯的標記,這是就是給室內(nèi)光流定位系“看”的標記點。
一般來說,無人機的底部有超聲波高度計,用來測量無人機距地面高度,而向下的攝像頭可以識別這些地面上的標記點。這樣的室內(nèi)定位系統(tǒng)在消費級無人機上已經(jīng)普及,它精度高、價格低,適用于室內(nèi),但是飛行高度有限,一般只有幾米高。
要進行這樣的無人機表演需要很多要素,無人機本身只是其中一個方面。無人機是自主的,由一個人監(jiān)管,不需要單獨控制無人機的動作。相反,操作員只發(fā)出諸如“起飛”或“著陸”的高級命令,一次監(jiān)管多個無人機的運動,并對應(yīng)對異常狀況。換句話說,無人機先進的自動化系統(tǒng)替代了很多人類操作員的角色,對無人機進行標準的遠程控制。無人機是飛行機器人,在人類的監(jiān)管下可以自主導(dǎo)航、自動駕駛。
為了實現(xiàn)自主導(dǎo)航,無人機需要一種可靠的方法來確定他們在空中的位置。如上所述,雖然無人機在室外可以使用GPS進行自主導(dǎo)航,但是GPS在室內(nèi)并不是可行的選項:GPS信號在大型結(jié)構(gòu)(如高層建筑物)附近會產(chǎn)生降級,在室內(nèi)環(huán)境中通常不可用或嚴重退化。由于退化的GPS可能會導(dǎo)致自主飛行的不可靠或不安全,因此無人機必須采用特別的室內(nèi)定位技術(shù)。
它由一個可靠的室內(nèi)定位系統(tǒng)和智能自主無人機以及一個合適的操作界面組成,允許Metallica表演的唯一操作員同事控制多個無人機協(xié)調(diào)運動。這種方法不僅僅能提高效率和效能,而且也是一項關(guān)鍵的安全要求:操作員出錯是許多現(xiàn)場活動中無人機事故的重要原因。隨著無人機數(shù)量的增加,安全風險迅速增加,導(dǎo)致飛行計劃更加復(fù)雜,空中相撞的危險也增大。自主控制讓操作員更安全地遠程控制多個無人機,特別是在很小的空域中操作時。
無人機的表演創(chuàng)作過程中的另一個關(guān)鍵因素是無人機創(chuàng)作工具。對于一些高科技交互的大型舞臺表演,需要工具來高效地創(chuàng)建大量的無人機軌跡。這些軌跡必須考慮到無人機的實際飛行動力學,考慮到執(zhí)行機構(gòu)的限制,以及空氣動力學效應(yīng),如空氣湍流或升力。由這些工具產(chǎn)生的無人機動作需要無碰撞并允許進行緊急操作。為了創(chuàng)造引人注目的效果,無人機創(chuàng)作工具還需要了解無人機的所有動態(tài)性能。