深度解析舞台燈光控製係統(tǒng)

  • 發布時間:2024-07-01
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光作(zuò)為舞台演(yǎn)出(chū)中一個重要(yào)的藝術組成部分,在舞台上配合現場表演(yǎn),以其獨特的手段實現模擬自然、創造意境、表達情感、切割舞台時空等藝術效果。而這些藝術效果通常(cháng)是以光的明暗(亮度)、光的色彩、光的投射方(fāng)向和光束(shù)效果(guǒ)等表現手段及其動態組合(hé)來體現的。

所有(yǒu)這些光的效果都必須使用燈光控製設備對燈(dēng)具實施良好的亮(liàng)度控製、色彩變換、光束運動等控製才(cái)能實現。控製(zhì)係統的(de)組成。舞台燈光控製係統的組成(chéng)可劃分為弱電的控(kòng)製部分和(hé)強電的電(diàn)源部分。

1、控製部分(fèn)

舞台燈光控製大致可分為(wéi)三個基本係統,即凋光控製係統、電腦燈控製係統、換色器控製係統。

就連接方式而言,經曆了模擬、數字(DMX)、網絡三個時代。在模擬和數字時代(dài),三(sān)大控製係統基本上互相獨(dú)立、自成體係,進入了網絡時代後。三個係統合成了一個大係統(tǒng),加強了控製功能,方便了管理。(現代舞台燈光控製係統(tǒng)設計的方向是網絡化數字智能調光。)

1.1 燈光控製的模擬連接方式

在(zài)晶閘管凋光器誕(dàn)生初期,調光的控製是通過改變觸發電路(lù)中某一個電阻器的電阻來調光的。當年廣泛使用的阻(zǔ)容移(yí)相觸發電路就是典型例(lì)子。這種電阻控製形式小能集中控製,隻能由(yóu)燈光人員單路操作。後經改(gǎi)進成為電(diàn)壓控製,使多路集中(zhōng)控製成為(wéi)可能。燈光控製台通過多芯電纜對每一路調光器發出控製電壓,實(shí)現調光控製。

1.2 燈光(guāng)控製的數字連接方式(shì)

計算機燈光控製台和數字調光(guāng)櫃的誕生,使舞台(tái)燈光的數字連接成為可能。革除(chú)大把控製線的願望(wàng)才有可能實現(xiàn)。

1.3燈光控製的網絡連接方式(shì)

雖然網絡技術本質上也是數字技(jì)術(shù),但計(jì)算機(jī)網絡的發展。給舞台燈光帶來廠新的活力.對燈光控製技術的發展產生了(le)巨大的影(yǐng)響。

1.3.1舞台燈光(guāng)控製網絡

隨著戲劇藝術和科學技術的發展,舞台燈光在規模上(shàng)越來越大、功(gōng)能(néng)上要(yào)求越來越(yuè)高,特別是大型(xíng)廣場、體育場的文藝表演和主題公園對燈光控製的特殊要求,燈光控製網絡化已成為(wéi)必然。

計算機網絡工業是一個遠比娛樂業大得多的產業。有很強的技術開(kāi)發力量,並且網絡技(jì)術在全世界(jiè)的各行各業得到廣(guǎng)泛的應用.又有(yǒu)大(dà)量價廉物美的器材(cái)可供選用。有了強(qiáng)大(dà)而成熟的計算機網絡技術的支持.燈光控製網絡化就有了堅實的(de)基礎。

1.3.2燈光網絡控製係統

燈光控製網絡(luò)係(xì)統的組成根據(jù)不同的係統規模、功能要求(qiú)以及不同產品會有所不同,但基本原理相(xiàng)同。在舞台燈光控製網絡中組成的主(zhǔ)體當然是燈光控製台、數字調光櫃、電腦燈、換色器等燈光設備,隻是應(yīng)用網絡技術和一些網絡設備如網絡分配器(qì)(通常是交換機和(hé)集線器(qì))、線纜等將它們連接起來,組成了一個局域網(LAN)。

由於目前調光器(qì)、電腦燈等設備都采(cǎi)用DMX協議,因此(cǐ)在燈光控製網(wǎng)絡中需要進行Ethernet與DMX之間的信號轉換.為了實(shí)現遠程監視還需(xū)要有(yǒu)視頻信號的轉換.這些都是舞台燈光設備製造商專(zhuān)門研製(zhì)的“網(wǎng)絡節點” (node)來(lái)實現(xiàn)

2:強(qiáng)電(diàn)係統

強(qiáng)電部分是燈光的能源來源。雖然不像控製部分那麽複雜,但也是非常重要的燈光基本組成部分。強電部(bù)分可(kě)分為調光(guāng)器之前的供電部分和調光器或直通開關之後的(de)燈光(guāng)線路部分。

2.1 燈光供電係統

燈光(guāng)供電係統是劇場供電係統的一部分。劇場供電係統主要有變壓器房、低壓配電室、輸(shū)電電纜等組成。

2.2 燈光線路係統

舞台(tái)上(shàng)大量的燈光是需經調(diào)光器調光的,調光器就是為舞台燈光的主要部分——白熾燈光源提供電力的。但也有一部分是不需要調光的,我們稱之為直通,這(zhè)部分線路主要是為了給采用氣體放電光源的電腦燈、大功率投景幻燈等設備供電,也為燈(dēng)光控(kòng)製中的一些機械附件如(rú)換色器的電機(經過電源(yuán)信號分配器後)、效果器、自動燈等供電。因(yīn)此在舞台的各燈位應分布有足夠數(shù)量的調光和直通線路。

3:電腦燈控製台(tái)原理

電腦燈的控製(zhì)係統通常由若幹台(tái)電腦燈(dēng)和配套的電腦燈(dēng)控製台組合而成。它們之間(jiān)通過一根多芯控製纜(XLR)串聯連接。

由電腦控製台統一操作,工作人員隻需在控製台前編程,來(lái)控製所有電腦燈的動作(zuò)。電腦燈內部裝有一至兩個單片微處理器(又(yòu)稱單片機).單片身處理器是將CPU和(hé)少量RAM、ROM、及(jí)I/O口集成在一塊矽片上(shàng)製成的。單片微(wēi)處理器發出(chū)信號.通過(guò)驅(qū)動電(diàn)路使機內各個微型步進電(diàn)機運動,從而帶動各個顏色輪、圖案片(piàn)、鏡頭、反射鏡運(yùn)動,從而產生各種色彩和造型的光(guāng)束及其在空間的運動。

電腦(nǎo)燈控製台要讓某個電腦燈做某個動作。首先要找(zhǎo)到這台電腦燈(dēng)。控製台要識別出同一路DMX信號中的某一台電腦燈,就必須通過查找地址碼來解決。因此,每一台電腦燈在使(shǐ)用前必須(xū)設置地址碼。

由於各個電腦燈生產廠家的不同。512個通道有兩種表示(shì).一種是000—51l,一(yī)種是001—512。因此電腦燈地址碼的設定有從000開始的有從(cóng)001開始的。電腦燈(dēng)的(de)地址(zhǐ)碼是(shì)通(tōng)過(guò)電腦燈(dēng)上的(de)二進製撥碼開關。在開關接通(ON)狀態下(xià),最左邊(biān)的一位代表“1”,左數(shù)第二位代表“2”,左數第三位(wèi)代表(biǎo)“4”,左數第四位代表“8”,左數第五位代表“16”等等。

如果使用16通道(dào)的電腦燈。第一位是001的電腦燈。第一台電(diàn)腦燈的地址碼是00 1最左邊的開關接通(tōng),表示“l”;第二台電腦燈的地(dì)址碼(mǎ)是001+016=017,第一個開關接通,和第(dì)5個(gè)開關(guān)撥通;第三台電腦燈的地址碼是左數第6、第(dì)1個開關接通,表示32+1=33等等。這樣就(jiù)對每個電腦燈(dēng)設置了地址(zhǐ)碼,可以通過控製台進行控製。

4:調光器

4.1數字調光器

從大型變壓到觸發可控矽組件進行調光,在設備的功能(néng)、效益(yì)、熱量控(kòng)製甚至體積上都有了長足(zú)的進步。早期的矽組件依靠純硬件進行觸發,當(dāng)時的輸(shū)入信號隻(zhī)有自控推杆及0~10V模擬(nǐ)。後來DMX512數字信號的成功開發(fā)。

在(zài)傳統模擬矽的前級加上數字解碼(mǎ)器便成為當(dāng)時的數字調(diào)光器(qì),但這並不是全數字調光,真正的全數字調光(guāng)必須(xū)由數字信號輸入及三相同(tóng)步信號輸入後,全部功能(調光曲線(xiàn)、最小/最(zuì)大輸出、調(diào)整及矽觸發輸出等)全部由處(chù)理器完成。

4.2矽的觸發方式

在早期的調光器產品中,對(duì)可控矽組件觸發方式為脈衝觸發(Pulse Firing),其方法是對可(kě)控矽在需要打開的(de)相位角時(調整亮度)發出脈衝使其導通,在220V交流/50Hz的(de)正(zhèng)弦波回歸0時自(zì)動關(guān)閉,而在下一周期時重複動作。當時使(shǐ)用的燈具都是純(chún)電阻性負載或較(jiào)大功率(lǜ)的,故(gù)基本能夠滿足調光的(de)需要。

如果要(yào)保證在電感(gǎn)性(xìng)/電(diàn)磁性(xìng)抗阻負載中絕對不會引(yǐn)起振蕩而讓負載閃爍,就必須使用硬(yìng)觸發(fā)方式(HardFiring)來處理矽(guī)導通(tōng)。當提供(gòng)進(jìn)來的電源經過(guò)非感性抗阻負(fù)載而產生振蕩後,這幹擾電源(yuán)就不可能提供正常電力供應被(bèi)動組件(jiàn)進行合(hé)法(fǎ)並成功的觸發。硬觸發方式的缺點為製造成本高與產品體積相對較大,在產品設計方麵大都是以單路(lù)矽或大型矽櫃形式出現於市場上。

4.3 正弦波調光(guāng)器

20世紀60年代以前,舞(wǔ)台上的調光設(shè)備從鹽水(shuǐ)缸至大型功率可變電阻都是以改變交流電源的正弦波來對燈泡負(fù)載進行調光。這種形式的缺點在於大量的熱能損失(shī)和巨(jù)大的體積(jī),但優點是不存在幹擾噪音。

單向可控矽(SCR)與雙向可控矽(TRAIC)的先後發明使調光器在體積上變小,降低了工作溫度,可利用低壓訊號對調光器進行控製,這就是我(wǒ)們所熟(shú)悉的調光器。但這種以觸(chù)發(fā)相(xiàng)切割波(bō)形的方式給我們(men)帶來(lái)了電力係統中的斷續電流問題。

在標準的三相供電係統中,這些諧波(bō)能令中線的電流增加至正常的1.4倍。諧波會產生(shēng)可聽噪音,會令電力輸(shū)送(sòng)係統的金屬導體甚至變電變壓器產生高(gāo)熱。

歐盟國家(jiā)提倡製定法(fǎ)律規定“調(diào)光係統必須(xū)要以(yǐ)低水平的諧波泄漏”為原則。另一方麵,市(shì)場上使用相切割波形調光器的缺點日益明(míng)顯。越來(lái)越多的燈(dēng)具已不是(shì)以往純電阻性(xìng)負載。後來的調光器采(cǎi)用以IGBT為功放組(zǔ)件的逆(nì)向相切割波形(xíng),在技(jì)術上取消了笨重的(de)濾波線圈,但原來相切割波形方式的問題還是存在,隻是減輕(qīng)重量而已(yǐ)。

此外,在一些工作電壓不能(néng)低於某些值的電(diàn)器上,如鎮流器、霓虹燈管、馬達等,都可預先(xiān)設定它們的最低工(gōng)作電(diàn)壓。然後就像調變壓白熾燈泡一樣,進行(háng)調壓。再(zài)就是說所有類型的負載皆可通過SST正(zhèng)弦波調光器來加以調光/調壓。

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