深度(dù)解析舞台燈光控製係統

  • 發布時(shí)間:2024-07-01
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光作為舞台演出中一個重要的藝術組(zǔ)成部分,在舞台上配合現場表演,以其獨特的手段實現模擬自然、創造意境、表達情感(gǎn)、切割舞台(tái)時空等(děng)藝術效果。而這些藝術效果通常是以光的明暗(àn)(亮度)、光的色彩、光的(de)投射方向和光(guāng)束(shù)效果等表現手段及(jí)其(qí)動態組合來體現的。

所有這些光的效果都必須使用燈光控製設(shè)備對燈具實施良好的亮度控製、色彩(cǎi)變換、光束運動等控製才能實現。控製係統的組成。舞台燈光控製係統的組成可劃分為(wéi)弱電的控製部分(fèn)和強電的電源部分。

1、控製部(bù)分

舞台燈光控製大致可分為三個基本係統,即凋光控製係統(tǒng)、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(gè)時代。在模擬和(hé)數字時代,三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(xì)統合成了一個大(dà)係統,加強(qiáng)了控製功能,方便(biàn)了管理。(現代舞台燈光控(kòng)製係統設(shè)計的方向是網絡化(huà)數字智能調光。)

1.1 燈光控(kòng)製的模擬連接方式

在晶閘管凋光器誕(dàn)生初期,調光的控製是通過改變觸發(fā)電路中某一個電阻器的電阻來調光的。當年廣泛使用的阻容(róng)移相觸發電路(lù)就(jiù)是典型例子。這種電阻控製形式小能集中控製,隻能由燈光人員單路操作(zuò)。後經改進(jìn)成為電壓控製,使多路集中控製成為(wéi)可能。燈光控製台通過多芯電纜對每(měi)一路(lù)調光器發出控(kòng)製電壓,實現調光控製。

1.2 燈光(guāng)控製的數字連接方式

計算機燈(dēng)光控(kòng)製台和數字調(diào)光櫃的誕生,使舞台燈光的數字連接成(chéng)為可能。革除大把控製線的願望才有可能實現。

1.3燈光控製的網絡連接方式

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

1.3.1舞台(tái)燈光控製網絡

隨(suí)著戲劇藝術和科學技術的發展,舞台燈光在規(guī)模上越來越大、功能上要(yào)求越(yuè)來越高,特別是大型廣場、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必然。

計(jì)算(suàn)機網(wǎng)絡(luò)工業是一個遠比娛樂業大得多的產業。有很(hěn)強的技術開發力量,並且網絡(luò)技(jì)術在全世界(jiè)的各行各業(yè)得(dé)到廣泛(fàn)的應(yīng)用.又有大量(liàng)價廉物美的器材可(kě)供選用。有了強大而成熟的計算(suàn)機網絡(luò)技術的支持.燈光控製網絡化就有了堅實的基礎。

1.3.2燈光網(wǎng)絡控(kòng)製係統

燈光(guāng)控(kòng)製網絡係統的組成根據不同的係統規模、功能要求以及不同(tóng)產品會有所不同,但基本原理相同。在舞台燈光控製(zhì)網絡中組成的主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,隻是應用網(wǎng)絡技術和一些網絡設備如網絡分配器(通常是交(jiāo)換機和集線器)、線纜等將它們連(lián)接起來,組成了一個局域網(LAN)。

由於目前調光器、電腦燈等(děng)設備都采用DMX協議,因此在(zài)燈光控製網絡中需要進行Ethernet與DMX之間的信號轉換.為了實現遠程監視還需要有視頻信號的轉換.這些都是舞台燈光設備製造商專門研製的“網絡(luò)節點” (node)來實現

2:強電(diàn)係統

強電部分是燈(dēng)光的能(néng)源來源。雖然不像控製部分那(nà)麽複雜,但也是非常(cháng)重要的燈光基(jī)本組成部(bù)分。強電部分可分為調光器之前(qián)的供電部分和調光器或直通開(kāi)關之後的燈(dēng)光線路部分。

2.1 燈(dēng)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(yā)器房、低(dī)壓配電室、輸電電纜等組成。

2.2 燈光線路係統

舞台上(shàng)大量的燈光是需經調光器調光的,調光器就是為舞台燈(dēng)光的主要部分——白熾燈光源提供電力的。但也(yě)有一部分是不需要調光的,我們稱之為直通,這部(bù)分線(xiàn)路主要是為了給采用氣(qì)體放電光源的電腦燈、大功率投景幻燈等設備供電,也為燈光控製中(zhōng)的一些機械附件如換色(sè)器的電機(經過電源信號分配器後(hòu))、效果器、自動燈等(děng)供(gòng)電(diàn)。因此在舞台的各燈位應分布有足夠數量的調光和直通(tōng)線路。

3:電腦(nǎo)燈控製台原理

電腦燈的控製係統通常由若(ruò)幹台電腦燈和配套的電腦燈控製台組合而成。它(tā)們之(zhī)間通過一根多芯控(kòng)製纜(XLR)串聯連接。

由電腦控製(zhì)台統一操作,工(gōng)作人員隻需在控製台前編(biān)程(chéng),來控製(zhì)所(suǒ)有(yǒu)電腦燈的動作(zuò)。電腦燈內部裝有一至兩個單片微處理器(又稱單片機).單片身(shēn)處理器(qì)是將CPU和少量RAM、ROM、及I/O口集成在一塊(kuài)矽片上製成的。單片微處(chù)理器發出信號.通過驅動電路使機(jī)內各個微型步進電(diàn)機運(yùn)動,從而帶動各個顏(yán)色輪、圖案片、鏡頭、反射鏡運(yùn)動,從(cóng)而產生各種色彩和造型的光束及其在空間的運動。

電(diàn)腦燈控製台要讓某個電腦燈做某個動作。首先(xiān)要找到這台電腦燈。控製台要識(shí)別出同(tóng)一路DMX信號中的某一台電腦燈,就必須通過查找地址(zhǐ)碼來解決。因此,每一台電腦燈在使用前必須設置地址碼。

由於各個電腦燈生產廠家的不同。512個通道有兩種表示.一種是000—51l,一種是001—512。因此電腦燈地(dì)址碼的設定有(yǒu)從000開始的有從001開始的(de)。電腦燈的地址碼是通過電腦燈上的二進製(zhì)撥碼開關。在開關接通(ON)狀態下,最左邊的一位代表“1”,左數第二位代表“2”,左數第三位代表“4”,左數第四位代表“8”,左數第五位代表“16”等等。

如果使用16通道的電腦燈。第一位是001的電腦燈。第一台電腦燈的(de)地址碼是00 1最左邊的(de)開關接通,表示“l”;第二台電腦(nǎo)燈的地(dì)址碼是001+016=017,第(dì)一個開關接通,和(hé)第5個開關撥通;第三台電腦燈的地址碼是左數第(dì)6、第1個開(kāi)關接通(tōng),表示32+1=33等等。這樣就對每個電腦燈設(shè)置了地址碼,可(kě)以通過控製台進行控製。

4:調(diào)光器

4.1數字調光(guāng)器

從大型變壓到觸發可控矽組件進行調光,在(zài)設備的(de)功能、效益、熱量控製甚至體積上都有了長足的進步。早期的矽組件依靠純硬(yìng)件進行觸發,當時的輸入信(xìn)號隻有自控推杆及0~10V模擬。後來DMX512數字信號的(de)成功開發。

在傳統模擬矽的前級加上數字解碼器便成為(wéi)當時的數字調光器,但這並不是(shì)全數字(zì)調光,真正的全數(shù)字調光必(bì)須由(yóu)數字信號輸入及三相同步信(xìn)號輸入後,全部功能(調光曲線(xiàn)、最小/最大(dà)輸(shū)出、調整及矽觸發輸出等)全部由處理器(qì)完成。

4.2矽的觸發方式

在早期的(de)調光器產品中,對可控矽組件觸發方式(shì)為脈衝觸發(fā)(Pulse Firing),其方法是對可控矽在需要打開(kāi)的(de)相位角時(調整亮度)發出脈衝使其導通,在220V交流/50Hz的正弦波回歸0時自動關閉,而(ér)在(zài)下一周期(qī)時重複動作。當時使用的(de)燈具都是純電阻性負載或較大功率的,故(gù)基本能夠滿足調(diào)光的需要。

如果要保證在電感性/電磁性抗阻負載中絕對不會引起振蕩而讓負載閃爍,就必須使用(yòng)硬觸發方式(shì)(HardFiring)來處理矽導通。當提供進來的電(diàn)源經過非感性抗阻負載而產(chǎn)生振(zhèn)蕩後,這幹擾電源就不可能提供正常電力供應被動組件進行合法並成功的(de)觸發。硬觸發方式的缺點為製(zhì)造成本(běn)高與產品體積相對較(jiào)大(dà),在產品設計方麵大都是以單路矽或大型矽櫃形式出現於(yú)市場上。

4.3 正弦波調光器

20世紀(jì)60年代以前,舞台上的調光設備從鹽水缸至大型功(gōng)率可變電阻都是以改變交流電源的正弦波來對燈泡負載進行調光。這種形式的(de)缺點在於大量的熱能損失和(hé)巨大的體積,但優點是不存在幹擾噪音。

單向可控矽(guī)(SCR)與雙向可控(kòng)矽(TRAIC)的先(xiān)後發明使調光器在體積(jī)上變小,降低了工作(zuò)溫度,可利用低壓訊(xùn)號對調(diào)光器進行控製,這就是我們(men)所熟悉的調光器。但(dàn)這種以(yǐ)觸發相切割波形的方式給我們帶來了電力係統中的斷續(xù)電流問題。

在標準的三相供電(diàn)係統中,這些諧波能令(lìng)中線的電(diàn)流增加至正常的1.4倍。諧波會產生(shēng)可聽噪音,會令電力輸送係統的(de)金屬導體甚(shèn)至變電(diàn)變壓器(qì)產(chǎn)生高熱(rè)。

歐盟國家提倡製定法律規定(dìng)“調光係統必須要以低水平(píng)的諧波泄漏”為原則。另一(yī)方麵,市場上使(shǐ)用相切割波形調光器的缺點(diǎn)日(rì)益明(míng)顯。越來越多的燈具已不是以(yǐ)往純(chún)電阻性負載。後來的調光器采用以IGBT為功放組件的逆向相切割波形,在技術上取消了笨重的濾波(bō)線圈,但原來相切割(gē)波形方式的問題還是存在,隻是減(jiǎn)輕(qīng)重量而已。

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

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