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如何深度解析舞臺燈光控制系統

作者:管理員 發表時間:2019/3/9 10:40:10 閱讀:

   在演藝設備行業的發展過程中,舞臺燈光控制技術占據了極為重要的地位。對舞臺燈光控制技術進行簡單的研究,有利于我們對燈光控制技術有個更為深刻的認識。本文從控制系統、控制臺以及調光器這三個方面的內容,簡要對舞臺燈光控制技術發展現狀進行概述。

 

關鍵詞:舞臺燈光;控制器;調光器


1:引言

 

光作為舞臺演出中一個重要的藝術組成部分,在舞臺上配合現場表演,以其獨特的手段實現模擬自然、創造意境、表達情感、切割舞臺時空等藝術效果。而這些藝術效果通常是以光的明暗(亮度)、光的色彩、光的投射方向和光束效果等表現手段及其動態組合來體現的.

 

所有這些光的效果都必須使用燈光控制設備對燈具實施良好的亮度控制、色彩變換、光束運動等控制才能實現。控制系統的組成。舞臺燈光控制系統的組成可劃分為弱電的控制部分和強電的電源部分。

2:控制部分

 

舞臺燈光控制大斂可分為三個基本系統,即凋光控制系統、電腦燈控制系統、換色器控制系統。

 

就連接方式而壽,經歷了模擬、數字(DMX)、網絡三個時代。

 

在模擬和數字時代,三大控制系統基本上互相獨立、自成體系,進入了網絡時代后。三個系統合成了一個大系統.加強了控制功能,方便了管理。

 

2.1 燈光控制的模擬連接方式

 

       在晶閘管凋光器誕生初期,調光的控制是通過改變觸發電路中某一個電阻器的電阻來調光的。當年廣泛使的阻容移相觸發電路就是典型例子。這種電阻控制形式小能集中控制,只能南燈光人員單路操作。后經改進成為電壓控制,使多路集中控制成為可能。燈光控制臺通過多芯電纜對每一路調光器發出控制電壓,實現凋光控制。這就足舞臺凋光的模擬連接。

 

2.2 燈光控制的數字連接方式

 

計算機燈光控制臺和數字調光柜的誕生,使舞臺燈光的數字連接成為可能。革除大把控制線的愿望才有可能實 現。

 

2.3燈光控制的網絡連接方式

 

雖然網絡技術本質上也是數字技術,但計算機網絡的發展。給舞臺燈光帶來廠新的活力.對燈光控制技術的發展產生了巨大的影響。

 

2.3.1舞臺燈光控制網絡

 

       隨著戲劇藝術和科學技術的發展,舞臺燈光在規模上越來越大、功能上要求越來越高,特別是大型廣場、體育場的文藝表演和主題公園對燈光控制的特殊要求,燈光控制網絡化已成為必然。

 

       計算機網絡工業是一個遠比娛樂業大得多的產業。有很強的技術開發力量,并且網絡技術在全世界的各行各業得到廣泛的應用.又有大量價廉物美的器材可供選用。有了強大而成熟的計算機網絡技術的支持.燈光控制網絡化就有了堅實的基礎。

 

2.3.2燈光網絡控制系統

 

        燈光控制網絡系統的組成根據不同的系統規模、功能要求以及不同產品會有所不同,但基本原理相同。在舞臺燈光控制網絡中組成的主體當然是燈光控制臺、數字調光柜、電腦燈、換色器等燈光設備,只是應用網絡技術和一些網絡設備如網絡分配器(通常是交換機和集線器)、線纜等將它們連接起來,組成了一個局域網(LAN)。

 

       由于目前調光器、電腦燈等設備都采用DMX協議,因此在燈光控制網絡中需要進行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.這些都是舞臺燈光設備制造商專門研制的“網絡節點” (node)來實現。

3:強電系統

 

       強電部分是燈光的能源來源。雖然不像控制部分那么復雜,但也是非常董要的燈光基本組成部分。強電部分可分為調光器之前的供電部分和調光器或直通開關之后的燈光線路部分。

 

3.1 燈光供電系統

 

       燈光供電系統是劇場供電系統的一部分.劇場供電系統主要有變壓器房、低壓配電室、輸電電纜等組成。

 

3.2 燈光線路系統

 

       舞臺上大量的燈光是需經凋光器調光的,調光器就是為舞臺燈光的主要部分——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,也為燈光控制中的一些機械附件如換色器的電機(經過電源信號分配器后)、效果器、自動燈等供電。因此在舞臺的各燈位應分布有足夠數量的調光和直通線路。

 

4:電腦燈控制臺原理

 

       電腦燈的控制系統通常由若干臺電腦燈和配套的電腦燈控制臺組合而成.它們之間通過一根多芯控制纜(XLR)串聯連接。

 

        由電腦控制臺統一操作,工作人員只需在控制臺前編程,來控制所有電腦燈的動作。電腦燈內部裝有一至兩個單片微處理器(又稱單片機).單片身處理器是將CPU和少量RAM、ROM、及I/O口集成在一塊硅片上制成的。單片微處理器發出信號.通過驅動電路使機內各個微型步進電機運動,從而帶動各個顏色輪、圖案片、鏡頭、反射鏡運動,從而產生各種色彩和造型的光束及其在空間的運動。

 

       電腦燈控制臺要讓某個電腦燈做某個動作.首先要找到這臺電腦燈。控制臺要識別出同一路DMX信號中的某一臺電腦燈,就必須通過查找地址碼來解決。因此,每一臺電腦燈在使用前必須設置地址碼。

 

       由于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。因此電腦燈地址碼的設定有從000開始的有從001開始的。電腦燈的地址碼是通過電腦燈上的二進制撥碼開關。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。第一臺電腦燈的地址碼是00 1最左邊的開關接通,表示“l”;第二臺電腦燈的地址碼是001+016=017,第一個開關接通,和第5個開關撥通;第三臺電腦燈的地址碼是左數第6、第1個開關接通,表示32+1=33等等。這樣就對每個電腦燈設置了地址碼,可以通過控制臺進行控制。
 

5:調光器

 

5.1數字調光器

 

       從大型變壓到觸發可控硅組件進行調光,在設備的功能、效益、熱量控制甚至體積上都有了長足的進步。早期的硅組件依靠純硬件進行觸發,當時的輸入信號只有自控推桿及0~10V模擬。后來DMX512數字信號的成功開發。

 

       在傳統模擬硅的前級加上數字解碼器便成為當時的數字調光器,但這并不是全數字調光,真正的全數字調光必須由數字信號輸入及三相同步信號輸入后,全部功能(調光曲線、最小/最大輸出、調整及硅觸發輸出等)全部由處理器完成。

 

5.2硅的觸發方式

 

       在早期的調光器產品中,對可控硅組件觸發方式為脈沖觸發(Pulse Firing),其方法是對可控硅在需要打開的相位角時(調整亮度)發出脈沖使其導通,在220V交流/50Hz的正弦波回歸0時自動關閉,而在下一周期時重復動作。當時使用的燈具都是純電阻性負載或較大功率的,故基本能夠滿足調光的需要。

 

       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,就必須使用硬觸發方式(HardFiring)來處理硅導通。當提供進來的電源經過非感性抗阻負載而產生振蕩后,這干擾電源就不可能提供正常電力供應被動組件進行合法并成功的觸發。硬觸發方式的缺點為制造成本高與產品體積相對較大,在產品設計方面大都是以單路硅或大型硅柜形式出現于市場上。

 

5.3 正弦波調光器

 

       20世紀60年代以前,舞臺上的調光設備從鹽水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載進行調光。這種形式的缺點在于大量的熱能損失和巨大的體積,但優點是不存在干擾噪音。

 

       單向可控硅(SCR)與雙向可控硅(TRAIC)的先后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制,這就是我們所熟悉的調光器。但這種以觸發相切割波形的方式給我們帶來了電力系統中的斷續電流問題。

 

       在標準的三相供電系統中,這些諧波能令中線的電流增 加至正常的1.4倍。諧波會產生可聽噪音,會令電力輸送系統的金屬導體甚至變電變壓器產生高熱。

 

       歐盟國家提倡制定法律規定“調光系統必須要以低水平的諧波泄漏”為原則。另一方面,市場上使用相切割波形調光器的缺點日益明顯。越來越多的燈具已不是以往純電阻性負載。后來的調光器采用以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線圈,但原來相切割波形方式的問題還是存在,只是減輕重量而已。

 

       此外,在一些工作電壓不能低于某些值的電器上,如鎮流器、霓虹燈管、馬達等,都可預先設定它們的最低工作電壓。然后就像調變壓白熾燈泡一樣,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/調壓來實現。

 

結論

 

       現代舞臺燈光控制系統設計的方向是網絡化數字智能調光。隨著國際互聯網的迅速普及和專業燈光人員素質的不斷提高,技術先進,性能穩定,控制靈活,操作方便,功能齊備,經濟耐用的自動化燈光控制系統,將為中國的舞臺增光添彩。

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