第2章 舞臺燈光工程設(shè)計

無論話劇、音樂劇、歌舞劇營造或靜謐或熱烈的舞臺氣氛，還是歌舞綜藝表演絢麗多彩，變幻莫測的燈光效果，都源于各式各樣的舞臺專業(yè)燈具的配套運用和編程控制，而這些都基于現(xiàn)在探討的舞臺燈光工程設(shè)計。

舞臺燈光是舞臺美術(shù)造型手段之一，它運用舞臺燈光設(shè)備和控制技術(shù)手段，以光的明暗、色彩、投射方向和光束運動等控制手段及其動態(tài)組合來引導(dǎo)觀眾視線，增強舞臺表演的藝術(shù)效果，渲染表演氣氛，突出中心人物，創(chuàng)造舞臺空間感、時間感，塑造舞臺表演的藝術(shù)形象，并提供必要的燈光效果，創(chuàng)造舞臺氣氛，調(diào)節(jié)和傳遞演員與觀眾間的情緒感染和交流。圖2-1所示為某一劇目的舞臺燈光設(shè)計。

圖2-1 舞臺燈光系統(tǒng)用來增強舞臺表演的藝術(shù)效果

2.1 舞臺燈光系統(tǒng)設(shè)計原則和工藝設(shè)計要求

舞臺燈光系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循舞臺表演藝術(shù)的規(guī)律并滿足特殊使用要求，其目的在于將各種表演藝術(shù)再現(xiàn)過程所需的燈光工藝設(shè)備，按系統(tǒng)工程要求進(jìn)行設(shè)計配置，使舞臺燈光系統(tǒng)能準(zhǔn)確、圓滿地為舞臺藝術(shù)表演服務(wù)。

舞臺照明設(shè)計應(yīng)具備多種造型手段，適應(yīng)不同風(fēng)格的演出。根據(jù)劇本、導(dǎo)演的要求及舞臺美術(shù)的總體設(shè)想進(jìn)行藝術(shù)構(gòu)思，繪制布光設(shè)計圖。

1.舞臺照明設(shè)計原則

（1）必須滿足創(chuàng)造舞臺布光的自由空間，適應(yīng)各種演出的布光要求。

（2）為能保證長期運行，需要留有足夠數(shù)量的燈具儲備、網(wǎng)絡(luò)容量和適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展空間。

（3）系統(tǒng)必須具有很高的抗干擾能力、安全性和可靠性，并把它們作為舞臺燈光工程的重要技術(shù)指標(biāo)。

（4）在滿足演出需要的前提下，盡量使用高效節(jié)能的冷光源新型燈具。

（5）以太網(wǎng)和DMX512數(shù)字信號網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被引入系統(tǒng)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。

2.舞臺照明工程工藝設(shè)計要求

（1）系統(tǒng)工藝設(shè)計和設(shè)備配置具有綜合劇場的使用功能，在2h內(nèi)可輪換不同劇種的燈光操作方案。

（2）系統(tǒng)允許使用全部配置的各種類型燈具和其他補充設(shè)備。

（3）整個系統(tǒng)在不中斷主電力供應(yīng)的前提下，燈光主控臺可進(jìn)行持續(xù)診斷檢查。

（4）全部燈光設(shè)備應(yīng)符合舞臺背景噪聲的技術(shù)要求，即空場狀態(tài)下，所有燈光設(shè)備開啟時的噪聲應(yīng)不高于NR25，測試點離燈光設(shè)備的距離為1m，效果器材的噪聲不大于30dB。

（5）系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留足夠的擴(kuò)展能力，如電力容量、調(diào)光柜容量、網(wǎng)絡(luò)容量等。

3.舞臺表演區(qū)的照度要求

（1）多功能廳演出舞臺的照度指標(biāo)。

1）主要表演區(qū)的垂直照度不低于1200lx（離臺面1m高測試）。

2）顯色指數(shù)Ra>90。

3）色溫。常規(guī)燈具3200K±150K，特效燈具4700～5600K。

4）綜藝演出應(yīng)能體現(xiàn)絢麗多彩、動靜相宜的舞臺照明，樸實的舞臺場景。

（2）會議照明舞臺的照度指標(biāo)。

1）舞臺的垂直照度不低于550lx（離臺面1m高測試）。

2）顯色指數(shù)Ra>90。

3）色溫。常規(guī)燈具3200K±150K。

4）會議照明應(yīng)能充分體現(xiàn)莊重、大方的會議場景，滿足電視攝像的光照要求。

4.劇場各區(qū)域的照度要求

按JGJ 57—2000《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》，劇場各區(qū)域的照度標(biāo)準(zhǔn)如表2-1所示。

表2-1 劇場各區(qū)域的照度標(biāo)準(zhǔn)

2.2 舞臺燈光系統(tǒng)的基本配置

舞臺燈光系統(tǒng)由燈光控制系統(tǒng)（包括數(shù)字調(diào)光臺、電腦燈調(diào)光臺、換色器控制臺和文件服務(wù)器、數(shù)字調(diào)光器（硅箱/調(diào)光柜）等）、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)（包括傳輸線路、網(wǎng)絡(luò)編/解碼器、線路放大器和網(wǎng)絡(luò)交換機（或Hub）等）和各種舞臺燈具三部分組成，如圖2-2所示。

圖2-2 舞臺燈光系統(tǒng)的基本配置

為簡化燈光師操作，對舞臺燈光系統(tǒng)提出了“統(tǒng)一管理，集中控制”的管理理念，就是需要把系統(tǒng)中功能各異的數(shù)字燈光設(shè)備（如控制臺、調(diào)光硅箱、數(shù)字換色器、電腦燈、各種常規(guī)燈具等）通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)全部連接在一起，實施集中控制，由燈光師來集中操作控制。

為了更好的配合演出排練，便于貫徹?zé)艄狻敖y(tǒng)一管理，集中控制”的管理理念，通常把劇院的工作燈系統(tǒng)和觀眾廳燈光系統(tǒng)交由燈光師統(tǒng)籌控制。

2.3 舞臺燈光控制系統(tǒng)

舞臺燈光控制系統(tǒng)由調(diào)光控制臺、傳輸網(wǎng)絡(luò)和調(diào)光器組成，其作用是按燈光設(shè)計師的場景設(shè)計方案對各燈具實施明、暗、強、弱、色彩、圖案變化及指揮相關(guān)燈具作上、下、左、右旋轉(zhuǎn)的動作。指令通過傳輸網(wǎng)絡(luò)正確無誤地發(fā)送出去，再由調(diào)光器來執(zhí)行各種控制命令，控制對象是舞臺燈具設(shè)備（如電腦燈、激光燈、頻閃燈、常規(guī)燈、數(shù)字煙機、泡泡機、雪花機等）。

2.3.1 數(shù)字調(diào)光臺

現(xiàn)代演出的舞臺燈光系統(tǒng)既要實時發(fā)送大量調(diào)光控制命令，又要傳送電腦燈、換色器和效果燈光器材的許多動態(tài)指揮命令，這些燈具的控制問題幾乎已成為舞臺燈光行業(yè)的新問題。為解決各種單燈調(diào)節(jié)需要的數(shù)以千計的燈光控制通道問題，需要采用數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)和集中控制平臺——數(shù)字調(diào)光控制臺。

1.模擬調(diào)光臺和數(shù)字調(diào)光臺

調(diào)光控制臺有模擬調(diào)光臺和數(shù)字調(diào)光臺兩類。下面介紹它們的主要特點。

（1）模擬調(diào)光臺。使用模擬調(diào)光技術(shù)，每個通道輸出的控制信號為0～10V。模擬調(diào)光臺設(shè)計簡單，價格便宜，易學(xué)易用，但是控制通道（光路）較少，控制功能簡單，調(diào)光曲線不夠精細(xì)，為20世紀(jì)70年代末到90年代中期的主流產(chǎn)品。

現(xiàn)代演出的舞臺照明系統(tǒng)的快速發(fā)展，通常需有成百上千甚至更多的調(diào)光或控制通道（光路），模擬調(diào)光系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足控制數(shù)量、編程和通信傳輸，在20世紀(jì)90年代中期逐步被數(shù)字調(diào)光臺替代。

（2）數(shù)字調(diào)光臺。數(shù)字調(diào)光臺采用數(shù)字多路通信原理，把調(diào)光控制信號按DMX512協(xié)議實行數(shù)字編碼后，便可在一對通信線路上同時傳送512路調(diào)光數(shù)據(jù)信號，解決了現(xiàn)代專業(yè)演出燈光系統(tǒng)的調(diào)光控制問題。

數(shù)字調(diào)光臺具有模擬調(diào)光臺無法比擬的許多優(yōu)秀性能，例如調(diào)光功能、編組功能、集控功能、自動備份功能、數(shù)據(jù)存儲功能、精細(xì)的調(diào)光曲線、多路傳輸功能等。數(shù)字調(diào)光臺已成為舞臺燈光系統(tǒng)實現(xiàn)集中控制、統(tǒng)一管理的關(guān)鍵設(shè)備。

數(shù)字調(diào)光臺常見的有12路、36路、48路、96路、108路、216路、512路、1024路、2048路和4096路等各種規(guī)格，適用于各類規(guī)模劇場的不同用途。

2.數(shù)字調(diào)光臺分類

根據(jù)調(diào)光臺的容量可分為小型、中型和大型三類。

（1）小型數(shù)字調(diào)光臺。一般把控制通道108及以下光路的調(diào)光臺稱為小型調(diào)光臺。通過調(diào)光臺與調(diào)光器（俗稱調(diào)光硅箱或調(diào)光柜）配接，按照用途要求，配接到不同光路的燈具。

小型調(diào)光臺受光路數(shù)量少的限制，在燈具數(shù)量較多時，不能實現(xiàn)對所有燈具進(jìn)行獨立的精細(xì)調(diào)光，不同光路的燈具只能接受調(diào)光臺同一光路的控制。

小型調(diào)光臺的手控推桿（分區(qū)調(diào)光推桿）較多，一般有48個，甚至達(dá)96個；場景集控推桿較少，一般為24個。集控推桿的擴(kuò)充通過集控分頁來實現(xiàn)。由于手動推桿對燈具的直接控制很直觀，所以常把小型數(shù)字調(diào)光臺當(dāng)做數(shù)字化的模擬調(diào)光臺，更適合于一些非專業(yè)燈光人員操作使用。

小型調(diào)光臺體積較小，重量較輕，可多臺（一般不大于2臺）連接組成一個較大的燈光控制系統(tǒng)，最適合于以基礎(chǔ)照明為主、場景變化不多的燈光控制場所，如新聞演播室、專題節(jié)目演播室、大型會議廳和禮堂、宴會廳、大型會展中心、娛樂會所等。除了固定安裝使用外，還適合流動演出使用。

圖2-3所示是一款36路小型數(shù)字調(diào)光臺控制面板。采用DMX 512數(shù)字編碼標(biāo)準(zhǔn)，可控制DMX 512數(shù)字格式的調(diào)光設(shè)備。主要技術(shù)功能：

1）具有36個調(diào)光控制光路，通過軟配接最多可控制54個可控硅調(diào)光回路。

2）記憶99個場景，9組燈光效果，最多可同時運行3組燈光效果。

3）0.1～9.9s可調(diào)的走燈效果。

4）36個燈光分推桿。

5）可用20個集控桿控制預(yù)置燈光場景。

6）A/B場預(yù)置，關(guān)機數(shù)據(jù)保持。

7）使用DMX 512地址對連接的燈具實行單獨控制，預(yù)設(shè)地址是1～36。

小型調(diào)光臺產(chǎn)品系列較多，如英國Strand（斯全德）公司的Strand 48/96；美國ETC公司的Express 24/48；比利時ADB公司的ACNtor等。表2-2是它們的主要性能對比。

圖2-3 36路小型數(shù)字調(diào)光臺控制面板

表2-2 小型調(diào)光臺主要特性比較

（2）中型數(shù)字調(diào)光臺

控制通道在216～512光路的調(diào)光臺稱為中型調(diào)光臺（圖2-4）。調(diào)光臺的調(diào)光回路總數(shù)通常應(yīng)超過調(diào)光器（硅箱或調(diào)光柜）的控制回路數(shù)，以便實現(xiàn)調(diào)光臺與調(diào)光器（硅箱或調(diào)光柜）一對一的配接方式，使在燈光控制的編程、控制及每一回路的精細(xì)調(diào)節(jié)上具有最大的靈活性。這是每個調(diào)光師最理想的配置方案。

圖2-4 Strand 300中型調(diào)光臺

中型調(diào)光臺己取消了手動推桿，所有燈光控制信息都要預(yù)先通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)、編程，存儲到調(diào)光臺?，F(xiàn)場演出時是以組控、集控、效果控制、場景控制為基本元素，重演編程設(shè)計。通過集控、場控，重演推桿編程程序，按燈光設(shè)計師的構(gòu)思對現(xiàn)場燈光實現(xiàn)連續(xù)控制。

中型調(diào)光臺應(yīng)用非常廣泛，主要用于中、小型演播廳、歌舞劇院、多功能廳、流動演出、大型夜總會、大型迪廳及大型建筑物的戶外照明等。

產(chǎn)品系列較多，如英國Strand（斯全德）公司的Strand 400/600；美國ETC公司的In-sight；以色列的Compulite Spark等。表2-3是它們的主要性能對比。

表2-3 中型調(diào)光臺主要特性比較

（3）大型數(shù)字調(diào)光臺

大型調(diào)光臺為1024控制通道以上，調(diào)光臺的可控容量已不再是調(diào)光師擔(dān)心的問題。大型調(diào)光臺采用最先進(jìn)的電子技術(shù)和計算機科技，融入了許多舞臺燈光設(shè)計的豐富經(jīng)驗和先進(jìn)的設(shè)計理念，代表了當(dāng)今調(diào)光技術(shù)的最高水平。

一臺大型調(diào)光臺控制著成百上千只燈具，要配合演出做出場景的連續(xù)變化，復(fù)雜編程的任務(wù)，都需通過大型調(diào)光臺來實現(xiàn)。這要求大型調(diào)光臺有非常靈活、簡單的編程方法和簡單的程序修改方法，因為每一次變動都可能涉及相應(yīng)燈光參數(shù)的變化，需要盡量減少燈光師的編程工作量。大型調(diào)光臺的現(xiàn)場調(diào)光，通過集控推桿、場景重演推桿進(jìn)行。

大型調(diào)光臺有光路屬性設(shè)定、16bit量化分辨率的DMX512輸出，有專用的編碼器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，并對不同智能燈具的控制建立資料庫，可以方便地對智能燈具進(jìn)行配接。

圖2-5 ADB Pheonix 10大型調(diào)光臺

大型調(diào)光臺主要用于大型演播廳、大型歌劇院和大型綜合文藝晚會。主要常用品牌有英國Strand 500i系列；美國ETC Obsession；比利時ADB Pheonix 10（圖2-5）等。表2-4是它們的主要性能對比。

表2-4 大型調(diào)光臺主要特性比較

2.3.2 電腦燈控制臺

電腦燈控制系統(tǒng)由電腦燈和電腦燈控制臺組成，它們之間通過一根多芯控制電纜（采用XLR三芯插座）串聯(lián)連接，如圖2-6所示。由電腦燈控制臺統(tǒng)一操作，工作人員只需在控制臺上預(yù)置編程，即可控制所有電腦燈按程序自動運行。

由于一條DMX信號線路最多只能控制512個通道，因此，在設(shè)計電腦燈控制系統(tǒng)時，必須要考慮到一條DMX控制線連接的所有電腦燈的通道數(shù)之和最多不能大于512個通道，否則就必須通過增加DMX信號線路數(shù)量來解決。

按理說，常規(guī)燈具調(diào)光和電腦燈控制都可以在同一臺調(diào)光控制臺上通過DMX512編碼技術(shù)來完成。從數(shù)字調(diào)光臺的功能來說，應(yīng)能控制整個舞臺或演播廳的演出燈光，創(chuàng)造出整體的氣氛和效果。

圖2-6 電腦燈控制臺與燈具連接圖

但是，在大型演出中，調(diào)光控制臺的軟件編制更多考慮的是單路燈光布光的方便性，演出中按現(xiàn)場進(jìn)程調(diào)出一個個燈光場景，并以手動操縱為主，間隔時間較長，重復(fù)較少。而電腦燈控制中大量使用自動、快速、循環(huán)的效果，布光方式和演出要求都與常規(guī)燈具的調(diào)光控制方式大為不同。為了方便編排和控制，兩者在調(diào)光控制臺臺面上的按鍵功能、布置和顯示要求都不一樣。因此，除了中小型、流動型的調(diào)光控制臺外，大型演出的電腦燈控制臺與調(diào)光控制臺以分開操作控制為主。

圖2-7 SGM Pilot 1600專用型電腦燈控制臺

圖2-7所示的意大利SGM Pilot 1600電腦燈控制臺是一種專用型電腦燈控制臺。這種控制臺最大可控制16臺/16通道的電腦燈（每個按鍵對應(yīng)一臺電腦燈），可以存儲64個不同型號的燈庫，內(nèi)置了數(shù)種SGM燈具的燈庫，操控簡單方便。

圖2-8所示為使用較為廣泛、典型的Pearl 2008珍珠調(diào)光控制臺，可用于舞臺常規(guī)燈、電腦燈和換色器等設(shè)備的綜合控制。它具有2048個常規(guī)燈控制通道，4路（4×512=2048）光隔離的獨立驅(qū)動的DMX512輸出接口，可連接4條獨立的DMX512信號線。每條DMX信號線最多可控制32臺16通道的電腦燈。圖2-9所示為Pearl2008珍珠電腦燈調(diào)光臺背面圖，主要技術(shù)特性如下：

1）4路DMX512信號獨立輸出。

2）可配置2048個調(diào)光通道。

3）可控制具有40個通道的電腦燈。

4）最多可存儲450個不同程序和場景，200個編組、50張快照，場景和程序都存儲在滾軸下面的15個記憶推桿上，不受控制臺存儲容量限制。

5）內(nèi)置200個預(yù)置素材、200個預(yù)置圖形，可任意修改、編輯。

6）具備單、雙預(yù)置模式、超級模式、劇場模式、劇本模式、追蹤模式。

7）編程、編輯、修改易如反掌。

圖2-8 Pearl 2008珍珠電腦燈調(diào)光臺

8）可選內(nèi)部時鐘控制、外部MIDI時間碼控制或音頻信號控制。

9）獨特的滾筒選擇程序功能和轉(zhuǎn)輪調(diào)節(jié)功能。

10）得心應(yīng)手、隨心所欲的簡易操作、友好的界面和強大的功能。

11）可用U盤備份操作系統(tǒng)、燈具配置、演出程序以及重要場景、劇本文件等數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)萬無一失。

12）USB接口。用于控制臺數(shù)據(jù)備份、燈庫文件更新和程序升級。

13）MIDI接口。輸入接口接收來自外部的MIDI音符信號觸發(fā)，控制“多步程序”運行。輸出接口用于與其他MIDI設(shè)備連接。

圖2-9 Pearl 2008珍珠電腦燈調(diào)光臺背面圖

14）音頻信號輸入接口。接收來自調(diào)音臺或其他音頻設(shè)備的線路電平信號，作為走燈程序的音樂觸發(fā)同步信號。

15）1個VGA接口?？梢酝饨右壕э@示器。

16）4個DMX 512輸出信號插座。均為XLR五芯插座，如圖2-10所示。使用2條DMX線時，可用普通三芯信號線。如果使用4條DMX線時，則需用五芯信號線。即DMX1和DMX2使用1接地、2信號負(fù)、3信號正，DMX3和DMX4使用1接地、4信號負(fù)、5信號正。

圖2-10 DMX512信號接口

2.3.3 換色器控制臺

換色器是裝在舞臺常規(guī)燈具上、用來變換燈光顏色的附加裝置。燈具換色器的設(shè)計和應(yīng)用，大大減少了舞臺燈具的數(shù)量，減輕了燈光師的勞動強度，節(jié)約了投資，是舞臺配置必不可少的器材。數(shù)字換色器不僅換色速度可調(diào)、色紙定位精度高，而且同步效果好，現(xiàn)今，已全部替代了老一代機械換色器，己作為主流器材進(jìn)入演藝市場。

數(shù)字換色器采用光電傳感器與換色器傳動齒輪計數(shù)裝置輸出的脈沖信號進(jìn)行編碼取樣。將色紙運動的取樣信號與預(yù)置設(shè)定的定位數(shù)據(jù)信號進(jìn)行比較，當(dāng)兩者信號完全吻合時，即發(fā)出停止信號，停止伺服電動機轉(zhuǎn)動，完成色紙定位。這種閉環(huán)鎖定定位控制系統(tǒng)的定位精度極高。數(shù)字換色器采用DMX512控制協(xié)議傳送換色器地址碼和換色控制命令?？捎靡桓盘栯娎|在較長的距離內(nèi)同時控制成百上千個換色器，非常適合大型晚會及用量較大的舞臺演出。

每臺換色器具有起始地址碼設(shè)置開關(guān)，比較高級的換色器還設(shè)有功能開關(guān)，可進(jìn)行自檢和復(fù)位，根據(jù)使用需要還可選擇速度快慢，一般常用速度在1.5～3s內(nèi)可調(diào)，最慢速度可延長至20s。在脫離換色器控制臺后還具備自動變換顏色的功能。圖2-11所示為數(shù)字換色器控制臺、分配器與換色器連接圖。

NDS512-16數(shù)字換色器控制臺的主要技術(shù)特性：

（1）具有五種輸出模式，可任意編組、編場、編色，按鍵次數(shù)少，編程效率高。

（2）分組延時輸出，可在任何輸出狀態(tài)下單獨調(diào)號，精確控制到每一個燈，給燈光設(shè)計人員提供了很大的創(chuàng)作空間。

圖2-11 換色器控制臺、分配器與換色器連接圖

（3）大容量內(nèi)存，具有USB的外存接口，可直接操作外存，同類型控制臺只需插入U盤即可操作，不破壞原有的存儲內(nèi)容。

（4）可控制換色器復(fù)位、開關(guān)風(fēng)扇和工作指示燈以適應(yīng)環(huán)境要求。

（5）信號通過高速光電隔離輸出，穩(wěn)定準(zhǔn)確，抗干擾能力極強。

（6）額定編組16組，最大編組256組（16組/頁×16頁）。

（7）編址范圍。256個獨立通道。

（8）可控?fù)Q色數(shù)量8～11色。

（9）調(diào)速范圍。高、中、低三檔調(diào)速或連續(xù)無級調(diào)速。

（10）記憶場數(shù)。128場景（內(nèi)存）。

（11）外存場數(shù)。U盤，每盤存128場。

（12）輸出模式。直接+預(yù)備+記憶+循環(huán)+延時。