舞臺燈光控制系統(tǒng)的相關(guān)研究

李向紅

【摘 要】隨著自動控制技術(shù)、燈光渲染技術(shù)等的應(yīng)用，燈光渲染效果不斷增強，可以顯著提升舞臺的時尚感，烘托舞臺表演氣氛。本文從舞臺燈光控制系統(tǒng)的構(gòu)成入手，重點就其設(shè)計內(nèi)容進行探究，以期可以為舞臺燈光設(shè)計提供參考。

【關(guān)鍵詞】舞臺；燈光；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2016）08-0268-01

燈光作為舞臺表演中的一個重要組成部分，可以烘托舞臺氛圍，增強舞臺表演效果，同時也有助于滿足觀眾的視覺審美需求。特別是隨著自動燈光控制系統(tǒng)的推廣，燈光可以全面提升舞臺表演的整體質(zhì)量。因此，對于舞臺燈光控制系統(tǒng)的構(gòu)成及設(shè)計進行探究具有重要的意義。

一、舞臺燈光控制系統(tǒng)的構(gòu)成

就舞臺燈光控制系統(tǒng)的具體構(gòu)成而言，其主要包括控制臺、控制立柜和信號傳輸網(wǎng)格等主要組成部分，下面就其具體內(nèi)容進行詳細闡述：

（一）燈光控制臺。伴隨著弱電控制強電技術(shù)的產(chǎn)生，燈光控制臺得以誕生，且先后經(jīng)歷了模擬和數(shù)字化的發(fā)展歷程。在電子技術(shù)快速發(fā)展的今天，計算機技術(shù)在主流燈光控制臺中已得到了廣泛推廣和應(yīng)用，而就其控制對象而言，其主要包括舞臺上所涉及到的燈具及相關(guān)設(shè)備。根據(jù)舞臺燈光控制對象的不同，可將其分成電腦燈控制臺、調(diào)光控制臺和舞臺燈光綜合控制臺，下面就其具體內(nèi)容進行詳細闡述：1.調(diào)光控制臺主要是借助調(diào)光控制器來調(diào)節(jié)舞臺光源亮度變化的一種手段，具體包括編程和多路調(diào)光兩個主要組成部分；2.電腦燈控制臺可預(yù)先編排電腦燈的具體變化動作，以便借助電腦指令來實現(xiàn)光束及其顏色的變換，或者旋轉(zhuǎn)不同形式和色彩的圖案，調(diào)整色溫或進行光斑切割等功能；3.舞臺燈光綜合控制臺可以實現(xiàn)對舞臺上不同類型燈具及相關(guān)配套設(shè)備的全面控制。此外，針對某些比較復(fù)雜的舞臺燈光控制要求，也衍生出了一些獨立控制的控制臺技術(shù)。

（二）燈光控制立柜。燈光控制立柜主要由可控硅調(diào)光器、正弦波調(diào)光器以及分布式調(diào)光器等調(diào)光器構(gòu)成，針對那些對燈具具有電源要求的控制立柜，其同樣具有控制直通電源通斷功能。其中的可控硅調(diào)光器主要是借助可控硅元器件的特性來達到調(diào)光作用的，主要包括模擬和數(shù)字兩種主要方式?？煽毓枵{(diào)光器也存在兩個缺點，即可能會使電源波形發(fā)生畸形變化，也可能會因電流的突變而產(chǎn)生無線電騷擾。分布式調(diào)光器是為了補充固定式調(diào)光器而誕生的一種調(diào)光器，可充分借助分布式調(diào)光器和固定式調(diào)光器的優(yōu)點，提高燈光回路靈活性，同時也可以節(jié)省調(diào)光器數(shù)量，節(jié)省成本。

（三）控制信號傳輸。控制臺控制燈光設(shè)備的方式主要是借助控制信號，所以在燈光控制系統(tǒng)中，控制信號傳輸是一個重要的環(huán)節(jié)。鑒于數(shù)字信號傳輸能力遠高于模擬信號傳輸效率，所以當前燈光控制信號傳輸大都采用數(shù)字信號來進行傳輸，具體的數(shù)字傳輸協(xié)議包含CAN、Art-Net和DMX等常用的幾種。

二、舞臺燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計

（一）硬件設(shè)計。舞臺燈光控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括五個部分：步進電機驅(qū)動模塊、溫度采集高溫保護模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和電源模塊。硬件設(shè)計的原理，在于借助NRF905型號的無線射頻模塊，在電腦燈下進行無線遠程控制操作。電腦燈系統(tǒng)的主控制器采用LM3S8962型號的處理器，并采用步進電機（兩相混合式）作為執(zhí)行元件，相應(yīng)的混合電路驅(qū)動器主要為L297和L298。硬件系統(tǒng)中的電源模塊主要是起到供電保護作用；溫度采集高溫保護模塊可以處理采集得到的光源溫度信息，并且相應(yīng)的處理器可以控制溫度風扇的實際轉(zhuǎn)速；無線模塊的數(shù)據(jù)處理主要針對步進電機運行情況來確定；電腦燈硬件中系統(tǒng)包括X軸/Y軸電機定位、控制以及高溫保護等多種保護功能。

（二）軟件設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)軟件主要包括無線收發(fā)模塊和PC控制面板模塊等，可以使操作人員在PC控制面板上來選擇燈光的顏色、亮度及變化等信息。在確定之后，計算機會借助通信協(xié)議來將光源的相應(yīng)控制信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊來進行處理。相應(yīng)地，數(shù)據(jù)處理模塊會將所收集到的控制信息進行分類處理，分時發(fā)送處理之后的控制信號，使降溫風扇電機和通道步進電機等驅(qū)動模塊可以接受相應(yīng)的控制信號。

（三）控制系統(tǒng)仿真。在燈光控制系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分設(shè)計完畢后，要進行仿真分析處理，具體就是通過信號處理模塊來控制其精度，并且需要確保驅(qū)動方法和控制方法的合理性，否則會對電腦燈控制系統(tǒng)的精度產(chǎn)生影響。此時可以采用非線性關(guān)系來對控制電流數(shù)據(jù)進行優(yōu)化細分，以便可以均勻布局步進電機，確保所設(shè)計的燈光控制系統(tǒng)可以滿足使用需求。

三、總結(jié)

隨著人民生活水平的提升，人們不再局限于物質(zhì)方面的追求，而是傾向于娛樂等精神層面。與此同時，人們不再滿足于單調(diào)的舞臺表演，對于燈光渲染等也提出了更高的要求。在本次研究中，筆者探討了燈光控制系統(tǒng)的組成和設(shè)計，以期為相關(guān)研究提供參考。

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