浙江國際影視中心600 m2演播廳燈光系統(tǒng)的建設與思考

姚葳澎

（浙江廣播電視集團，浙江 杭州 310005）

1 演播廳概況

浙江國際影視中心600 m2演播廳，是浙江國際影視中心演播廳集群的重要組成部分。2015年，按照整體規(guī)劃、分步實施的原則，進行了2 500 m2/1 200 m2演播廳專業(yè)系統(tǒng)建設，考慮到當時制作需求情況，600 m2演播廳未進行建設。

近年來，隨著浙江廣播電視集團節(jié)目播出量的增加，節(jié)目制作量也同步大量增加。為緩解演播廳供需矛盾，2018年，集團決定建設600 m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)。本項目從2018年11月開始施工，2019年1月安裝調試完畢。600 m2演播廳的投入使用，使得浙江國際影視中心演播廳集群進一步壯大，也為集團節(jié)目制作提供了新的錄制場地（圖1）。

作為600 m2演播廳建設的參與者，筆者主要談演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的設計思路、系統(tǒng)架構以及相關思考。

2 設計思路

600 m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的建設，充分借鑒了演播廳集群中2 500 m2/1 200 m2演播廳燈光系統(tǒng)的建設和使用經驗。設計方案從節(jié)目制作要求和燈光系統(tǒng)使用習慣等方面進行綜合考量，并將系統(tǒng)穩(wěn)定、功能全面、操作簡便、維護方便作為燈光吊掛控制系統(tǒng)建設的技術要求。

以下將從機械吊掛、供電系統(tǒng)、信號傳輸、設備布局四個方面，闡述600m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的設計思路。

2.1 吊掛形式的選擇

吊掛系統(tǒng)是燈光系統(tǒng)中使用年限最久、技術穩(wěn)定性要求最高的子系統(tǒng)之一，在整體設計規(guī)劃中需要首先確定。電視綜藝演播廳中，比較常見的有水平吊桿和單點吊兩種吊掛形式。

圖1 建成后的演播廳

從功能性來看，水平吊桿的功能性較為單一，只是用作燈具的懸掛。而單點吊提升設備，不僅可作為燈具懸掛的載體，還可以組成不同的燈光結構造型，給舞美和燈光設計以更靈活的創(chuàng)意空間。

從舞臺表現(xiàn)力和燈光創(chuàng)作角度來看，單點吊形式讓懸掛的燈具獲得更多元的變化形式，實現(xiàn)燈具排布的二次調度，從而獲得燈光結構的實時變化。燈光的表現(xiàn)形式從二維結構開展到三維的結構，再結合光束運動和顏色變化，大大豐富了舞臺的表現(xiàn)力，讓演播廳具備更強的可塑性，設計時去除框架限制，可以在演播廳這個空間內盡情發(fā)揮創(chuàng)作。

綜合以上因素，單點吊的吊掛形式更能適應不同演出空間的燈光需求，符合節(jié)目多角度多場景的拍攝要求。

2.2 供電系統(tǒng)的設計

供電系統(tǒng)要考慮燈光設備、舞美置景、大屏以及道具的共同用電需求。不同的節(jié)目用光、布光方式不同，燈具可能會出現(xiàn)在舞臺的頂面、地面、立面，所以，在燈光供電回路設計時，要盡可能地將投光位置考慮周全，避免在某些重要的位置沒有電源接口，而造成無法設置燈位或使用中長距離拉臨時線產生安全隱患。為配合單點吊的吊掛形式，供電系統(tǒng)配置了同步上收纜裝置。在為燈光設備提供電源時，上收纜裝置能應對不同用光需求，提供立體化的供電方式，實現(xiàn)演播廳供電安全便捷的使用。

2.3 燈光信號系統(tǒng)的考量

燈光信號系統(tǒng)在演出中的地位極其重要，如果比喻機械吊掛是四肢，供電系統(tǒng)是心臟，那么，燈光信號系統(tǒng)就是大腦，是演播廳燈光控制系統(tǒng)的核心。

根據2 500 m2/1 200 m2演播廳的使用經驗，采用以太網構建燈光信號控制系統(tǒng)，通過解碼器完成網絡信號與DMX512信號的互轉功能，能有效解決遠距離控制、遠程信號參數(shù)設置修改等具體技術問題，還可滿足大規(guī)模燈具使用時信號擴展的需要。此外，考慮到演播廳集群設備共享與集中管理調配，在信號系統(tǒng)架構及設備選型上，要求信號系統(tǒng)設備操作模式一致、協(xié)議兼容，在各演播廳中能互通使用。

2.4 設備層的布局

前期整體方案設計中，設備層的規(guī)劃布局也是一個關鍵要素。設備層不僅是放置燈光系統(tǒng)核心設備的場所，同時也是設備檢修、燈光吊裝時的工作區(qū)域。設備安裝的位置需要從人員行走安全、便于巡檢及減少線材用量等方面綜合考慮。合理的設備布局，有助于在發(fā)生緊急情況時，第一時間找到故障設備，排除隱患。

3 系統(tǒng)架構

電視演播廳無論規(guī)模大小，靈活實用的機械吊掛系統(tǒng)、技術完備的供電系統(tǒng)和安全穩(wěn)定的信號系統(tǒng)是燈光系統(tǒng)的重要技術環(huán)節(jié)，也是燈光系統(tǒng)必要的基本功能。以下著重介紹600 m2演播廳機械吊掛、供電、信號傳輸三個子系統(tǒng)的技術架構。

3.1 機械吊掛系統(tǒng)

3.1.1 系統(tǒng)概述

600 m2演播廳采用單點吊機（電動葫蘆）的布局方式（圖2），滿足多角度多場景的布光需求。機械吊掛系統(tǒng)由84套提升載荷為1 000 kg的電動葫蘆及40臺自適應同步收纜器組成。設備層設有19條軌道，軌道上設計了可手動移動的軌道滑車，軌道滑車可讓每臺電動葫蘆和上收纜裝置（圖3）根據需要在3 m距離內水平移動。吊掛控制系統(tǒng)可同時控制任意數(shù)量的電動葫蘆，依據不同的燈光設計方案，靈活地調度吊點位置，以滿足不同區(qū)域、任意造型桁架結構吊裝需求，并可完成各種高度和角度的升降、偏轉等實時造型變化。

圖2 吊掛布局圖

圖3 電動葫蘆和收纜器

3.1.2 吊掛設備配置

（1）電動葫蘆

每臺電動葫蘆荷載1 000 kg，配有高精度、高可靠性的光電編碼器，通過數(shù)值設置可對每臺電動葫蘆進行精準升降定位控制，定位相對誤差≤1 mm，運行速度0～100%變頻可調，運行速度最快可達8 m/min。全封閉雙電磁式制動器，保證斷電后第一時間剎車抱死，確保在任何情況下不會發(fā)生失控情況，保證使用過程的安全性。

（2）上收纜裝置

為配合單吊點的吊裝方式，配備了40套自適應彈簧力矩調節(jié)式上收纜裝置，無須外部供電提供動力，通過夾片與電動葫蘆鏈條并聯(lián)固定，利用密封式蝸卷彈簧張力跟隨電動葫蘆同步升降，實現(xiàn)上收纜與吊點實時同步運行。每套上收纜裝置含4路32A直通回路、一主一備兩路網線，滿足不同吊點位置燈具設備的供電和信號的穩(wěn)定傳輸。

（3）手動軌道滑車

手動軌道滑車無須工具即可任意移動定位，可根據吊裝需要，調整電動葫蘆和上收纜裝置位置，實現(xiàn)點位的靈活布局?；嚨轿缓?，獨特設計的升降輪裝置收起車輪，使支架與承重鋼梁貼合固定形成穩(wěn)定支撐，確保電動葫蘆安全吊裝?；囃庵冒l(fā)光號碼牌，用于區(qū)分支架處于可移動狀態(tài)或是鎖死狀態(tài)。

（4）稱重模塊

稱重模塊（圖4）與電動葫蘆配套使用，提供所有吊掛節(jié)點實時的重量參數(shù)，并精確地反饋給吊掛控制系統(tǒng)，通過吊掛控制臺實時監(jiān)測重量數(shù)據。

（5）吊掛控制柜

吊掛控制柜采用機箱式、模塊化設計，每臺控制柜支持4路變頻電動葫蘆控制能力，并接收來自電動葫蘆的定位編碼器信號、承重信號和上下限信號。1臺吊掛控制柜可對4臺電動葫蘆實施毫米級定位控制，多臺控制柜可互相串聯(lián)，實現(xiàn)吊點控制無限容量疊加。

（6）吊掛控制臺

吊掛控制臺通過網絡接入到整個控制系統(tǒng)中（圖5），管理網絡中所有的吊掛控制柜。吊掛控制臺可同步控制任意數(shù)量的電動葫蘆，通過控制軟件可以對電動葫蘆編程控制，使燈架能夠進行各種高度和角度的升降、偏轉等運動，實現(xiàn)實時動態(tài)的節(jié)目演出和錄制效果。通過吊掛控制臺能直觀、動態(tài)地觀察每臺電動葫蘆的高度、載荷、速度、異常狀態(tài)等信息，保證系統(tǒng)的安全性。

圖4 稱重模塊

圖5 吊掛控制系統(tǒng)

3.2 供電系統(tǒng)

演播廳供電系統(tǒng)（圖6）采用兩路電源供電，當其中一路電源故障時，可通過聯(lián)絡柜手動合閘啟用另一路電源，提供演播廳全部燈光負荷。供電系統(tǒng)配置直通/DMX信號插座箱11臺，位置分布在演播廳地面四周、一層馬道和二層馬道，每臺含4路4 kW回路，配置8個16A三芯防塵插座、2路網絡信號接口及吊掛應急停止按鈕；燈光電源箱3臺，位置分布在演播廳地面和柵頂，每臺含1個125 A/3P空開；舞美電源箱2臺，位置分布在演播廳地面，每臺含1個200 A/3P空開；智能燈光直通立柜3臺，每臺72路直通回路，放置在柵頂層。直通立柜為上收纜裝置提供電源，模塊化設計的電源信號轉接盒通過接插件與上收纜對接，將上收纜的直通回路轉接為燈具電源接口，為任意位置的燈光設備提供電源，實現(xiàn)演播廳供電安全便捷的使用。智能直通立柜還具備電力實時監(jiān)控功能，實時監(jiān)控各輸出回路的電流、電壓、功率、三相平衡等運行狀態(tài)，提高用電安全性。

圖6 供電系統(tǒng)

圖7 信號傳輸系統(tǒng)1

圖8 信號傳輸系統(tǒng)2

3.3 燈光信號傳輸系統(tǒng)

3.3.1 系統(tǒng)概述

燈光信號傳輸系統(tǒng)采用以太網架構、網絡傳輸設計，信號分布到各燈光桁架和燈光插座箱，覆蓋演播廳整體空間（圖7、圖8）。燈光設備層設置有2套網絡機柜，一套負責將燈光控制臺和12個舞臺周邊節(jié)點接入系統(tǒng)，另一套將40套上收纜裝置網絡節(jié)點接入系統(tǒng)，每個節(jié)點支持2路獨立的網絡輸入輸出鏈路；2套網絡機柜環(huán)網鏈接互為備份，保障網絡信號傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠。燈光網絡信號通過流動解碼器裝置將網絡信號解碼為燈光控制信號，本地和遠程對DMX通道地址進行軟設置，提升信號分配和故障排查的工作效率。

3.3.2 信號傳輸設備的組成

為滿足燈具和各類舞臺周邊設備信號控制的需求，系統(tǒng)配備44套支持Art-Net、sACN等多種燈光協(xié)議的網絡信號解碼器。34套為模塊化設計的電源信號轉接盒（圖9），輸入端配置2個網絡接口；輸出端配置4個DMX信號接口；支持遠程修改；定制化的USB供電接口，可實現(xiàn)不通電設置。10套流動解碼器（圖10）可為地面燈光設備提供信號控制，輸入端配置1個網絡接口；輸出端配置4個DMX信號接口；支持POE供電?？紤]到燈具網絡化的發(fā)展趨勢，信號網口設計，也為后續(xù)新型舞臺燈具控制網絡化預留接口。

4 技術特點

4.1 自適應從動式同步化的線纜上收系統(tǒng)

線纜上收系統(tǒng)采用的自適應、從動式的同步化方式，在使用中簡單易用，當燈架下降時扁纜受力下降，上升時受彈簧張力收卷扁纜，無需人為操作，自動調整和保持扁纜適合的長度和張力，既達到綠色節(jié)能的目的，又能為不同高度位置的燈光設備提供電源和信號的穩(wěn)定傳輸，實現(xiàn)演播廳配電信號使用的安全、便捷。

圖9 電源信號轉接盒

圖10 流動解碼器

4.2 多角度、多場景點陣式的機械吊掛系統(tǒng)

吊掛系統(tǒng)采用點陣式布局，配合使用手動軌道滑車，以靈活地調整電動葫蘆位置，通過電動葫蘆水平和高度位移的變化，組成不同的燈光結構，實現(xiàn)燈具排布的二次調度，獲得更加多元的變化形式，以適應歌舞、談話節(jié)目錄制中全景、中近景等不同景別、不同舞美場景的拍攝要求。

4.3 集控加多重安全機制的吊掛控制系統(tǒng)

吊掛控制系統(tǒng)支持時間碼控制功能，能與音頻、舞臺機械設備同步運行，實現(xiàn)燈光結構與舞臺視效設備的聯(lián)動控制，系統(tǒng)集合靜態(tài)場景與動態(tài)的序列編程功能，可實現(xiàn)對電動葫蘆的大規(guī)模編組以及實時的升降、偏轉等燈光結構造型變化，還可獨立編輯每個電動葫蘆的目標位置、速度、加速度、減速度等運行參數(shù)，并同步至當前已存儲的序列內，實現(xiàn)靈活快速調整。

吊掛控制系統(tǒng)具備實時檢測與確認功能，及時向用戶反饋執(zhí)行前和運行中的吊點運動狀態(tài)、指令回復、物理連接等錯誤信息，并自動停止存在風險的運動，還能接收來自電動葫蘆的定位編碼器信號、承重信號和上下限信號，實現(xiàn)軟硬限位結合多重安全保障，有效保障吊掛系統(tǒng)的使用安全性。

4.4 即插即用的電源信號整體解決方案

系統(tǒng)設計了模塊化高度集成的電源信號轉接盒，轉接盒有兩個功能，一是將上收纜中的電源轉成燈具電源接口，二是將燈光網絡信號轉成DMX512信號，通過標準接插件與上收纜對接，安全快捷地為燈光桁架上的燈光設備提供電源和信號，實現(xiàn)電源和信號的即插即用。燈光解碼器可本地和遠程對DMX通道地址進行軟設置，提升信號分配和故障排查工作效率。定制化的USB供電接口，可實現(xiàn)不通電設置，在燈具信號連接前，就將信號分配工作完成?；诩床寮从玫碾娫葱盘栆惑w化解決方案，可以幫助燈光工程人員安全高效地完成燈光裝臺工作。

5 經驗與思考

演播廳燈光系統(tǒng)為燈光師提供了一個藝術創(chuàng)作的技術平臺。在參與本次燈光吊掛控制系統(tǒng)建設中，筆者也受到不少啟發(fā)。

5.1 重視前期調研工作

燈光系統(tǒng)的建設方向往往與行業(yè)發(fā)展和使用的變化密不可分，因此，設計前的調研工作十分必要。前期調研工作中，首先要借鑒現(xiàn)有燈光系統(tǒng)建設經驗，走訪分析電視演播廳建設的成功案例，并對演播廳使用情況進行分析，征詢節(jié)目部門和一線技術骨干的意見，將適用的技術繼續(xù)沿用；再結合演播廳定位，確定技術需求，更好地整合資源、優(yōu)化方案，讓燈光系統(tǒng)更好地為燈光創(chuàng)作服務，發(fā)揮出技術平臺的最大功能。

5.2 制定針對性的解決方案

在系統(tǒng)的設計與實施中，對工作中遇到的問題進行記錄，制定針對性的解決方案。在本次演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)建設中，根據自身工作模式和人員安排情況，提出軌道滑車無需工具、單人可移動的要求，在增加吊掛靈活性的同時，也注意減輕工作量；轉接盒USB接口的設置，是為了能用充電寶進行信號設置，在燈具信號連接前就將信號分配工作完成，這些細節(jié)的創(chuàng)新都是在日常燈光工作中發(fā)現(xiàn)的，將在未來的使用中提升工作效率。

5.3 多方協(xié)調配合優(yōu)化完善設計方案

演播廳燈光系統(tǒng)的建設需要多方共同合作。業(yè)主提出設計方案，專業(yè)的系統(tǒng)集成公司落地實施。但在工程建設中，難免會有細節(jié)上的變動，要給業(yè)主調整的空間，共同將項目優(yōu)化完善。燈光系統(tǒng)建設完成后，在硬件設施確定的情況下，還可以通過軟件編程，根據使用者的操作習慣進行功能、流程的優(yōu)化，讓系統(tǒng)更加安全和簡便。智能化、網絡化是未來演播廳的發(fā)展趨勢，這也對集成公司售后和軟件研發(fā)迭代的能力提出更高要求。

5.4 系統(tǒng)的擴展升級空間

演播廳燈光系統(tǒng)建成后，隨著電子技術、數(shù)字技術、網絡技術的發(fā)展，燈光技術也會不斷更新，這就需要當前燈光系統(tǒng)的實用性與可擴展性相結合，尤其是控制系統(tǒng)協(xié)議的適用、各類接口的適配都要做到既滿足當前系統(tǒng)實用可行的需求，又預留出未來擴展、升級的空間。

在本次系統(tǒng)建設和使用過程中，筆者深刻體會到，電視演播廳燈光系統(tǒng)只有兼顧實用性和專業(yè)性，契合燈光師的設計理念和操作習慣，才能達到讓技術系統(tǒng)為人所用，讓技術服務于藝術的目的。