舞臺燈光仿真軟件在燈光設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索

摘要：目的：文章旨在深入探討舞臺燈光仿真軟件在燈光設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，通過科技手段提升燈光設(shè)計(jì)的效率和精確度，同時(shí)減少后期制作過程中因設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的技術(shù)調(diào)整，為舞臺演藝的視覺效果提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。方法：文章首先概述舞臺燈光仿真軟件的發(fā)展背景，強(qiáng)調(diào)其在現(xiàn)代舞臺燈光設(shè)計(jì)中的重要性。然后分析當(dāng)前主流的幾款舞臺燈光仿真軟件，包括WYSIWYG、L8、Depence r3以及UE5等，闡述它們在建模、光效模擬、離線編程等方面的具體功能和優(yōu)勢。這些軟件通過數(shù)字化的三維空間，使燈光設(shè)計(jì)師能夠在仿真環(huán)境中對舞臺燈光進(jìn)行全方位的預(yù)覽和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，文章介紹這些軟件在模擬舞臺煙霧、特效風(fēng)機(jī)、舞臺機(jī)械以及攝像機(jī)等輔助設(shè)備方面的卓越表現(xiàn)，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的真實(shí)性和全面性。結(jié)果：舞臺燈光仿真軟件的應(yīng)用能夠顯著提高燈光設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。設(shè)計(jì)師可以在仿真環(huán)境下預(yù)覽燈光效果，調(diào)整燈具配置和燈光效果，并與導(dǎo)演、表演、美術(shù)等相關(guān)人員協(xié)商確定最終設(shè)計(jì)方案。此外，離線編程技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅提升劇場演出空間的使用效率，降低演出成本。結(jié)論：舞臺燈光仿真軟件已成為現(xiàn)代舞臺燈光設(shè)計(jì)中不可或缺的工具，不僅能提高設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性，還能促進(jìn)舞臺燈光技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，舞臺燈光仿真軟件將在演藝設(shè)計(jì)中發(fā)揮更重要的作用。

關(guān)鍵詞：舞臺燈光仿真軟件；舞臺燈光；燈光設(shè)計(jì)

中圖分類號：TM923.53；J814.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-9436（2024）13-0-03

隨著20世紀(jì)后期計(jì)算機(jī)技術(shù)在舞臺燈光設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，大量的燈光設(shè)計(jì)輔助軟件應(yīng)運(yùn)而生，其中比較突出的是舞臺燈光可視化模擬軟件的飛速發(fā)展。燈光設(shè)計(jì)師可以對舞臺設(shè)計(jì)方案通過建模、光效模擬、離線編程等方式，在仿真軟件中進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)與調(diào)整，還能通過仿真軟件導(dǎo)出效果圖或演示視頻，為甲方呈現(xiàn)舞臺燈光效果。隨著舞臺演藝的不斷發(fā)展，舞臺燈光仿真模擬已經(jīng)成為很多創(chuàng)作項(xiàng)目中不可或缺的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

1 常用的舞臺燈光仿真軟件

當(dāng)前，舞臺燈光領(lǐng)域的可視化模擬軟件較多，其核心意義都是“所見即所得”（What you see is what you get），在舞臺演出和裝臺制作之前，使演出的燈光設(shè)計(jì)方案以數(shù)字化的三維方式實(shí)現(xiàn)全部燈具設(shè)備的配置、投射方向、傾斜角度、色彩設(shè)定、燈光轉(zhuǎn)換時(shí)間、程序（Cue）的組合。同時(shí)，這種脫離劇場而形成的離線編程方式，將模擬舞臺設(shè)備系統(tǒng)的自動化狀態(tài)，展現(xiàn)演出燈光的視覺構(gòu)成效果［1］。

1.1 WYSIWYG

WYSIWYG是一款較早被國內(nèi)外燈光設(shè)計(jì)師們所接受的可視化模擬軟件。隨著GrandMA燈光控制臺的普及，WYSIWYG軟件也迅速推廣開來，其對現(xiàn)場燈光效果的模擬能力、燈光預(yù)編程的快速實(shí)現(xiàn)越來越受到眾多燈光設(shè)計(jì)師的重視。與MA3D相比，WYSIWYG對燈光效果的仿真模擬程度更高，尤其對演出空間內(nèi)的煙霧、模型材質(zhì)等方面的仿真程度比MA3D更出色；同時(shí)，在燈光的光斑虛化、光質(zhì)呈現(xiàn)、圖案片效果、燈光色彩的仿真程度更高。如燈光設(shè)計(jì)師Massimo Tomasino為Andrea Bocelli在天主教諾托大教堂的音樂會進(jìn)行的燈光仿真模擬，通過WYSIWYG軟件，不僅對舞臺立體造型與材質(zhì)進(jìn)行了精準(zhǔn)模擬，還對舞臺燈光的燈位、布光素材、攝像頭視角等重點(diǎn)視覺要素進(jìn)行了充分模擬，真正做到了“所見即所得”［2］。

1.2 L8

L8對舞臺燈光可視化模擬的效果明顯優(yōu)于MA3D軟件，與WYSIWYG旗鼓相當(dāng)。L8在燈光的光斑虛化、光質(zhì)呈現(xiàn)、圖案片效果、燈光色彩的仿真程度方面具有優(yōu)異表現(xiàn)，對舞臺煙霧機(jī)、特效風(fēng)機(jī)等舞臺效果設(shè)備的仿真效果也十分出色。L8軟件對舞臺機(jī)械和攝像機(jī)的模擬操作十分簡單，設(shè)計(jì)師可以利用其在三維虛擬空間逼真模擬出舞臺機(jī)械設(shè)備的升降、旋轉(zhuǎn)、移動等動態(tài)動作，還可以在三維空間內(nèi)設(shè)置攝像頭的位置、焦距、動作等要素，通過燈光控制臺進(jìn)行錄播鏡頭效果的編程。L8軟件還支持VR設(shè)備，設(shè)計(jì)師可以佩戴VR眼鏡，身臨其境地感受演出燈光效果。

1.3 Depence r3

德國Syncronorm GmbH公司開發(fā)的Depence是一款性能強(qiáng)大的燈光模擬軟件。Depence r3軟件提供了行業(yè)內(nèi)絕大多數(shù)知名燈具品牌的燈具模型，每種燈具的投光屬性能夠極度逼真地模擬實(shí)際燈具效果。Depence r3不僅燈具設(shè)備齊全，還提供眾多品牌的投影設(shè)備、激光設(shè)備、火焰特效設(shè)備、噴泉設(shè)備、機(jī)械設(shè)備等舞臺常用設(shè)備，不僅能助力舞臺燈光設(shè)計(jì)師應(yīng)用該軟件進(jìn)行燈光效果模擬，還可以讓更多的視覺設(shè)計(jì)師進(jìn)行多種視覺設(shè)計(jì)。另外，Depence r3具有強(qiáng)大的自然光渲染能力，可以真實(shí)地模擬出白天和夜晚的自然光效果。因此，Depence軟件引入中國市場后，主打的是大型戶外文旅演出的綜合視覺設(shè)計(jì)。Depence軟件還支持使用PBR材質(zhì)貼圖（Physically Based Rendering）。相較于傳統(tǒng)的漫反射貼圖，PBR貼圖具有更強(qiáng)的表面表達(dá)能力，能夠近乎真實(shí)地反映材質(zhì)屬性。并且PBR貼圖工作流程對貼圖制作有比較嚴(yán)格的規(guī)范，能夠在項(xiàng)目需求中快速轉(zhuǎn)換。因此，采用PBR貼圖，利用Depence軟件進(jìn)行舞臺燈光仿真模擬，不需要對舞臺模型的建模材質(zhì)有較高要求，即使建模設(shè)計(jì)師只建了一個(gè)白模，只要分類好材質(zhì)面，燈光設(shè)計(jì)師依舊可以在Depence軟件中通過PBR貼圖進(jìn)行模型材質(zhì)的渲染與光影效果優(yōu)化，極大地提升工作效率與最終的視覺呈現(xiàn)效果［3］。

嚴(yán)格意義上來說，Depence不僅僅是一款優(yōu)秀的燈光設(shè)計(jì)仿真軟件，其本身也具備燈光編程模塊，設(shè)計(jì)師完全可以不連接燈光控臺或控臺軟件，就能直接在Depence中進(jìn)行燈光程序編程，并且可以通過Depence中的時(shí)間軸功能，對視頻、音頻、攝像機(jī)和軟件中編好的燈光程序進(jìn)行視頻渲染，輸出完整的視覺演示視頻，極大地優(yōu)化舞臺燈光設(shè)計(jì)工作。

1.4 UE5

UE5（Unreal Engine）是Epic Games公司為游戲開發(fā)者開發(fā)的一個(gè)全面的游戲開發(fā)平臺，其包括虛幻引擎的所有核心功能，如角色動畫、場景編輯器、物理引擎、聲音系統(tǒng)等，同時(shí)集成了開發(fā)者常用的工具，如代碼編輯器、資源管理器、版本控制系統(tǒng)等。UE還為舞臺設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的舞臺演藝設(shè)計(jì)功能，可以在UE平臺上連接控臺軟件，設(shè)計(jì)出精彩的舞臺燈光效果。

相較于其他仿真軟件，UE5雖然有預(yù)先設(shè)置好的燈具模型與燈具藍(lán)圖，但因?yàn)椴⒎菍I(yè)的舞臺燈光創(chuàng)作軟件，所以UE5中的燈具嚴(yán)格意義上并不是現(xiàn)實(shí)燈具的真實(shí)模擬。設(shè)計(jì)師若想通過UE5進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆抡婺M，需要自主設(shè)計(jì)燈具藍(lán)圖，這會極大地增加工作量。然而，正是因?yàn)閁E5中的舞臺燈具、舞臺特效設(shè)備的設(shè)置與現(xiàn)實(shí)有一定的脫離，所以其為設(shè)計(jì)師提供了更具開放性的設(shè)計(jì)環(huán)境，給予了設(shè)計(jì)師更大的設(shè)計(jì)自由，設(shè)計(jì)師創(chuàng)作出來的畫面效果也更加震撼，甚至像制作精良的CGF動畫。因此，未來UE5將成為XR演出創(chuàng)作的重要設(shè)計(jì)工具［4］。

2 舞臺燈光仿真軟件的發(fā)展對于舞臺燈光設(shè)計(jì)的重要意義

舞臺燈光仿真軟件的發(fā)展對于舞臺燈光設(shè)計(jì)的重要意義主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：舞臺燈光靜態(tài)效果的仿真模擬、舞臺燈光動態(tài)變化與編程運(yùn)行的仿真模擬、舞臺燈光程序離線預(yù)編程。就舞臺燈光的視覺構(gòu)成而言，主要表現(xiàn)為兩種形式，一種是以靜態(tài)形式存在的舞臺燈光造型的畫面形式，另一種是以動態(tài)形式存在的舞臺燈光的變化形式［2］。燈光仿真模擬軟件對舞臺燈光靜態(tài)效果的仿真模擬，可以使燈光設(shè)計(jì)師在燈光案頭設(shè)計(jì)階段預(yù)覽前期方案的燈光呈現(xiàn)效果，同時(shí)為燈具型號、燈具數(shù)量、燈具安裝位置等參數(shù)的確定提供更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)依據(jù)。舞臺靜態(tài)燈光造型要素主要有燈光的光位、光強(qiáng)、光比、光區(qū)、光色、光束、圖案、光質(zhì)、虛實(shí)等。在MA3D、WYSIWYG、L8、Depence和UE這5款軟件中，除MA3D以外，其余4款軟件對這些造型元素的仿真效果較為出色［5］。

在舞臺燈光動態(tài)變化與編程運(yùn)行的仿真模擬方面，這幾款軟件在連接控臺的基礎(chǔ)上，都可以較好地仿真設(shè)計(jì)舞臺燈光的變化方式、切換時(shí)間、切換速度等要素。尤其針對一些大型的綜藝晚會、演唱會、慶典活動的燈光設(shè)計(jì)，在演出空間尺寸、燈具位置、燈具型號、燈具配接的設(shè)計(jì)參數(shù)信息與實(shí)際演出完全吻合的時(shí)候，這幾款軟件都可以較為真實(shí)地模擬實(shí)際演出過程中的舞臺燈光動態(tài)效果。燈光設(shè)計(jì)師可以通過這些仿真軟件，在演出燈光設(shè)計(jì)制作的初始階段進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)動態(tài)效果的虛擬呈現(xiàn)，并與甲方、導(dǎo)演、表演、美術(shù)、視頻、音響、機(jī)械、錄像等相關(guān)部門協(xié)商，調(diào)整藝術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)呈現(xiàn)方案，最終確定更為完善可靠的設(shè)計(jì)與執(zhí)行方案。

舞臺燈光程序離線預(yù)編程對于國內(nèi)舞臺燈光創(chuàng)作領(lǐng)域是一個(gè)相對陌生的技術(shù)概念。舞臺燈光程序離線預(yù)編程要求燈光設(shè)計(jì)師和燈光技術(shù)人員在舞臺演出和裝臺之前就完成全部燈具設(shè)備的配接、素材存儲、效果編程、程序（Cue）編程等技術(shù)工作。在大幅提高劇場演出空間的使用效率、節(jié)約演出場地租賃費(fèi)用、降低能源消耗的同時(shí)，更為演出制作和正式運(yùn)營過程中的舞臺燈光技術(shù)和執(zhí)行工作提供了技術(shù)參照。在以常規(guī)燈具為主要燈光設(shè)備的傳統(tǒng)舞臺燈光設(shè)計(jì)中，燈光離線預(yù)編程大多時(shí)候被使用在復(fù)演和巡演過程中，燈光設(shè)計(jì)師會在裝臺之前按照演出的燈光程序管理表和燈位圖，在常規(guī)燈控臺上進(jìn)行燈具的預(yù)配接和燈光程序（Cue）的預(yù)編程，在燈光裝臺階段，根據(jù)燈位圖中標(biāo)示的燈具位置與連接方式開展燈光裝臺工作，之后在燈光對光階段根據(jù)分場布光圖對燈具進(jìn)行對光操作。然而，在當(dāng)前國內(nèi)眾多舞臺演出中，大量的電腦燈、LED燈已逐漸成為主流趨勢，這些燈具的特點(diǎn)是單個(gè)燈具具有多個(gè)通道屬性、性能強(qiáng)大、功能多樣，同一場演出中的單個(gè)燈具可能在演出的不同階段呈現(xiàn)多種不同的燈光造型效果。同時(shí)，演出制作不是專業(yè)分工各自獨(dú)立的，而是由各專業(yè)、各部門相互關(guān)聯(lián)合作的系統(tǒng)化程序化集成設(shè)計(jì)過程。舞臺燈光在編程時(shí)不僅要結(jié)合導(dǎo)演意圖、演員調(diào)度、舞美調(diào)度、舞臺機(jī)械調(diào)度等，有時(shí)還要和現(xiàn)場的音樂、視頻進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。因此，當(dāng)前國內(nèi)的舞臺燈光創(chuàng)作應(yīng)引入舞臺燈光程序離線預(yù)編程，在演出前期的案頭設(shè)計(jì)階段，由舞臺燈光技術(shù)部門配合設(shè)計(jì)人員盡可能提前完成燈光配接、素材存儲、效果存儲、程序（Cue）編程等燈光技術(shù)工作，對于需要與演出音樂和視頻同步設(shè)計(jì)的燈光技術(shù)環(huán)節(jié)，在燈光裝臺前，在控臺或控制軟件上預(yù)先完成［6］。

3 舞臺燈光仿真軟件對未來舞臺燈光設(shè)計(jì)的影響與展望

3.1 技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)測

隨著科技的飛速發(fā)展，舞臺燈光仿真軟件將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。第一，隨著圖形處理技術(shù)和算法的不斷進(jìn)步，舞臺燈光仿真軟件將能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的燈光效果模擬。同時(shí)，對于舞臺煙霧、特效風(fēng)機(jī)等其他舞臺效果設(shè)備的仿真也將更加精細(xì)，能為設(shè)計(jì)師提供更接近真實(shí)演出的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。第二，未來的舞臺燈光仿真軟件將更加注重用戶體驗(yàn)，提供更加便捷的交互方式。佩戴VR眼鏡后，設(shè)計(jì)師可以身臨其境地預(yù)覽燈光效果，與舞臺全方位互動，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率和精準(zhǔn)度。

3.2 設(shè)計(jì)理念與方法革新

首先，傳統(tǒng)的燈光設(shè)計(jì)往往側(cè)重于靜態(tài)效果的呈現(xiàn)，而仿真軟件的出現(xiàn)使動態(tài)設(shè)計(jì)成為可能。設(shè)計(jì)師可以利用軟件模擬燈光的變化方式、切換時(shí)間、切換速度等動態(tài)要素，實(shí)現(xiàn)更加生動、多變的舞臺燈光效果。其次，仿真軟件不僅關(guān)注燈光的視覺效果，還注重與舞臺其他元素融合。它可以統(tǒng)一設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)燈光、音響、視頻、機(jī)械等多種元素，為觀眾提供更加綜合、立體的觀賞體驗(yàn)。

4 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在舞臺燈光設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，大量的燈光設(shè)計(jì)仿真軟件應(yīng)運(yùn)而生，這些軟件的誕生與發(fā)展不僅為舞臺視覺設(shè)計(jì)提供了更加多樣化的呈現(xiàn)方式，還給舞臺視覺設(shè)計(jì)人員帶來了更大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。舞臺演出設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷加強(qiáng)對這些仿真軟件的應(yīng)用探索與研究，充分利用這些高科技視效軟件，推動演藝設(shè)計(jì)與創(chuàng)作國際化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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［4］ 韋芳.計(jì)算機(jī)軟件在舞臺燈光設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.光源與照明，2023（1）：33-35.

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