演藝燈光技術發展報告·電腦燈篇

中國演藝設備技術協會演出場館設備專業委員會

1 我國演藝用電腦燈企業和產品現狀

1.1 概述

作為一種自動化的燈具，電腦燈最早應用于娛樂和大型演唱會等場所，經歷了鏡面反射掃描電腦燈和燈體運動的搖頭電腦燈兩種形式，經過30年的發展，電腦燈無論在品種上、功能上以及性能上都有巨大的發展和進步，目前已成為演藝燈光的主流燈種。電腦燈大約在20世紀80年代中期進入中國，之后逐步在國內舞臺上得到燈光工作者的認可、熟悉和使用。與此同時，部分企業開始仿制國外的一些低端產品，逐步發展，至今，中國已成為電腦燈生產大國。當前我國電腦燈生產品種比較齊全，技術水平和產品質量都有很大的提高。但是，縱觀全國，電腦燈的質量還是參差不齊，高端產品已經接近和達到國際先進水平，但品質低下的產品仍大量存在。產品質量好，在國際上有一定市場的電腦燈企業只有幾家，在國內有較大影響的也不太多，而大多數是一些小企業，走他們自己認為合適的路，有他們自己的市場，這些企業雖然數量眾多，但不是行業的主流。優秀企業數量不多，但他們引領了中國電腦燈的發展和市場，在國際市場上也占有一席之地。

1.2 電腦燈基本技術

電腦燈是一種應用先進技術開發的自動化燈具，具有較高的技術含量。與常規燈具相比，在燈具功能上有了很大的改觀，主要表現在燈具的投射方向可在大范圍空間內快速變化，色彩變化豐富，圖案、棱鏡、頻閃等多種效果，給舞臺演出帶來了生機和活力。

當前，電腦燈主要采用高強度氣體放電光源（HID），但同為HID光源，色溫、顯色性、光效和壽命都會有較大差別。目前電腦燈使用的光源的色溫大約6000 K～8000 K，顯色指數一般在75～90，光效可達70 lm/W!90 lm/W，壽命一般為700 h～1000 h。也有少數電腦燈為了和常規燈具混合使用時的色溫保持一致，采用鹵鎢光源作為電腦燈的光源，但是鹵鎢光源的光效很低，一般低于30 lm/W。近年來LED興起，采用LED作為光源的電腦燈開始出現，但仍處于發展的初步階段，還不能完全替代HID光源的電腦燈，主要是總光通量尚無法滿足需要。

調光是舞臺燈具的基本要求。由于常規燈具采用燈絲加熱的鹵鎢光源，可以方便地采用改變電壓的方式調光，但是HID光源卻無法實現0%～100%全程電調光，通常只能采用光閘以機械方式調光。為了適合不同的應用，電腦燈通常具有變焦和調焦的功能，達到光斑大小和清晰度可調。有的電腦燈還有成像燈一樣的光斑切割功能，可以更好地控制光斑的形狀以滿足對燈光控制要求較高的演出，但是這種燈具的技術先進，價格相對也高。

電腦燈是一種兼有照明和效果功用的燈具，色彩是電腦燈的重要功能之一。通常電腦燈色彩變換配有兩套裝置，一套是安裝有不同濾色片的色輪，旋轉色輪改變光束顏色；另一套是CMY（青、品紅和黃）連續變色裝置，由CMY三種濾色片組成，通常采用每一色彩用兩片濾色片水平相對平移或圓盤梳狀濾色片旋轉變色。其他還有圖案、棱鏡、霧化、頻閃等效果。

電腦燈最早應用于娛樂業，而后逐漸發展起來轉向舞臺演出，成為演藝活動中應用較多的一種自動化燈具。還有一類自動化燈具是從舞臺常規燈具發展而來的，如ETC公司的Source Four Revolution和ADB公司WARP，這類燈具定位于戲劇演出方面的應用，但發展緩慢，品種不多，市場不大。國內企業在這方面還未有所作為。

近年來LED新光源迅速發展，業內開始探索LED光源在電腦燈上的應用，這部分內容在有關LED燈具的發展報告中闡述。

1.3 國內電腦燈現狀

1.3.1 電腦燈生產規模大

目前我國電腦燈生產企業數量很多，特別是在廣東珠三角地區更為集中。電腦燈本應該是一種技術要求較高的產品，入行須有一定的門檻，并不是想做就能做的行業。但是由于國內電腦燈生產出現專業化分工的現象，有些廠家生產各種不同的電腦燈零部件，小的生產廠只要采購零部件就可組裝生產，這樣降低了入行的門檻和生產成本，但也帶來了產品同質化、質量水平低下等問題。當然，國內主流的企業有完整的產品設計，有的企業生產規模比國際主流企業還要大。主流企業再加上大量的小型企業，因此國產電腦燈生產規模大、產量大，不少產品出口國外，有的企業還為國外知名企業代工（OEM）生產。中國目前是一個地地道道的電腦燈生產大國。

1.3.2 電腦燈品種多

目前國內電腦燈生產品種齊全，電腦燈主要有圖案電腦燈（spot）、染色電腦燈（wash）、光束電腦燈（beam）和成像電腦燈（profile）等品種；功率有從一百多瓦到2000 W各種不同功率。國產電腦燈的產品系列幾乎覆蓋了當今所有電腦燈品種。

1.3.3 電腦燈質量逐年提高

近年來，國產電腦燈水平不斷進步，無論是光學參數，性能、制造工藝都有很大的提高。在中國演藝設備技術協會開展的“評優”中，能明顯感到電腦燈質量的提高，不但評出了不少優質產品，即使沒有評上優質產品的，根據“評優”發現的問題，企業都很快有所改進，質量已有明顯提高。被評為“優質產品”的燈具在光斑質量、功能和性能方面都能較好地滿足對燈光有較高要求的專業演出的需求，燈具的可操作性和工藝質量都能滿足演出的操控要求。

1.3.4 從仿制走向自主研發

最初電腦燈基本上是仿制國外產品，目前這種狀態已有很大改變，一些主流企業重視產品自主研發，有較大的研發團隊，擁有發明專利和軟件著作權等。

1.3.5 新技術應用

國內電腦燈企業對新技術在電腦燈上的應用也比較重視。燈光設備的遠程設備管理（RDM）是一種新的控制協議，可以對連接在DMX 512-A網絡上的設備實現遠程管理，如遠程設置起始地址碼、下載燈庫數據等。網絡技術在燈具上應用從世界范圍內來看，進展相對較慢，這是因為網絡的星形聯接方式不及DMX 512菊花鏈形式來得方便。國內企業開發出電腦燈，不但具有網絡接口還內置網絡/DMX 512解碼器，這樣只要將網線接入第一個電腦燈，其附近的電腦燈就可以方便地利用DMX 512信號采用菊花鏈方式鏈接，給使用帶來很大的方便。

由于中國的電腦燈大國地位，使得國際著名的光源企業都很重視與中國企業的合作，很愿意將新開發的光源產品提供給中國企業試制新產品；也愿意與中國電腦燈企業合作，為我們開發新光源。最近比較典型的例子是飛利浦公司新光源—鉑金系列光源（圖1、圖2），Platinum 5R（189 W）、15R（300 W）和35（800 W），以及歐司朗公司（圖3）的SIRIUS HRI系列 180 W、230 W、280 W、330 W等多個品種。這些新光源雖然自身發光效率并未有多少提高，但是光源內部的電極間隙比較小，更接近點光源，能明顯提高光源光通量的利用率，從而提高整個燈具的發光效能。國內企業使用這些新光源開發出了新燈具，取得了較好效果。特別是在國內電腦燈功率日益趨高的潮流中，吹進了一縷高效節能的春風，更具意義。

圖1 飛利浦 Platinum 5R

圖2 飛利浦Platinum 35

圖3 歐司朗光源

國內電腦燈企業在采用LED替代傳統氣體光源方面也在積極探索，并取得初步成效。

2 國內電腦燈生產中的問題

2.1 功能和性能

電腦燈的功能強大與否是電腦燈檔次的象征，因此，在開發電腦燈時通常將此置于重要地位。不少國產電腦燈功能齊全，但這些功能不到位的情況卻很常見。因此，表面看起來功能很多，但實際應用中問題不少。如燈體水平和垂直運動是電腦燈的基本動作，要求無論高速運動還是低速運動均應平穩運行，并具有良好的重復定位，但是燈體運動不平穩，定位不準確的現象還比較常見；調光是舞臺燈具的基本要求，舞臺燈具的調光過程不但要求亮度變化平穩，還要求符合人眼的視覺線性，由于電腦燈采用氣體放電光源，只能采用機械光閘的方法實現，因此，調光線性差，特別是在低亮度時出現花斑和抖動的現象是電腦燈調光的常見缺陷；色彩變化也是電腦燈必備功能，但是色彩變化過程中光斑內色彩不均勻，在低飽和度時更為明顯，甚至出現花斑和閃爍；此外，還有電腦燈的變焦過程中噪聲明顯、色溫調整中色溫失準、成像切割變形和成像質量差等問題。上述不足，有些產品顯現的問題大些，有些產品的問題小些，但大多數產品都或多或少存在。表面上看功能都有了，但實際使用時，各種各樣的問題總是困擾使用者。細節尚且能決定成敗，這些問題的程度應該遠超出細節，對產品的影響有可能是致命的。

2.2 光學質量

燈具是一種提供光照的產品，光的質量是燈具最主要的指標。由于舞臺燈具直接在舞臺上創造藝術效果而服務于人眼，因此，評價燈具的光學質量，需要客觀的物理測試和專業人員的主觀評價相結合。由于光學測試需要專業的測試設備，國內電腦燈制造企業自身大多不具備這些測試條件。如果企業自己無測試設備，那么，在新產品開發中也可以委托專業測試機構測試，對產品進行鑒定、給用戶提供數據，但是大多數燈具生產企業沒有做到。因此，國內企業對自己產品的光學參數幾乎不了解，具有較大的盲目性。電腦燈的光學質量的客觀測試應該包括反應光分布的光斑角、光束角，如等照度曲線、光強分布曲線等，還有對舞臺應用十分重要的色溫和顯色性。

由于電腦燈絕大多數使用氣體放電光源，生產企業在選用光源時因各種原因選用的光源有色溫偏高、顯色指數偏低等問題。氣體光源本來紅色光譜就缺少，色溫偏高的光源紅色效果就會更差，甚至嚴重影響使用。此外，同樣的濾色片在使用不同色溫的光源時，光的色彩效果會有很大的差異，國內生產企業對這樣的問題重視不夠。

此外，也有相當多的電腦燈存在光斑不均勻、硬光斑有紫邊的現象。

2.3 發光效能

發光效能是反映燈具高效節能與否的重要指標，是指每瓦電能轉換為光通量的能力。電腦燈是功能性很強的燈具，燈體內較多的效果功能零部件會降低發光效能，因此，提高電腦燈的發光效能很有必要。由于國內演出用光亮度通常偏高，因此，燈具生產企業不斷提高光源功率來滿足市場，1 200 W的燈具尚嫌不夠亮，于是1 500 W的漸成主流，甚至有2000 W乃至功率更大的電腦燈出現。但是光源功率不斷增大的同時，光輸出是否相應成比例提高？發光效能是否反而降低了？企業在這方面幾乎都沒有多少研究，拿不出數據。但是隨著功率增大，卻給散熱、噪聲和壽命帶來了不少問題。國內電腦燈企業很少能在產品說明書上寫上燈具的有效光通量和發光效能這些基本而重要的參數。近兩年，飛利浦公司推出鉑金（Platinum）系列和歐司朗公司推出的SIRIUS HRI系列新光源后，才使電腦燈的功率不斷走高的潮流出現一些轉機。

2.4 制造工藝

近年來，電腦燈的工藝水平雖有較大的提高，特別是一些主流品牌的工藝水平逐步為大家認可，但是制造工藝水平總體偏低仍是國產電腦燈的通病。通常存在外殼和外殼配件加工粗糙，外形和操作人性化欠缺，內部零部件和走線安排不合理，更換零部件不方便等問題。特別是燈體漏光、噪聲過大的問題更是直接影響使用。

2.5 電磁兼容

電腦燈是一種兼有強電和弱電的電氣設備，因此都會存在電磁兼容的要求，特別是采用電子鎮流器的燈具更應予以重視。電腦燈在工作時有產生諧波破壞電網的供電質量和產生無線電騷擾妨礙其他電子設備正常工作的可能，由于電腦燈功率較大，這些對外界產生的干擾也會相對較強。此外，電腦燈工作時也會受到其他電氣設備發出的各種干擾，這樣的電磁干擾環境考驗電腦燈能否正常工作，這就是電磁兼容的兩方面，即電磁干擾（EMI）和電磁耐受性（EMS）。電磁兼容方面有很多強制性的國家標準和國際標準，對設備有嚴格的要求。目前，我國電腦燈產品大多無相關的測試，基本屬于空白，除了一些出口產品，因國外要求進行電磁兼容方面的測試并作改進。如果嚴格要求的話，不少產品的電磁兼容性能達不到標準要求。

2.6 自主與創新

雖然一些主流企業在自主開發產品上有較大的努力，但從行業總體看，自主創新不足。小企業主要還是以仿制國外或國內主流產品為主，購置通用零部件進行組裝。作為主流的大企業雖然在搞開發和研究，也有不少自己的專利，但從產品的總的發展來看，還是跟著國外走。例如，國外電腦燈有了成像切割功能，國內就跟著開發；國外搞了光束電腦燈（beam），國內又跟著研發。雖然中國是個電腦燈制造大國，但始終沒有大的創新，總是跟在別人的后面學著做。幾乎找不到哪一種燈甚至哪一個功能是中國自創，能讓國外的企業學習、應用到他們產品中的。

2.7 產品定位

演藝行業覆蓋面較廣，從傳統的舞臺劇目的演出，如話劇、歌劇到綜藝晚會；從室內的黑匣子到廣場的大型演唱會，不同的演出樣式會對電腦燈有不同的要求。而電腦燈又是品種繁多、功能強大的復雜燈具，不同的電腦燈適合不同的場合應用。國內燈具制造企業對這些不同的需求缺少深入的了解，因此，對自己產品的定位不清，錯位開發的產品事倍功半。前面提到的國內電腦燈企業缺少創新也與企業對演出缺乏深入了解有關。

3 國外電腦燈技術

國外電腦燈企業近年來也有很大的發展，主要在燈具節能高效、燈具大范圍變焦、多功能以及新光源應用的探索。

高效節能是當今社會的潮流，飛利浦公司推出189 W的5R、300 W的15R和800 W的35 Platinum系列新光源以及歐司朗公司SIRIUS HRI系列光源，國外電腦燈生產企業在采用這類新光源開發各種電腦燈新品方面很有成果。

Vari-Lite公司VL 880 Spot電腦燈（圖4），采用Philips MSR Platinum 35燈泡，與原先的電腦燈采用的普通放電光源相比，色溫、光效、顯示指數及壽命并無多大優勢，其最大特點是作為800 W的氣體光源，電極間距離僅3 mm，極有利于燈具光學系統的設計以獲取最大化的光輸出，達到燈具的高光效。這款燈具在37.5 °寬光束角狀態時的光輸出為19 200 lm（第三方測試），達到或超過1 200 W傳統電腦燈的光輸出。燈具的高效、節能是極其顯著的。同樣功率，光效更高了；同樣的光輸出，可以做得更小、更輕，噪音更小，光效更高、更節能。

Clay Paky Sharpy（圖5）是一款新型光束電腦燈。它采用Philips MSD Platinum 5R燈泡，功率不大，僅189 W，但光源電極距極小，僅1 mm，且發光體與匹配的反光鏡經合理設計后封裝組合成一體，獲得了很高的光通利用率。Platinum 5R燈泡組件的光效高達42 lm/W以上，具有很高的光束強度，壽命長達2000 h，為研制更小、更輕、更強的光束電腦燈提供了優越的條件。Clay Paky Sharpy在PLASA 2010展會上獲得創新獎，投放市場，供不應求。

Clay Paky Alpha Spot QWO 800（圖6）采用飛利浦MSR Platinum 35燈泡，在2011年LDI展會上首次亮相，獲得新產品獎。此外Highend的2 500 W大功率燈具Showgun和Showbeam的光效特別高，兩款燈的光輸出分別達到130000 lm和140000 lm（Highend公司自己提供的數據），粗略估算發光效能達到40 lm/W左右，在電腦燈普遍只有不到10 lm/W的情況下，這一數據簡直不可思議（筆者認為此數據還有待驗證）。

圖4 Vari-Lite的VL 880

圖5 Clay Paky的Sharpy 光束燈

圖6 Clay Paky的Spotlight Wash

除了主流的產品外，國外的電腦燈生產企業還在生產鏡面掃描電腦燈，如曾經輝煌的Highend公司的 Cyberlight和Clay Paky公司的黃金電腦燈Golden Scan 4等，這些鏡面反射式電腦燈至今仍有市場。有的公司為了適應對低色溫電腦燈的市場需要，生產采用鹵鎢光源的電腦燈，如Vari-lite公司的VL 1100 TSD/TID和Clay Paky公司的Alpha Wash Halo 1000等 ；為了提高鹵鎢光源的光效，還有采用低壓鹵鎢光源，如采用80 V光源的Martin的MAC TW-1和 Clay Paky公司的Alpha Wash Halo 1200等。

為了滿足一些特殊效果，在電腦燈上另外安裝LED和氙光源頻閃燈也有出現，如Highend公司的Showgun和ShowBeam的燈口上鑲有一圈紅、綠、藍三色LED。Clay Paky公司的Spotlight Wash則在燈口上裝有2個1 500 W的氙氣頻閃燈，2個頻閃燈可同時頻閃，也可單獨使用。

4 我國電腦燈生產企業亟需努力

主流國產電腦燈的水平與國外的電腦燈水平接近，但國內總體水平仍有很大的提升空間。

4.1 創新

縱觀我國電腦燈的發展，幾乎都是在向國外學習，跟著國外的產品一路走來。目前我國電腦燈行業生產規模已經很大，技術水平也有非常大的提高，通過多年的積累，現在到了可以自己走路、走自己的路的時候了。特別是對國內的領軍企業而言，走自主、創新的路，獨立開發新產品是一項義不容辭的責任。中國是電腦燈最大生產國，也具有最大的市場，中國的電腦燈應該有引領世界電腦燈發展潮流的能力。

4.2 加強與用戶溝通，明確產品定位

國內電腦燈企業基本是跟著國外的產品一路走過來的，對于電腦燈的實際應用了解不多，是中國企業的一大軟肋。國外有的企業老板出身于燈光設計，對演出的需求了如指掌。因此，作為生產電腦燈的企業家和燈具設計師，應多與燈光設計師溝通，了解他們的需要。更要清楚各種燈光設計師對燈具的需求也會不同，企業可以將自己的產品有不同的定位，滿足不同需求。

4.3 提高工藝水平，注意細節

燈具的工藝水平一直是國內燈具行業的薄弱環節，特別在細節上應予以重視?！凹毠潧Q定成敗”，我們與國外品牌的差距大多是在細節上的失敗。

4.4 加強宣傳、創建名牌

當前國內主流企業的產品在質量方面已經有了很大的進步，在國際市場上也有一定的份額，但是知名度不高，有的企業還隱姓埋名為他人代工生產。企業特別是中國企業在發展過程中難免會經歷這樣一個過程，但是今天我們已經開始強大，就應該考慮如何加強宣傳，努力去提升自己品牌的知名度，為創建名牌做準備。名牌不是短時間能確立的，需要長期的市場認同，企業應該早作有心人。同時，也要看到，國內企業產品質量不夠穩定，將是創建名牌的大患。