數據交互式舞臺監督系統的設想

蔣玉，張晶晶，任 慧，蔣 偉

（中國傳媒大學理工學部，視聽技術與智能控制系統文化部重點實驗室，現代演藝技術北京市重點實驗室，北京 100024）

數據交互式舞臺監督系統的設想

（中國傳媒大學理工學部，視聽技術與智能控制系統文化部重點實驗室，現代演藝技術北京市重點實驗室，北京 100024）

針對現有舞臺監督系統存在的部分問題，提出一種數據交互式舞臺監督系統的設想，在兼容現有舞臺內部通訊、視頻監督等功能的同時，通過從舞臺燈光系統、音響系統、機械系統中獲得各個系統的相關數據，實現對燈光、音響機械系統設備運行狀況的監督與演出的調度。

舞臺監督；數據交互；內部通話；cue表

1 引言

舞臺監督系統是舞臺監督人員實現各種劇目排練、演出合成、彩排、正式演出的技術系統。該系統由不同類型的視頻監視、內部通話單元組成，是一個高度集成化的系統。現代劇院、電視臺、通信指揮中心、電視轉播車、多媒體制作室及工程試驗場中的指揮調度室通常配置的舞臺監督系統，一般包括以下功能：有線內部通信、無線內部通信、燈光提示、演出呼叫、視頻監視、攝像機控制、計時器、時鐘、場燈控制、數字開場鈴、演出調度控制（燈光、音響、舞臺機械、舞美、演員、劇務、布景、道具）等。

目前，該系統的監督與調度功能主要通過內部通話與視頻監視系統完成，所有監督與調度命令的發出與接收均可以視為人工進行。演出過程中，燈光、音響或機械設備的任何問題均靠分布于劇院中不同位置的燈光師、音響師、機械師和舞臺監督的“眼看耳聽”來發現，這種“事后發現”意味著演出過程中出現的“演出事故”已經成為事實發生狀態，舞臺監督所謂的解決方案實際上僅能起到事后彌補的作用。盡管該過程能夠最大限度地彌補“演出事故”，但是仍然無法充分地執行導演的演出意圖。

目前，相關研究提出了一些關于舞臺監督與調度的可行方法。如，在劇場中對實時電視監控圖像采集點進行周密的布置，實現全面的演出監視[1]；構建網絡化劇院內部通話系統，提高劇院內部通話的實時性和可靠 性[2]；提高舞臺監督的個人素養，保障演出的順利進行[3]-[7]。但是，這些方法只是圍繞如何更好地進行事后處理，保證演出盡可能按照理想狀態進行演出。因此，筆者曾在《舞臺監督系統研究》（發表于《演藝科技》2014年第11期）一文中提出：“能否圍繞傳統的指揮與調度尋求更智能化、實時性更強的調度方法開展相關研究。”鑒于此，筆者在本文中將針對現有舞臺監督與調度系統的這些不足，提出一種數據交互式舞臺監督系統的設想，在兼容現有舞臺內部通訊、視頻監督等功能的同時，通過從舞臺燈光系統、音響系統、機械系統中獲得各個系統的相關數據，實現對燈光、音響機械系統設備運行狀況的監督與演出的調度。

2 舞臺監督與舞臺監督系統

舞臺監督系統一般在演出合成、彩排、正式演出時供舞臺監督使用。能夠輔助舞臺監督實現兩項基本任務：監督演出與演出調度。

2.1 舞臺監督系統的作用

在演出合成與演出彩排階段，舞臺監督通過內部通話系統進行演出合成的調度，主要是調度燈光、音響、機械合成的效果與節奏，使得燈光、音響、機械三個專業形成各自的演出合成cue表（即變化的程序）。在演出準備時，舞臺監督通過內部通話系統了解燈光、音響、機械等技術部門的準備、到位情況；進行演出時，一邊對各個技術部門進行演出場景調度，包括時間節點的把控以及燈光、音響、機械場景變換的調度（俗稱“叫cue”），一邊觀察演出進行過程中燈光、音響、機械設備是否按照期望的效果正常工作。各工種的技術人員在操作中若遇到問題，也可以通過舞臺監督系統中的內部通話子系統報告給舞臺監督，再由舞臺監督提出解決方案。

若舞臺監督臺能夠提前或實時獲取相關演出數據并進行顯示，則可以直接得到比肉眼觀察更為準確的信息，從而在演出彩排、正式演出過程中提前預置方案，并能及時做出決策，便于處理突發情況。

2.2 舞臺監督關注什么

2.2.1 演出調度cue表

對舞臺監督這一職務而言，其任務是保證演出的正常進行，同時，保證演出內容盡量還原導演團隊對演出效果呈現的初衷。因此，在演出過程中，舞臺監督的重要職責之一，就是按照演出準備過程中的演出場景順序，進行演出場景調度。一般來說，燈光、音響、機械等技術效果均按照其自身特點設有機械cue表、燈光cue表、音響cue表。

鮑玲玲，1979年生，女，副研究員，博士；主要從事基于BIM技術的綠色建筑設計和暖通空調技術的研究工作。

在舞臺機械控制過程中，機械cue表往往是根據導演的統一要求，按照各類舞臺機械運行的前后邏輯，將機械程序按照時間軸的順序進行編輯，以機械cue表的形式記錄下來，并以舞臺機械cue程序的形式存儲在機械控制系統中，方便舞臺機械控制人員進行控制。同時，技術人員將編輯好的cue表內容制作成文案交給舞臺監督。機械cue表中描述的內容主要包括cue號、每個cue中運動的設備ID、運行速度、運行位置、運行延遲時間、走cue推桿與控臺ID等，如表1所示。

在舞臺燈光控制過程中，燈光設計同樣是在導演的統一要求下進行布光，把每一個場景的光效布置出來，由燈光助理來操作燈光控制臺，將程序效果以cue表的形式存儲起來。cue表中包括了燈光cue號、走cue起止時間、燈光效果描述（有時以實景圖代替）等信息，如表2所示。

在舞臺音響控制過程中，對于歌劇、舞劇等以音樂為基礎的戲劇，演出時，樂隊指揮面前的總譜（以多行譜表完整地顯示一首多聲部音樂作品的樂譜形式）就是實現演出音響不斷變化的音響cue表，由樂隊指揮根據舞臺監督的授意，控制演出的節奏。演出前，舞臺監督也會拿一份總譜（相當于普通戲劇演出的提示本），把所有的音響cue號標記在總譜上。

表1 舞臺機械cue表

表2 舞臺燈光cue表

如，英國皇家劇院的舞臺監督在演出時，通過內部通話系統對燈光師說：“cue3準備”，燈光師要重復一遍：“cue3準備”。然后舞臺監督說：“go”，舞臺監督說：“謝謝”，表示確認無誤，隨即執行cue3燈效。假設舞臺機械的cue3動作是升降臺升起，升起的起點與終點均是已經編輯存好的程序，舞臺監督在總譜上也同樣標注出來。可以說，在演出過程中每進行一個演出程序，舞臺監督就要與具體的操作人員完成一次交互確認后發出執行命令。這一過程便是舞臺監督的演出調度過程。

然而，國內的大部分舞臺監督則不同，他們往往不會如此頻繁的進行“叫cue”，主要依靠多次排練、合成、彩排過程中舞臺監督與具體技術人員的反復熟悉所形成的默契來保證萬無一失的演出cue執行。在正式演出中，舞臺監督往往不需要“叫cue”，燈光、音響、機械等技術人員經過多次排練，已經能夠掌握每個演出效果cue的執行時間，在恰當的時間執行具體的cue即可。一旦出現設備故障或者指定cue未按照執行時間執行時，舞臺監督通過內部通話系統呼叫、提醒相關專業技術人員。這種演出調度方式其實是不夠嚴謹的，極易產生演出cue延誤或者誤操作，甚至是嚴重影響演出效果。因此，舞臺監督在演出中不斷發出各種指令，應是舞臺管理或者舞臺監督的基本職責。

我們設想，若在演出合成階段，燈光師、音響師、機械師能夠將反復修改最終確定的cue表，通過控制臺上傳給舞臺監督臺并進行顯示，就能夠幫助舞臺監督更直觀、迅捷地掌握演出過程中各個工種的演出節奏，有助于其“叫cue”。與傳統的各工種向舞臺監督提供紙質化cue表，并由舞臺監督在“提示本”上記錄相比，這種方式的效率顯而易見。

2.2.2 演出監督對象

在演出過程中，舞臺監督除了有調度的任務之外，還肩負著監督演出、保證演出正常進行的任務。因此，舞臺監督在演出過程中需要著重關注哪些技術環節就顯得尤為重要。因此，舞臺監督在演出進行過程中監督的對象可以歸結為表3。

3 數據交互式監督系統的可行性

然而，該設想在目前的舞臺技術領域是否具有可行性呢？是否存在一定的技術壁壘呢？

3.1 舞臺機械

在舞臺機械控制系統中（如圖1所示），機械控制臺與可編程控制器連接，實現機械裝置的邏輯控制，實現機械裝置運行的啟動、停止、定位、軟上限、軟下限的設定等。機械裝置的運行依靠電機驅動，速度的調節通過變頻器實現。該系統中機械裝置的運行數據主要包括速度、位置、載荷等。這些參數也正是舞臺監督希望監督的數據，均可以通過分布在舞臺機械、電機等位置的位置傳感器、速度傳感器與載荷傳感器實時讀取，反饋到舞臺機械控制臺的監控界面上。因此，如果將舞臺監督臺與舞臺機械控制臺通過網絡連接，在技術上實現舞臺機械狀態數據向舞臺監督臺的實時傳輸是可行的。

表3 舞臺監督監督對象表

3.2 舞臺音響

國內的眾多知名劇院往往多采用進口電聲系統設備，包括揚聲器、傳聲器、調音臺等。采用模擬信號的舞臺電聲系統[8]（如圖2所示），數據反饋無法實現。

舞臺監督主要關注音量、混響時間和音色這三個部分。數字化調音臺可以實現電聲系統設備的數字化控制，一場演出中使用的音響通道數量與每個通道的電平值可以在調音臺上實時顯示，這部分數據自然能夠以數據的形式傳遞給舞臺監督臺；演出環境的混響時間這一參數除了與音源有關外，還與廳堂尺寸、廳堂墻壁材質以及音源位置等眾多因素相關，是確定演出是否及何時在該場所演出的一個基本條件，舞臺監督臺可以事先獲取該數據；音色的好壞與聲音的頻率特性相關，由于僅靠一條頻譜曲線不能完全反映出具體的音質，就需要通過專業設備進行多重數據的測量，如STI指數、頻響范圍、互調失真度、響度級、C80、諧波等。上述這些都是可測量出來的。

盡管科技的進步推動音響電子產品的成本大幅下降，但是，能夠準確測量出音響產品音質與音色并轉化為音質數據的工具仍然成本太高，而且不便于演出現場使用，僅留存于實驗室實驗測試，未得到大量使用。同時，并不是所有的調音師都具備能夠解讀全部數據的能力。因此，舞臺監督通過儀器設備從聽覺系統獲取音色參數從目前而言是比較困難的。音響的音質數據是一個測量物的表征，目前的音響系統的傳聲器與揚聲器多數還是純模擬的，模擬器件就會存在大量的不確定性與不可重復性。就目前的聽覺系統裝備的技術水平而言，要把數據逆向傳遞給舞臺監督也比較難。

3.3 舞臺燈光

當前，各個燈光廠商開始逐漸推出能夠進行數據化交互、反饋的燈光產品。很多演出場所也已經搭建起了網絡化的燈光系統，遵循DMX512數字化協議，如圖3所示。網絡系統中包括了帶網絡接口的調光臺、調光立柜、編解碼器、甚至是燈具。

但是，大部分網絡化燈光產品數據交互并不完善。如，對于常規燈系統中，常規燈具調光采用網絡調光柜，燈控臺能夠讀取接入調光柜的常規燈具的電流、在線狀態、溫度、開關狀態、DMX信息、燈光的調光亮度等數據；對于電腦燈系統，部分網絡化燈光控制臺可以采用Art-net協議對接入其網絡的網絡燈光設備進行數據的輪詢，申請獲取燈具數據。燈光系統通過RDM解碼器將燈具的狀態數據返回給總控平臺，返回數據卻僅僅包括燈具的在線狀態、地址、溫度等數據，缺少舞臺監督關注的色溫、亮度、色度等數據。

因此，目前的燈光產品能夠支持反饋給舞臺監督臺的數據僅包括一些燈具的開關、在線狀態等數據，無法反饋舞臺監督關注的色溫、色度等數據。此外，網絡化調光柜所反饋的常規燈數據可以進行實時傳輸，而支持RDM協議的電腦燈燈具還無法實現數據的實時反饋，僅能實現半雙工的申請、反饋數據。

總之，燈光、音響、機械系統通過網絡與舞臺監督系統連接，進行數據的交互是可行的，能夠為舞臺監督提供一定的數據監督功能。但是距離全數字化實時交互尚存在一定的技術壁壘。

4 數據交互式監督方案

隨著計算機網絡技術在舞臺機械、燈光、音響等領域中的應用，燈光控制系統、舞臺機械控制系統已經逐漸進入網絡化時代。這些系統多采用基于TCP/IP的網絡協議，在兼容現有的各系統協議的基礎之上，將數字化系統升級為網絡化系統，極大降低了傳統數字化系統的復雜度。同時，網絡化控制數據的數據傳輸率、數據傳輸的可靠性也比傳統數字化系統有了極大地提高。在這些網絡化系統中，眾多控制設備與受控設備配置了網絡接口。基于以上分析，在兼有傳統內部通話、視頻監視等功能的基礎上，在舞臺監督臺上進行統一、實時的數據交互式舞臺監督與調度，并能夠獲得必要的狀態數據的反饋顯示，可以使舞臺監督能夠智能化地生成調度命令，自動分發調度命令；同時，通過獲取的設備狀態數據第一時間發現問題，不用別人傳達，得到比肉眼觀察更為準確的信息，從而在演出過程中提前做出決策，便于突發情況的處理，如圖4所示。

在舞臺監督系統與各個專業之間的數據交換遵循以太網通訊協議，以網口作為接口，構建局域網。燈光、音響、機械控制系統接收到來自舞臺監督系統的數據請求后，根據請求類型和請求時間（演出前為非實時數據，演出時為實時數據）實時或非實時發送數據，并從舞臺監督系統接收指令來完成相應操作。舞臺監督系統對接收到的數據進行處理、比對、封裝，系統軟件交互界面上基于ActiveX控件的系統顯示異常所在部位以及參數，以便舞臺監督能在第一時間做出判斷，保證演出能順利進行。

因此，數據交互式舞臺監督系統的數據交互功能可以以可視化軟件界面的形式進行監督與調度，共分為系統連接模塊、演出數據監督模塊、演出調度模塊與緊急預案處理模塊如圖5～圖8所示。

其中，系統模塊與工作流程如下：

（1）系統連接模塊：系統通過系統連接模塊分別與燈光、音響、機械系統建立通信。

（2）演出調度模塊：在演出合成完畢階段，舞臺監督向燈光、音響、機械專業申請演出cue表，各個專業將合成完畢的cue表數據上行傳輸給舞臺監督系統，由舞臺監督系統進行cue表合成，生成演出節目調度總表，這樣，傳統的、紙面化的、文字描述的舞臺機械cue表、燈光cue表、音響cue表可以用系統數據傳輸的形式直接傳輸到舞臺監督系統，自動生成總cue表，替代傳統的演出提示本，在演出時按照該表進行演出節奏的把控，按照演出時序，自動將舞臺效果控制命令幀發送給指定設備，指定設備接收到控制幀后自動識別命令并進行處理。此外，該表也可以在演出前分發到各個專業，輔助各專業控制人員進一步了解如何與其他技術人員進行演出效果的協同。

（3）演出數據監督模塊：系統在演出期間實時監視各種效果設備的運行狀態，一旦出現設備的運行狀態與演出預設的效果cue表描述有出入，則能夠實時在演出數據監督模塊中預警顯示具體的設備類別、設備號，以方便舞臺監督發現演出異常。

（4）緊急預案處理模塊：該系統還具備應急預案模塊，當出現演出或者設備異常時，能夠向各類效果設備發送應急預案數據，及時調度相關事故設備恢復正常狀態或者進行特定的應急處理，保證演出的正常、順利進行，盡量降低演出事故發生的概率。

5 結語

目前，數據交互式監督系統方案還仍然處于探討與實驗階段，距離真正應用于現代劇院、演播廳等演出場所尚有一定差距。隨著文化與科技的不斷融合，服務于舞臺演出監督與調度的舞臺監督系統在演藝領域的科技含量還有眾多需要提升的地方。同時，也期待燈光、音響、機械等各個專業的研發產品不斷推陳出新，不斷研發兼容帶網絡、數字反饋功能的演出效果呈現裝備，為實現演出協同控制的網絡化提供技術支持，使得文化演出的視覺呈現、聽覺呈現、運動呈現的控制與調度協同向網絡化、大數據領域發展。

注：本文獲國家科技支撐計劃重大項目“文化演出效果呈現關鍵支撐技術研發與應用示范（2012BAH38F00）”子課題“舞臺監督與調度系統接口協議研究（2012BAH38F01-04）”與“中國傳媒大學工科規劃項目”課題“面向演藝裝備業的科技服務平臺架構研究”（3132014XNG1424）的資助。

[1]胡純有. 舞臺監督電視監控要點[J]. 演藝科技，2014（5）.

[2]任慧，周亦琛，李真，高甜. Research on networking of stage surveillance system[J]. Applied Mechanics and Materials Vol.，2014（5）.

[3]丁婧. 淺談舞臺監督在現代舞臺演出管理中的重要性[J]. 理論前沿，2014（9）.

[4]羅蘭. 淺談話劇《四世同堂》的舞臺監督工作[J]. 戲劇叢刊，2013（5）.

[5]祝文思. 舞臺監督崗位的職責及作用[J]. 神州，2013（1）.

[6]（美）勞倫斯·斯特恩，李雯雯譯. 舞臺管理[M]. 北京：北京大學出版社，2009.

[7]（英）湯瑪斯·凱利，楊淑雯譯. 舞臺管理[M]. 臺灣：臺灣技術劇場協會，2011.

[8]梁華. 舞臺音響燈光設計與調控技術[M]. 北京：人民郵電出版社，2010.

[9]Entertainment Services and Technology Association. ESTA BSR E1.17 CP/2003-1007.Entertainment Technology - Architecture for Control Networks [EB/ OL].http://www.esta.org/tsp/，2005-10-14.

（編輯 薛云霞）

Research on Data Interactive Stage Manage System

JIANG Yu-jian, ZHANG Jing-jing, REN Hui, JIANG Wei
(Department of Science and Engineering, Communication University of China, Key Laboratory of Acoustic Visual Technology and Intelligent Control System，Ministry of Culture, Beijing Key Laboratory of Modern Entertainment Technology，Beijing 100024, China)

Since the disadvantages of traditional stage manage system, a method of data interactive stage manage system is proposed. The method we proposed is compatible with traditional functions of stage manage system ,including intercom and video monitoring. Meanwhile, relevant data of lighting system, acoustic system and mechanical system are transmitted to data interactive stage manage system through Local Area Network (LAN). Through data communication, status of equipment for lighting system, acoustic system and mechanical system can be monitoring during the show. Through cue data, stage manager can dispatch command automatically.

stage manager; data interactive; intercom; cue table

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.03.008