舞臺燈光控制系統的相關研究

李向紅

【摘 要】隨著自動控制技術、燈光渲染技術等的應用，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的構成入手，重點就其設計內容進行探究，以期可以為舞臺燈光設計提供參考。

【關鍵詞】舞臺；燈光；控制系統

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的推廣，燈光可以全面提升舞臺表演的整體質量。因此，對于舞臺燈光控制系統的構成及設計進行探究具有重要的意義。

一、舞臺燈光控制系統的構成

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

（一）燈光控制臺。伴隨著弱電控制強電技術的產生，燈光控制臺得以誕生，且先后經歷了模擬和數字化的發展歷程。在電子技術快速發展的今天，計算機技術在主流燈光控制臺中已得到了廣泛推廣和應用，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設備。根據舞臺燈光控制對象的不同，可將其分成電腦燈控制臺、調光控制臺和舞臺燈光綜合控制臺，下面就其具體內容進行詳細闡述：1.調光控制臺主要是借助調光控制器來調節舞臺光源亮度變化的一種手段，具體包括編程和多路調光兩個主要組成部分；2.電腦燈控制臺可預先編排電腦燈的具體變化動作，以便借助電腦指令來實現光束及其顏色的變換，或者旋轉不同形式和色彩的圖案，調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對舞臺上不同類型燈具及相關配套設備的全面控制。此外，針對某些比較復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。

（二）燈光控制立柜。燈光控制立柜主要由可控硅調光器、正弦波調光器以及分布式調光器等調光器構成，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。其中的可控硅調光器主要是借助可控硅元器件的特性來達到調光作用的，主要包括模擬和數字兩種主要方式。可控硅調光器也存在兩個缺點，即可能會使電源波形發生畸形變化，也可能會因電流的突變而產生無線電騷擾。分布式調光器是為了補充固定式調光器而誕生的一種調光器，可充分借助分布式調光器和固定式調光器的優點，提高燈光回路靈活性，同時也可以節省調光器數量，節省成本。

（三）控制信號傳輸。控制臺控制燈光設備的方式主要是借助控制信號，所以在燈光控制系統中，控制信號傳輸是一個重要的環節。鑒于數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字信號來進行傳輸，具體的數字傳輸協議包含CAN、Art-Net和DMX等常用的幾種。

二、舞臺燈光控制系統的設計

（一）硬件設計。舞臺燈光控制系統的硬件設計主要包括五個部分：步進電機驅動模塊、溫度采集高溫保護模塊、無線通信模塊、數據處理模塊和電源模塊。硬件設計的原理，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）作為執行元件，相應的混合電路驅動器主要為L297和L298。硬件系統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，并且相應的處理器可以控制溫度風扇的實際轉速；無線模塊的數據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）軟件設計。控制系統軟件主要包括無線收發模塊和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議來將光源的相應控制信息發送給數據處理模塊來進行處理。相應地，數據處理模塊會將所收集到的控制信息進行分類處理，分時發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動模塊可以接受相應的控制信號。

（三）控制系統仿真。在燈光控制系統的硬件部分和軟件部分設計完畢后，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，并且需要確保驅動方法和控制方法的合理性，否則會對電腦燈控制系統的精度產生影響。此時可以采用非線性關系來對控制電流數據進行優化細分，以便可以均勻布局步進電機，確保所設計的燈光控制系統可以滿足使用需求。

三、總結

隨著人民生活水平的提升，人們不再局限于物質方面的追求，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的組成和設計，以期為相關研究提供參考。

參考文獻：

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