基于EL冷光線技術的智能化舞臺表演服飾設計

孫亦晗++周泓++俞寶福

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.001

摘 要：該文在分析比較了LED與冷光線的異同點后，采用EL冷光線技術進行智能化舞臺表演服飾的設計。文中描述了智能化舞臺表演服飾的結構與功能設計過程，并詳細闡述了控制器硬件設計與軟件設計過程。該智能化舞臺表演服飾將電子信息技術與藝術進行完美結合，具有很好的表演效果。同時控制器具有較好的通用性，具有推廣應用價值。

關鍵詞：EL冷光線 智能化 舞臺表演服飾

中圖分類號：TS94 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）09（c）-0001-02

隨著科技發展，人們發掘出越來越多的形式來表現小說的故事情節， 例如話劇、電影、電視劇，甚至還出現了新型表演形式，如舞臺劇、水幕電影、燈光秀等，但仍然沒有出現一種形式是完全用燈光來表現電影或舞臺劇的情節。人們對光源的利用僅僅停留在道具和舞臺布景上，還未出現任何一種表演是以燈光為主體來表現一個故事的。

要實現對連續的光源進行控制，該設計中先后選用了三種方案。第一種方案采用了LED燈帶方式，LED燈帶是指把LED組裝在帶狀的FPC（柔性線路板）或PCB硬板上，這種方式可以實現基于線的多個LED控制，但由于帶狀本身具有硬度，故要實現多種彎曲形態不容易實現。第二種方案采用了多個直插封裝的LED自己通過連線進行串并組合，來實現基于線的LED控制，但這種方案中由于LED的顆粒比較大，遠看效果尚可，但一旦近距離觀賞則顆粒分離比較明顯，線條的連貫性不好，對于故事情景表達過于抽象。考慮到以上兩個方案的不足，在該設計中采用了EL冷光線技術來構成表演服飾中的基本線條。

EL冷光線利用電能轉化為光能的工作原理，通過加在兩極上的交流電壓驅動而產生的交流電場，通過啟動發光原子，使其被加速而獲得足夠能量，被電場激發的電子碰撞發光中心及熒光物質，引致電子能極的跳躍變化復合而導致發射出高效率的冷光。作為一種均勻整體的面發光機體，EL冷光線不會對視覺造成刺眼，具有很高的發光效率、光線柔和發光強度極高的特點。在該設計中，EL冷光線最大的特點是可以任意彎曲，做成各種舞臺表演形態，達到滿意的表演效果。

1 舞臺表演服飾結構與功能設計

該設計的舞臺表演服飾整體采用一件透明雨衣，在雨衣上下兩部放置兩個光源區域，分別為情景區一與情景區二。其中，情景區一設置在于雨衣上部，由19根EL冷光線組成分別標號a--s，這些按一定的圖形分布。情景區二位于情景區一的下部，由5根EL冷光線構成。該設計可以通過光源的變幻，組成電影《黑天鵝》內容情景。舞臺表演服飾結構如圖1所示。

情景區一由19根EL冷光線組成分別標號a～s，這些光線按一定的圖形分布，能夠隨著音樂的不同變化而發光，從而進一步展示故事情節。其中EL冷光線a、b、c、d、e、f、g、i、j、l、m、n、s組成情節1象征著芭蕾舞裙，是整個故事的開端，闡明故事主角的身份；EL冷光線f、h、i組成情節2象征著舞鞋，預示著導演托馬斯決定為新一季《天鵝湖》挑選新演員，而女主角則覬覦黑天鵝的角色； EL冷光線a、b、c、d、o、p、q、r組成情節3象征著黑天鵝的邪惡，女主角為了演出黑天鵝的詭詐與淫蕩，開始魯莽、不顧一切地探索起自己黑暗的一面；EL冷光線j、k、m組成情節4象征著白天鵝的純潔，女主角本是白天鵝的完美化身，無辜而優雅；EL冷光線a、b、c、j、k、o、r組成情節5象征著內心的矛盾，是黑與白的決裂，女主角在這兩面中游離；EL冷光線a、o、p組成情節6象征著欲望的巔峰，音樂達到高潮，舞臺上的分裂促成了現實中隱性人格的曝露，現實中的裂變反過來成就了舞臺上兩種極端角色的塑造；EL冷光線g、h、i、s組成情節7象征著純潔的淚滴，是分裂人格殘留的本來面目。

情景區二由5根EL冷光線燈管構成，彎曲折疊成波浪狀，象征著湖水，隨著情節的發展，水波此起彼伏。5根EL冷光線分別代表5個等級，會隨著音樂音量的升高、頻率的加快而層層遞增發光，例如，音量極低、頻率極慢時， 僅有第一個EL冷光線發光，當音量增加或頻率加快，后一個EL冷光線會隨著前一個EL冷光線一起發光，以此類推，直至音量極高、頻率極快時，EL冷光線同時發光。

2 智能化舞臺表演服飾控制器設計

從功能上分析，該舞臺表演服飾主要需控制兩個光源區域，其中情景區一由19根EL冷光線組成，分別根據劇情變幻需要變化7個情節。由于舞劇本身是確定的，在這里情景區一中的7個情節變化可以采用定時進行控制，根據各個情節的時間長度來進行情節間的光源變化。而情景區二的5根EL冷光線不是同時亮起，主要是根據外部的音樂音量變化來進行切換，故控制器需要有拾音傳感器輸入接口。

根據多根EL冷光線的組合，可以將情景區一中的a作為1路，b、c、d作為1路，e、f作為1路，g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r、s分別作為1路，情景區二中的5根冷光線分別為1路，這樣共需要21個I/O進行分別控制。

根據以上分析，可以獲得圖2所示的表演服飾控制器框圖。

（1）電源模塊：由于表演時人是會移動的，要求電源也是可以移動的，故本設計中采用了鋰電池模塊作為供電電源，或者也可以直接采用外接的充電寶模塊作為控制器總體電源。

（2）處理器模塊：該模塊是整個系統的控制中心，負責對各個功能模塊進行調度，因而需要具有系統所用功能模塊的接口。此外，還有實時性和運算能力等性能要求。處理器模塊包括MCU處理器、SDRM與FLASH等存儲單元。在該設計中，采用ST公司推出的一系列性價比較高的STM32F103VET6芯片作為核心MCU。該芯片以ARM 32位的Cortex-M3為內核，可提供最高72 MHz的工作頻率。片上集成并行LCD接口、I2C、SPI、USART、ADC和SDIO等豐富的控制接口，因此可以滿足該系統的功能需求。

（3）實時時鐘模塊：該模塊為系統提供RTC時鐘，包括年、月、日、時、分、秒、周等信息，當系統主電源斷電時，仍可以進行工作。該模塊在表演時可以精確定時，進行情節變化。

（4）拾音傳感器模塊：傳感器內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒，聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓，這一電壓隨后被轉化成0～5 V的電壓。該傳感器模塊通過A/D轉換電路與處理器模塊相連。

（5）EL冷光線驅動模塊：由于冷光線驅動是交流驅動，故EL冷光線驅動模塊需要完成直流轉交流功能，實現處理器模塊通過GPIO接口對多路冷光線的直接控制。

3 結語

EL冷光線具有超省電、短波光、無幅射、夜間特別明亮、醒目等特點，對于完成該設計中較復雜的表演效果起到了決定性的作用。該設計中將電子信息技術與藝術較完美地進行結合，增加了藝術表演的可觀賞性。該設計中的控制器本身有一定通用性，既可以實現EL冷光線的控制，也可以實現多路LED的控制，對于不同的表演風格都可以通過二次編程方便地實現，具有很好的推廣應用價值。

參考文獻

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