舞臺燈光場景綜合控制的研究

吳潤良

摘要：舞臺燈光會根據舞臺氛圍，劇情的發展，演出的進度不斷變化，不同的情景展現出不同的舞臺效果，LED舞臺燈的不斷發展也使得人們對它的需求越來越大，對技術的要求越來越高。本文對于舞臺燈光場景綜合控制進行簡要分析，希望能給同行業工作者提供參考和幫助。

關鍵詞：舞臺燈光；控制系統

一、舞臺燈光系統發展現狀

經濟進步刺激技術進步，而技術進步直接表現在設備的更新與升級方面。這一現象在舞臺燈光系統方面體現的尤為明顯。在舞臺燈具設備方面，國內與國外生產商均進行著日新月異的變革。當然，在技術研究方面，國內生產廠商與國外設備生產廠商還有不小的差距。由于國外工業技術比較發達，因此，其在舞臺燈具設備的生產與研發方面基礎雄厚。

二、舞臺燈光系統的簡介

1.舞臺光源及燈具

舞臺光源及燈具是舞臺燈光控制系統的基礎和重要組成部分。為適應舞臺效果，舞臺光源有著特定的屬性要求，現今舞臺光源大多應用熱輻射光源、氣體放電光源、電致發光光源，其共同特點為光譜連續，顯色性高，亮度強，在提供豐富色彩的同時保證了舞臺效果最完美的展現。燈具種類繁多，根據不同光源類型和型號有與之相適應的燈具，各種不同用途的燈具匯總在一起提供了良好的舞臺藝術效果，同時增加了燈線的可控性。

2.特殊舞臺燈光設備及電腦燈

特殊舞臺燈光設備及電腦燈是近幾年最為流行的燈控工具，例如光纖、煙火、激光等等，為舞臺氛圍的烘托提供了技術保障。其中光纖是指利用光導纖維的特殊反射原理，將光線傳輸到任何需要照明的地方，它的最大優勢在于可控性高，光照穩定。煙火是大型娛樂活動不可或缺的氛圍烘托道具，在實踐應用中也是接連好評。電腦燈的工作原理是利用單核計算機的智能控制技術使燈具投射不同的圖案、光束、色彩，既時尚又動感。

3.舞臺燈光控臺

舞臺燈光亮度和色彩的調控是燈控的主要表現形式，一切燈光色彩、亮度、方向的改變都是由控臺實現。主要的控臺種類包括電腦燈控臺、調光器專用控臺、換色器控臺，三者互為一體，自成系統，對光、色及圖案、方位進行系統地調控。

三、舞臺燈光場景綜合控制系統的建立

1.舞臺燈光控制系統建模。舞臺燈具包括電腦燈和常規燈具，常規燈具即亮度調節器和色彩變換器，舞臺燈具作為舞臺燈光的基礎，與舞臺場景共同成為舞臺燈光場景綜合控制系統的建模內容。本次建模的主要目的是為了確立電腦燈和常規燈具亮度、色彩變化結合舞臺場景對舞臺總體效果產生的影響。以系統為輸入量，以舞臺燈具為控制量，以舞臺效果作為輸出量，反應系統的舞臺實際效果。

2舞臺燈具的建模。燈具作為舞臺燈光場景綜合控制建模對象，在建模過程中對其調光和變色進行設定，設定的方法包括對電壓和機械光圈的調試，換色燈及電腦燈顏色輪的調整。在舞臺燈光場景綜合控制系統模型中以光圈大小、顏色、電壓為輸入量，結合理論推導和公式應用研究光通量的變化值。值得注意的是，在白熾燈類的光源中可以采用晶閘管調光的方式進行調光，不僅可控性強，且穩定可靠。

3.舞臺場景的建模。舞臺場景信息通常利用攝像機進行采集，以像素的紅綠藍三色值為研究對象，設定模擬燈具和測點，結合舞臺場景搭設的實際測點數，進行公式求解。

四、舞臺燈光場景控制系統控制器的具體設計

1.舞臺燈光場景控制器整體構架。在舞臺燈光場景實際操作前，燈光師會先利用軟件將設計的燈光效果做成圖片，不同的燈效有相應的參數，燈光師會將確定的燈效參數進行標定和整理，在最終的舞臺燈光場景控制臺中錄人參數報表，在實際操作中，舞臺燈具在舞臺燈光場景控制器的操控下準確的投射光線，變換色彩，達到預定效果。除此之外，燈光師也會根據現場情況進行適當地調整，達到最佳舞臺效果。一場晚會，燈具少則幾十幾百個，多則幾千幾萬個，燈具越多，參數調整工程量越大，燈光調節工作越繁重，對每一位燈光負責師來說都是一個挑戰。

2.BP神經網絡。BP神經網絡即誤差反向傳播神經網絡，其結構有三層，分別為輸入層、輸出層及中間隱含層，隱含層的層數根據燈效預期設計由人為決定。BP網絡的最大特點在于在任何一個閉區間內的連續函數都可以用該網絡逼近，完成m維到n維的映射。神經元連接強度通過學習規則進行算法確認，融合環境因素與人為控制對不同的神經網絡選擇合適的學習規則。

3.舞臺燈光場景控制算法的確立。舞臺燈光控制器的設計很大一部分是由人為的因素參與進來，燈光師根據預想場景效果與實際舞臺燈效進行控制量的調節，通過控制算法實現舞臺場景綜合控制系統的運轉。現階段的控制算法包括專家控制、PID控制、模糊控制、神經網絡控制等等，這種根據人的現場判斷做出燈具參量輸出控制的方法，適合舞臺事故多發性燈光要求。尤其是神經網絡控制算法，解決了燈具與觀測點緊密牽連的問題，利用大規模的非線性自適應系統，處理單元組成，依人工神經網絡針對環境進行適時地行為調整，對舞臺燈光場景的綜合控制起到重要的作用。

五、結束語

我們的舞臺燈光設計者們在舞臺燈光的功能上從不同的角度做了更多的探索與嘗試，在實踐中也取得了一定的成效。如今就多種多樣的舞臺演出形式來說，舞臺節目有各種不同性質、不同類型的題材，且舞臺節目形式也越來越多樣化，人們欣賞節目時的審美要求也越來越高。為了滿足這些要求，設計者不得不在舞臺上花些功夫，以舞臺燈光為基礎，融入更多的新元素，再結合先進的照明設備，從更多角度、形式上去進行舞臺燈光的布置，以此來創造一個絢麗多彩的舞臺。

（作者單位：江西省上饒市弋陽縣青少年宮）