燈光設計理念與應用實踐
——以中央戲劇學院數字燈光實驗室的創建為例

馮德仲

（中央戲劇學院，北京 102209）

舞臺燈光實驗室在探索演出綜合藝術表現形式和視覺效果創新呈現過程中，起到至關重要的作用，通過燈光與色彩的探索實踐，串聯起舞臺演出靈魂境界的審美追求，把握從實踐到理念的創新關系，使感性認識轉化為具有藝術感染力的舞臺視覺畫面。為適應新時期演出藝術教育發展的需要，在國家財政支持、中央戲劇學院及舞臺美術系與燈光設計專業教研室的共同努力下，中央戲劇學院昌平校區舞美教學樓的舞臺燈光“黑白空間”實驗室（以下簡稱“燈光實驗室”）及展廳，于2019年秋季竣工。這是具有前瞻性的多功能舞臺燈光藝術教學實踐基地，應用于舞臺燈光設計專業本科教育及研究生教學實踐，可實現從基本元素訓練，到探索獨幕劇、多幕劇、綜藝演出、燈光秀等不同體裁、風格演出的數字程序設計以及離線編程實操的全流程演練，為培養更多舞臺、影視燈光創新人才以及提升舞臺演出藝術教育實踐水平奠定了物質基礎，完成了中央戲劇學院舞臺燈光設計專業教育的多年夙愿。

燈光實驗室規劃與建設的首要任務是滿足舞臺燈光藝術教學實驗，以教學大綱體現的專業科目和理念為宗旨，并具有文化藝術場館建設的專業特點。燈光實驗室確定以專業功能定位、指導系統方案設計、明確設備用途、限定工藝安裝等為設計思路并實施推進，實現數字化、系統化、多元化的舞臺燈光教學實踐與理論研究的藝術創新天地。

1 舞臺燈光學科體系的需求及設計思路

1.1 舞臺燈光學科教學實踐需求

燈光實驗室的建設從藝術院校基礎教學與學術研究的需要出發，符合演出藝術多元化表現的創新實踐需要和教學大綱對燈光設計人才培養體系的完善要求。

1.1.1 舞臺燈光學科基礎教學需求

培養具有藝術想象能力和創新能力的燈光設計人才，是舞臺燈光專業教育的責任和使命。因此，在實驗室的燈光系統構建中注重本科教學，強調照明、造型及視覺表現的作用，探索演出藝術二度創作中的燈光專業審美理念和表達語匯，使學生在教學實踐中獲得直觀感受和思考啟發；在研究生教學中，借助實驗室實踐應用的平臺，探究戲劇舞臺燈光主客觀表現形式的深層涵義，實踐如何將舞臺視覺表現效果應用于演出燈光與色彩的語匯表達，系統研究舞臺燈光造型規律和表現方法，展現具有戲劇主題思想和特定藝術風格形式表達，賦予演出燈光藝術具有哲理和審美高度定位以及時代精神的探索。

1.1.2 藝術創新實踐能力的培養

加強舞臺燈光的藝術實踐，深化高等藝術教育專業研究，提高教學質量，探尋具有創新思維的表現體系，與啟發式的舞臺燈光教學教法，有益于學生從實踐中走向舞臺藝術道路以及畢業后自主創業發展。對教學大綱中規定的元素練習、生活觀察、獨幕短劇和多幕戲劇創作練習及案頭設計，在實驗室舞臺空間加以再現表達，探索不同戲劇體裁的表現方法，梳理演出藝術主題表現從具象到抽象不同的風格形式，把視覺表現元素有效運用于演出，以提高舞臺燈光畫面設計創新的應用能力。

1.1.3 運用數字技術手段的實踐能力的培養

燈光實驗室適應當今中外演出藝術和美學發展的需求，對應本科基礎教學不同階段設計練習和研究生深度教學的需求，尤其在本科高年級戲劇舞臺布光、舞臺燈光設計、演播室布光課程等教學實驗中，從基礎元素訓練到劇目設計創作，均需要通過實驗室教學使學生掌握舞臺燈光造型設計能力和數字控制及劇場離線編程應用技能。

燈光實驗室可模擬大中型劇場的表演規模，進行話劇、音樂劇、歌劇、舞劇、傳統戲曲等劇目和綜藝類節目演出燈光設計，并以3D舞臺燈光設計輔助應用軟件模式進行布光演練，以得到演出燈光設計效果及其程序控制，實現“所見即所得”的燈光設計方案制作從主題內容到表現形式兩方面盡可能準確呈現的視覺效果及設計意圖表達。

1.2 燈光實驗室設計概念

概念設計即是利用設計概念并以其為主線貫穿全部設計過程的設計方法。舞臺燈光學科教育與實驗室建設，須保持與當今國內外專業化演出藝術和科技應用水平的同步發展。因此，借鑒中西方的演出藝術表現形式，結合海外調研和研修考察經驗，參照國內外舞臺設計藝術與技術發展的潮流；以舞臺燈光藝術教育實踐所形成的系統教學體系和演出燈光設計的經驗，理順專業教學的邏輯關系，參照國家及行業相關的專業技術標準和規范，形成舞臺燈光實驗室教學需求概念設計思路。由此，全方位對應實驗功能定位設計和結構布局，并指導建設的工藝設計及設備安裝流程等階段性工作，構建集內裝、燈光、音響、影像、舞臺機械等系統，合理配置相關設備功能，以滿足舞臺、影視燈光教學效果實驗、專業學術研究、演出交流研討、作品展演、展覽展示等多功能文化藝術實踐活動的需要。

本著專業、前瞻、合理、實用的原則，重在創新的精神，以兩間400 ㎡的大燈光實驗室空間為主，若干中小實驗室、教室配套為輔，滿足舞臺燈光設計專業教學以及中型演播室布光實踐的需求。實驗室燈光系統包括供配電室、調光器室、舞臺面光、頂光、側光、逆光等全方位照明投射的懸吊機械桁架模塊設備和燈具，地面設備包括舞臺流動燈、天地排燈、腳光燈、舞臺煙霧效果等基礎設備及其他輔助配套設施。

2 實驗室燈光系統的功能定位

構建燈光實驗室系統并形成適應演出燈光專業需求的系統化數字教學實驗體系，滿足時代發展和演出燈光教學實踐及基礎理論教育，從藝術審美到數字科技所需的專業教學定位。400 ㎡大燈光實驗室是實現教學實踐環節的重中之重，配套建設的100 ㎡燈光教室及60 ㎡中小型實驗教室，對應舞臺燈光專業課程的元素練習以及與計算機控制技術相關的教學，包括提高觀察自然環境變化和認知的能力、還原自然效果轉換與舞臺的元素訓練、舞臺燈光技術的基礎教學以及數字調光和編程等方面的訓練。

2.1 400 ㎡大燈光實驗室

兩間400 ㎡大燈光實驗室的凈空高度為8 m，用于模擬大中型劇場、演播室空間的藝術制作，基礎布光基于與戲劇演出舞臺接近的1:1比例空間實驗，使學生真實感受與舞臺場景相當的空間體量，可在其中探索不同演出劇目體裁和表現風格的燈光設計方法及技術應用，實現戲劇舞臺燈光設計、制作、控制、實操等方面與專業劇院和演出行業團體之間專業制作方式的銜接和一致，掌握數字調光設備應用、通用技術指標和參數標準的資源共享。特別是應用計算機輔助設計軟件編程，實現與專業演出空間相應比例的3D舞臺燈光場景設計，塑造演出劇目中的人物和場景以及舞臺效果氣氛的渲染。

大燈光實驗室采用380 V / 220 V 50Hz TN-S三相交流供電系統，并由配電室至調光器室敷設雙護套阻燃電纜，橋架電纜圍繞“井”字梁結構架設安裝，與懸吊燈光桁架模塊及流動燈光用電設備回路箱連接。總用電負荷量設定為400 kW，設計用電回路為480回路，調光器采用直通回路與調光回路可切換控制模式，各回路電纜負荷容量3 kW。調光器采用DMX512和集中網絡控制技術方式進行調控，通過NPU網絡擴展設備支持4 096通道的多臺設備擴展，可完成23 040個通道控制規模，實現數字燈光設備單燈單地址碼設置的使用需求及后續擴展。考慮到實驗室教學應用的多樣化環節，如對應大規模演出燈光設計或專業聲光秀數字編程教學等活動的大負荷量，在實驗室空間四周相應位置設4處三相100 A規格的備用電源及配套的移動式數字調光硅箱，以對應臨時用電設備的安裝和用電負荷量的增加需求。

在實驗室燈光系統中配置鎢絲光源系列燈具及氣體放電燈設備的同時，大部分專業燈具設備采用LED光源燈具，各類舞臺燈具設備均采用16 A國標航空接插件和護套阻燃橡塑電纜連接，舞臺干冰機設備采用12 kW三相專用插座取電。實驗室地面四周設有環繞并可臨時開啟蓋板的隱藏式電纜接線地槽并設置電源回路插座，為表演區場地設置的臨時加裝燈具或流動燈具提供電源及弱電信號回路，以避免或減少實驗室空間飛線供電狀態出現。為了保障師生在實驗中的安全，實驗室用電設備在安全運行方面也采取相應措施和技術保障。每個供電可控硅柜均采用單獨直通與調光回路切換的供電方式，同時可控硅柜體內每個單回路硅塊以單獨方式供電，每個調光器柜、流動硅箱均采用220 V 16 A漏電保護開關，以消除漏電短路等事故隱患，確保實驗室教學人員及設備的安全。

結合大燈光實驗室建筑頂部的“井”字梁構造，根據多功能專業燈光實驗室的使用需要，采用16組鋁合金燈光桁架模塊結構布局，配合吊機裝置，實現懸吊桁架模塊及照明燈具設備的升降控制。通過橋架電纜，連接卷線器為燈光桁架模塊設備供電，轉接19芯電纜，配以16 A國標航空插座連接到每臺燈具或用電設備，以良好的接地保護措施為實驗室設備安全供電。

2.2 配套教室或輔助房間

為了充分發揮燈光實驗室的功能并提高使用效率，相應設計若干配套教室或輔助房間，主要包含專業基礎課教室、數字軟件應用課教室、供配電室、調光器室、設備維修室、設備儲存室等。

數字編程課教室配置相應的數字燈光控制臺及各種常規燈、電腦燈、矩陣燈、激光燈等設備，構成全方位數字3D照明演示空間，用于燈光編程控制課程教學，以利于提高學生燈光實操控制水平。

配電室、調光器室在保障實驗室供電運行的同時，還可用于開展舞臺燈光三相供電配電原理、舞臺調光及直通回路切換、強電和弱電信號控制的現場教學。

維修教室用于日常燈具和器材的維護、修理，并可進行設備保養知識技能等的實操培訓。儲存室用于存儲常用儀器儀表、膠帶、濾色片耗材等。庫房設施是燈光實驗室建設和管理以及演出案頭準備工作不可或缺的重要配套部分，也是歷屆舞臺燈光畢業生走向專業設計舞臺前應當具備和掌握的基本實操技能培訓的空間。

3 燈光實驗室燈具設備的配置

燈光實驗室設備應符合時代對演出藝術的技術需求，專業燈具根據空間高度和面積進行配置，為舞臺美術系燈光設計專業本科教學、研究生教學等相關專業創作活動提供實驗條件。其中涉及光源、光位、光色、色溫、顯指、照度、照度均勻度、亮度、流明、飽和度、投射方向、投光角度等專業概念和專業課題研究。實現多元化舞臺視聽效果設計及相關的燈光、音效、影像、煙效、材料等數字技術專業化綜合效果同步呈現，奠定教學必要的物質基礎。同時，以專業劇場、演播室照明為前提，根據演出需要的效果，系統規劃燈具品質、燈具性能、燈具功率、燈具控制方式以及常規燈與電腦燈數量及比例等，滿足舞臺燈光實驗室系統的燈具設備配置和藝術表現形式創新的需求。

3.1 燈具設備選型

在燈具設備選型方面，體現當今演出方式及設備的科技水準，選擇具有時代前沿并具有專業特點的主流產品燈具，合理配置安裝，以滿足舞臺基礎布光及造型光投射的需要，使燈光教學對應專業演出技術設備的同步發展。

考慮到各類演出常用燈具對光源色溫、顯指等技術參數要求，選配各類高顯指光源，包含標準色溫3 200 K鎢絲聚光燈、高壓氣體放電光源電腦燈、LED白光聚光燈、LED螺紋全彩聚光燈、LED系列成像燈等。高色溫光源電腦搖頭燈的配置須考慮到氣體放電光源與LED等光源燈具的數量配比，包括切割圖案燈、染色燈、光束燈、矩陣燈、泛光燈等各類舞臺燈具。

3.2 燈具布置

面光位于大燈光實驗室主表演區正面，設備安裝在“一”字型燈光桁架上，以45°基準規范為面光照明的依據并配置非球面聚光燈具，通過傾角和焦距調節獲得教學實驗所需的基礎照明光。對于光源的選型，主要采用2 kW鎢絲燈光源、1400 W氣體放電燈光源、LED光源各類燈具等；燈具的選型含非球面透鏡聚光燈、螺紋透鏡聚光燈以及成像燈等。根據空間高度和投射距離選配適當功率燈具對應，電腦燈設備為1400 W切割圖案電腦燈，形成對實驗空間或表演區域有效覆蓋的布光，兼顧人物場景及高清演播室空間布光，要求照明的垂直照度達到＞3 000 lx，光通量輸出＞35 000 lm～45 000 lm，色溫矯正范圍在2 700 K～6 000 K之間線性可調。

頂光照明在大燈光實驗空間采用矩陣方式分為16組燈光桁架模塊布局，以縱向4組、橫向4組排列。每個燈光桁架模塊相應安裝有各類功能的舞臺照明燈具，可實現從整體布光到局部光區范圍光效亮度與混色混光的任意組合。調整燈光桁架模塊的高度，可形成個性化照明桁架模塊排列，滿足各劇種及不同演出風格、表現形式所需的布光效果。桁架模塊所形成的頂光照明混合配置了多種光源及不同色溫的燈具，如: 3 200 K鹵鎢光源常規燈、LED光源染色燈以及5 600 K氣體放電光源電腦搖頭燈設備等，形成每組單元桁架模塊有序的矩陣排列。其中，常規聚光燈主要采用非球面透鏡聚光燈及螺紋透鏡聚光燈，與面光照明延續銜接，使表演區照明形成有效、一致、均勻的布光及不同層次的光比控制。要求照明的水平及垂直照度達到＞3 000 lx，各類電腦燈在燈光模塊的分布配置兼顧不同功效和類型的組合，根據投射面積和距離等需求，確定燈具的功率和體量。同樣配置國產主流產品1400 W圖案和染色電腦燈，以及不同光源、功率、功能的染色燈、光束燈、切割燈、矩陣燈等系列電腦燈設備，構成桁架模塊吊掛燈具的多功能分布，便于學生在實驗過程中獲得豐富的個性化舞臺燈光場景效果。

圖1 懸吊桁架模塊及燈具分布示意圖

側光照明燈具設置在大燈光實驗室的兩側，設計排列“日”字型可升降組合吊架，用于吊掛各種電腦燈或常規燈具，有益于學生在實踐中體會舞臺側光照明方位的塑形布光應用，并掌握舞臺側光與邊沿幕系統的對應關系，研究位于不同高度設置的側光燈具與面光、頂光、逆光方位照明形成的組合關系及光比效果，明確高、中、低位側光照明以及舞臺流動側光照明和造型效果設計的方法并學習流動燈布線的規范操作，以獲得專業化的視覺印象及舞臺工作經驗和操作常識。懸吊桁架模塊及燈具分布示意圖，見圖1。

在實驗室二層環繞式工作馬道，選配PAR64拋物線反射器全封閉光源燈具，包含PAR64系列cp60、cp61、cp62、AC4552光束燈等高顯指鎢絲光源燈具，以及19°、26°、36°、50°等多種舞臺成像燈，還可安裝中小型追光燈。目的在于使學生掌握各類常用燈光設備的光學原理和操作性能，并了解舞臺燈具發展與演出場景照明所需要的效果以及安全操作規范等。

其他舞臺常規燈設備還選配有天排燈、地排燈、腳光燈、條形泛光燈等系列常規燈具，用于在教學中演示泛光照明和色彩渲染效果，便于實驗舞臺畫幕、舞臺天幕、平面繪景及舞臺立體場景裝置照明的表現方法。

4 實驗室多功能布局與運行保障

大燈光實驗室還可作為多功能演出的實驗空間，根據舞臺布光及攝影教學等課程需要，亦可鍛煉學生自行搭建臨時拆裝式舞臺并可組建各類觀演空間，提高動手實踐能力。擴展實驗的范圍，研究燈光與各類材質、材料產生的效果關系，針對各種著光、透光、不透光、半透光、反射光、鏤空、浮雕等造型及材料的布光效果進行實驗，感悟舞臺燈光與空間場景效果呈現的關聯，還可以進行各類演出燈光、影像、聲效等多媒體形式的綜合視聽訓練。

4.1 幕布系統

大燈光實驗室幕布系統，利用頂部桁架模塊間隙及“井”字梁結構安裝軌道幕或邊沿條幕吊桿，以形成鏡框式劇場演出的布光模式。在環繞周邊挑空的工作平臺回廊下沿欄桿扶手處也可安裝側幕和底幕，形成完整背景和必要空間遮擋，以適合多種專業科目的舞臺燈光教學需要。幕布系統示意圖，見圖2。

圖2 幕布系統示意圖

根據教學需要，結合專業實驗特點，可在空間中系統安裝多種幕布，例如：對開幕、邊沿幕、側幕、天幕、塑膠幕、黑底幕、繪景幕、各類紗幕、卷軸投影幕等，所有幕布均要求采用具有良好防火阻燃性能的材料制成。通過調整幕布系統可改變空間的觀看視線，用于舞臺空間的分割應用與構建合理的觀演關系研究；當卸下邊沿條幕時，實驗室可轉變為黑匣子劇場表演空間或演播室節目制作空間布光的模式。在實驗室懸掛白天幕或黑底幕時，可按照演出燈光教學劇目規定的情景要求表現劇中環境，并便于研究舞臺天幕色彩渲染效果及繪畫布景的表現方法，在橫向燈光桁架模塊的間隙中設置升降吊桿或卷軸桿，便于吊掛輕體紗幕、塑膠幕，用于投光投影或進行各種視頻影像教學實驗。體會演出藝術的劇場特點，豐富舞臺藝術的表現形式，提高燈光設計的表現魅力。

4.2 數字調光控制臺

數字調光控制臺設備安置在位于二層馬道調光操控區域，須具有良好的觀看和操作視線，模擬實施演出現場的調光操作，并以劇場相同的工作方式進行舞臺燈光數字編程調光控制教學，同時完成舞臺合成及技術彩排的燈光控制操作訓練，并組建數字燈光主控制臺與備份控制臺演練程序操作及離線編程效果還原技術等現場教學。臨時舞臺、側光、工作馬道燈具分布示意圖，見圖3。

圖3 臨時舞臺、側光、工作馬道燈具分布示意圖

環繞式馬道工作平臺，馬道扶手欄桿的上端裝有直徑50 mm的橫桿，構成實驗室空間中部高度的投光布局，適宜安裝及實操各類輕型常規燈具，便于學生掌握舞臺燈具布光操作要領和常規燈對光技巧，同時還能成為追光燈安裝的位置以及舞臺常用燈具存儲吊掛和收納的空間。

4.3 場燈及藍白工作燈照明系統

燈光實驗室的場燈及藍白工作燈照明系統是演出的重要環節，觀眾場燈照明的品質也是衡量專業演出場館建設水準的重要因素之一。藍白工作燈照明系統是控制在一定范圍內的可調控照明燈，采用鎢絲燈光源和LED兩種高顯指光源，選用光質柔和的燈具獲得均勻的舞臺工作燈照明分布。白光色溫在3 200 K～5 600 K，要求光源顯色指標良好，調光控制曲線平滑無閃爍，以滿足不同場合需求工作照明。場燈水平照度分布及色溫調控需求，水平照度＞500 lx可線性調控，并實現舞臺監督臺與燈光操作臺分別控制的場燈調節，形成專業演出和自然舒適的觀演燈光環境。

藍白工作燈在滿足專業演出工作環境需要的同時，可分別做到藍光、白光調節或混色等功能，安裝在工作馬道下方的藍白工作燈，采用遮光套筒工藝設計，以減少對觀眾的干擾并保障演出舞臺暗場遷換安全和裝拆臺作業處于安全合理的工作照明。

4.4 舞臺監督用操作控制面板

在燈光實驗室挑臺工作通道一側設置舞臺監督用操作控制面板，可實現演出場燈的明暗切換、開閉幕過程的有序控制，可通過有線及無線的對講通訊方式，實現舞臺監督與導演、燈光設計、燈控臺、追光、音視頻、場景裝置遷換、特效等舞臺各部門的工作聯絡，形成準確一致的演出管理機制，使學生從中學習掌握國際通用的演出藝術管理方法和制作與應用的慣例常識。

4.5 電動葫蘆吊機裝置

燈光實驗室燈光桁架模塊矩陣系統依靠電動葫蘆吊機裝置實現可編程的升降控制。包含縱向與橫向共16個燈光懸吊桁架模塊，規格為長3.2 m、寬2.2 m；8個側光“一”字型桁架，長3.2 m；4個面光“一”字型桁架，長2.2 m；兩道“一”字型桁架天排燈及黑底幕、天幕桁架等。吊裝方式均采用桁架模塊與建筑“井”字梁組合銜接，每只吊機提升載荷為500 kg，每個矩形桁架模塊采用4只數字吊機裝置實現2 000 kg載荷的同步升降，每個“一”字型側光桁架使用2只數字電動吊機裝置實現起吊升降。為確保安全，桁架吊裝燈具設備限制在1 000 kg荷載范圍之內。燈光桁架模塊陣列分布高度可根據演出形式和燈光教學實驗的需要，通過編程實現多種高差的矩陣組合，如水平懸掛、錯落懸掛、傾斜懸掛等方式，使燈光實驗室成為適應不同演出形式、功能多變的專業燈光設計教學實驗的平臺。

4.6 舞臺特效設備

為了營造和表現各種場景效果，符合戲劇主題特定環境氛圍的描寫，創造特定舞臺場景，效果器設備配置包括煙機、霧機、干冰、雨雪、風機、泡泡機等，有助于表現寫實場景或非寫實場景環境氛圍營造以及各種表現形式的想象空間。

4.7 影像、音效設備

實驗室配置數字投影設備及必要的效果轉換工作站及顯示設備等，是為適應演出舞臺燈光多元化應用的發展。通過與之配套或備份的音頻和投影等設備，實現舞臺視聽設計藝術的創意組合，形成舞臺燈光、影像、聲效等演出視聽多元化表現功能的數字藝術教學體系。

4.8 設備管理與運行

燈光實驗室重視健康、清新環境條件的營造，使教學實驗研究和藝術交流活動適應國際化、專業化、舒適健康要求。同時，建立納入行政主管部門的運行管理機制，確定責任范圍，組建專職技術管理人員及設備維修、維護、保養團隊，確保教學課程的使用需求；空調系統為教學提供安全可靠的溫控性能，同時要求細密控制PM2.5、PM10、過濾、溫濕、除菌、新風、換氣、排風等達到相關規范規定的參數和指標。這是當今文化藝術場館建設中不可忽視的健康與愉心課題，同樣是舞臺燈光教學實驗室應達到的任務目標。

5 結語

綜上所述，中央戲劇學院舞臺燈光數字實驗室的設計思想，重在結合舞臺燈光設計教學需求，本著促進專業化的設計理念，以實用、合理、專業、前瞻為原則，減少不合理因素，杜絕盲目設計弊端，并以此指導工藝設計及設備安裝。

燈光實驗室的建設，明確設計思路，堅持創新精神，并遵循演出空間設計、建設的相關規范和標準，有助于燈光藝術教學與實踐向數字化、專業化、多元化的方向發展，提升藝術設計專業學生的創新和實踐能力，使藝術院校舞臺燈光實驗室物盡其用，成為培養、吸引、凝聚具有較好藝術素質和創新思維研究人才的實驗基地。

在此以探索演出燈光設計藝術教育以及多功能文化場館系統建設中專業概念設計方案為例，與業內同仁探討和分享，希望促進同類項目發展。探討舞臺燈光與中西文化交融的視聽語境，在有限的實驗室空間夯實設計應用能力，表現二度創作具有美學主題特征和時代精神的無限境界的視覺畫面空間。

（制圖：李光璞）