浙江國際影視中心600 m2演播廳燈光系統(tǒng)的建設(shè)與思考

姚葳澎

（浙江廣播電視集團(tuán)，浙江 杭州 310005）

1 演播廳概況

浙江國際影視中心600 m2演播廳，是浙江國際影視中心演播廳集群的重要組成部分。2015年，按照整體規(guī)劃、分步實施的原則，進(jìn)行了2 500 m2/1 200 m2演播廳專業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，考慮到當(dāng)時制作需求情況，600 m2演播廳未進(jìn)行建設(shè)。

近年來，隨著浙江廣播電視集團(tuán)節(jié)目播出量的增加，節(jié)目制作量也同步大量增加。為緩解演播廳供需矛盾，2018年，集團(tuán)決定建設(shè)600 m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)。本項目從2018年11月開始施工，2019年1月安裝調(diào)試完畢。600 m2演播廳的投入使用，使得浙江國際影視中心演播廳集群進(jìn)一步壯大，也為集團(tuán)節(jié)目制作提供了新的錄制場地（圖1）。

作為600 m2演播廳建設(shè)的參與者，筆者主要談演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的設(shè)計思路、系統(tǒng)架構(gòu)以及相關(guān)思考。

2 設(shè)計思路

600 m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的建設(shè)，充分借鑒了演播廳集群中2 500 m2/1 200 m2演播廳燈光系統(tǒng)的建設(shè)和使用經(jīng)驗。設(shè)計方案從節(jié)目制作要求和燈光系統(tǒng)使用習(xí)慣等方面進(jìn)行綜合考量，并將系統(tǒng)穩(wěn)定、功能全面、操作簡便、維護(hù)方便作為燈光吊掛控制系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)要求。

以下將從機(jī)械吊掛、供電系統(tǒng)、信號傳輸、設(shè)備布局四個方面，闡述600m2演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)的設(shè)計思路。

2.1 吊掛形式的選擇

吊掛系統(tǒng)是燈光系統(tǒng)中使用年限最久、技術(shù)穩(wěn)定性要求最高的子系統(tǒng)之一，在整體設(shè)計規(guī)劃中需要首先確定。電視綜藝演播廳中，比較常見的有水平吊桿和單點吊兩種吊掛形式。

圖1 建成后的演播廳

從功能性來看，水平吊桿的功能性較為單一，只是用作燈具的懸掛。而單點吊提升設(shè)備，不僅可作為燈具懸掛的載體，還可以組成不同的燈光結(jié)構(gòu)造型，給舞美和燈光設(shè)計以更靈活的創(chuàng)意空間。

從舞臺表現(xiàn)力和燈光創(chuàng)作角度來看，單點吊形式讓懸掛的燈具獲得更多元的變化形式，實現(xiàn)燈具排布的二次調(diào)度，從而獲得燈光結(jié)構(gòu)的實時變化。燈光的表現(xiàn)形式從二維結(jié)構(gòu)開展到三維的結(jié)構(gòu)，再結(jié)合光束運動和顏色變化，大大豐富了舞臺的表現(xiàn)力，讓演播廳具備更強(qiáng)的可塑性，設(shè)計時去除框架限制，可以在演播廳這個空間內(nèi)盡情發(fā)揮創(chuàng)作。

綜合以上因素，單點吊的吊掛形式更能適應(yīng)不同演出空間的燈光需求，符合節(jié)目多角度多場景的拍攝要求。

2.2 供電系統(tǒng)的設(shè)計

供電系統(tǒng)要考慮燈光設(shè)備、舞美置景、大屏以及道具的共同用電需求。不同的節(jié)目用光、布光方式不同，燈具可能會出現(xiàn)在舞臺的頂面、地面、立面，所以，在燈光供電回路設(shè)計時，要盡可能地將投光位置考慮周全，避免在某些重要的位置沒有電源接口，而造成無法設(shè)置燈位或使用中長距離拉臨時線產(chǎn)生安全隱患。為配合單點吊的吊掛形式，供電系統(tǒng)配置了同步上收纜裝置。在為燈光設(shè)備提供電源時，上收纜裝置能應(yīng)對不同用光需求，提供立體化的供電方式，實現(xiàn)演播廳供電安全便捷的使用。

2.3 燈光信號系統(tǒng)的考量

燈光信號系統(tǒng)在演出中的地位極其重要，如果比喻機(jī)械吊掛是四肢，供電系統(tǒng)是心臟，那么，燈光信號系統(tǒng)就是大腦，是演播廳燈光控制系統(tǒng)的核心。

根據(jù)2 500 m2/1 200 m2演播廳的使用經(jīng)驗，采用以太網(wǎng)構(gòu)建燈光信號控制系統(tǒng)，通過解碼器完成網(wǎng)絡(luò)信號與DMX512信號的互轉(zhuǎn)功能，能有效解決遠(yuǎn)距離控制、遠(yuǎn)程信號參數(shù)設(shè)置修改等具體技術(shù)問題，還可滿足大規(guī)模燈具使用時信號擴(kuò)展的需要。此外，考慮到演播廳集群設(shè)備共享與集中管理調(diào)配，在信號系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)備選型上，要求信號系統(tǒng)設(shè)備操作模式一致、協(xié)議兼容，在各演播廳中能互通使用。

2.4 設(shè)備層的布局

前期整體方案設(shè)計中，設(shè)備層的規(guī)劃布局也是一個關(guān)鍵要素。設(shè)備層不僅是放置燈光系統(tǒng)核心設(shè)備的場所，同時也是設(shè)備檢修、燈光吊裝時的工作區(qū)域。設(shè)備安裝的位置需要從人員行走安全、便于巡檢及減少線材用量等方面綜合考慮。合理的設(shè)備布局，有助于在發(fā)生緊急情況時，第一時間找到故障設(shè)備，排除隱患。

3 系統(tǒng)架構(gòu)

電視演播廳無論規(guī)模大小，靈活實用的機(jī)械吊掛系統(tǒng)、技術(shù)完備的供電系統(tǒng)和安全穩(wěn)定的信號系統(tǒng)是燈光系統(tǒng)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，也是燈光系統(tǒng)必要的基本功能。以下著重介紹600 m2演播廳機(jī)械吊掛、供電、信號傳輸三個子系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)。

3.1 機(jī)械吊掛系統(tǒng)

3.1.1 系統(tǒng)概述

600 m2演播廳采用單點吊機(jī)（電動葫蘆）的布局方式（圖2），滿足多角度多場景的布光需求。機(jī)械吊掛系統(tǒng)由84套提升載荷為1 000 kg的電動葫蘆及40臺自適應(yīng)同步收纜器組成。設(shè)備層設(shè)有19條軌道，軌道上設(shè)計了可手動移動的軌道滑車，軌道滑車可讓每臺電動葫蘆和上收纜裝置（圖3）根據(jù)需要在3 m距離內(nèi)水平移動。吊掛控制系統(tǒng)可同時控制任意數(shù)量的電動葫蘆，依據(jù)不同的燈光設(shè)計方案，靈活地調(diào)度吊點位置，以滿足不同區(qū)域、任意造型桁架結(jié)構(gòu)吊裝需求，并可完成各種高度和角度的升降、偏轉(zhuǎn)等實時造型變化。

圖2 吊掛布局圖

圖3 電動葫蘆和收纜器

3.1.2 吊掛設(shè)備配置

（1）電動葫蘆

每臺電動葫蘆荷載1 000 kg，配有高精度、高可靠性的光電編碼器，通過數(shù)值設(shè)置可對每臺電動葫蘆進(jìn)行精準(zhǔn)升降定位控制，定位相對誤差≤1 mm，運行速度0～100%變頻可調(diào)，運行速度最快可達(dá)8 m/min。全封閉雙電磁式制動器，保證斷電后第一時間剎車抱死，確保在任何情況下不會發(fā)生失控情況，保證使用過程的安全性。

（2）上收纜裝置

為配合單吊點的吊裝方式，配備了40套自適應(yīng)彈簧力矩調(diào)節(jié)式上收纜裝置，無須外部供電提供動力，通過夾片與電動葫蘆鏈條并聯(lián)固定，利用密封式蝸卷彈簧張力跟隨電動葫蘆同步升降，實現(xiàn)上收纜與吊點實時同步運行。每套上收纜裝置含4路32A直通回路、一主一備兩路網(wǎng)線，滿足不同吊點位置燈具設(shè)備的供電和信號的穩(wěn)定傳輸。

（3）手動軌道滑車

手動軌道滑車無須工具即可任意移動定位，可根據(jù)吊裝需要，調(diào)整電動葫蘆和上收纜裝置位置，實現(xiàn)點位的靈活布局。滑車到位后，獨特設(shè)計的升降輪裝置收起車輪，使支架與承重鋼梁貼合固定形成穩(wěn)定支撐，確保電動葫蘆安全吊裝。滑車外置發(fā)光號碼牌，用于區(qū)分支架處于可移動狀態(tài)或是鎖死狀態(tài)。

（4）稱重模塊

稱重模塊（圖4）與電動葫蘆配套使用，提供所有吊掛節(jié)點實時的重量參數(shù)，并精確地反饋給吊掛控制系統(tǒng)，通過吊掛控制臺實時監(jiān)測重量數(shù)據(jù)。

（5）吊掛控制柜

吊掛控制柜采用機(jī)箱式、模塊化設(shè)計，每臺控制柜支持4路變頻電動葫蘆控制能力，并接收來自電動葫蘆的定位編碼器信號、承重信號和上下限信號。1臺吊掛控制柜可對4臺電動葫蘆實施毫米級定位控制，多臺控制柜可互相串聯(lián)，實現(xiàn)吊點控制無限容量疊加。

（6）吊掛控制臺

吊掛控制臺通過網(wǎng)絡(luò)接入到整個控制系統(tǒng)中（圖5），管理網(wǎng)絡(luò)中所有的吊掛控制柜。吊掛控制臺可同步控制任意數(shù)量的電動葫蘆，通過控制軟件可以對電動葫蘆編程控制，使燈架能夠進(jìn)行各種高度和角度的升降、偏轉(zhuǎn)等運動，實現(xiàn)實時動態(tài)的節(jié)目演出和錄制效果。通過吊掛控制臺能直觀、動態(tài)地觀察每臺電動葫蘆的高度、載荷、速度、異常狀態(tài)等信息，保證系統(tǒng)的安全性。

圖4 稱重模塊

圖5 吊掛控制系統(tǒng)

3.2 供電系統(tǒng)

演播廳供電系統(tǒng)（圖6）采用兩路電源供電，當(dāng)其中一路電源故障時，可通過聯(lián)絡(luò)柜手動合閘啟用另一路電源，提供演播廳全部燈光負(fù)荷。供電系統(tǒng)配置直通/DMX信號插座箱11臺，位置分布在演播廳地面四周、一層馬道和二層馬道，每臺含4路4 kW回路，配置8個16A三芯防塵插座、2路網(wǎng)絡(luò)信號接口及吊掛應(yīng)急停止按鈕；燈光電源箱3臺，位置分布在演播廳地面和柵頂，每臺含1個125 A/3P空開；舞美電源箱2臺，位置分布在演播廳地面，每臺含1個200 A/3P空開；智能燈光直通立柜3臺，每臺72路直通回路，放置在柵頂層。直通立柜為上收纜裝置提供電源，模塊化設(shè)計的電源信號轉(zhuǎn)接盒通過接插件與上收纜對接，將上收纜的直通回路轉(zhuǎn)接為燈具電源接口，為任意位置的燈光設(shè)備提供電源，實現(xiàn)演播廳供電安全便捷的使用。智能直通立柜還具備電力實時監(jiān)控功能，實時監(jiān)控各輸出回路的電流、電壓、功率、三相平衡等運行狀態(tài)，提高用電安全性。

圖6 供電系統(tǒng)

圖7 信號傳輸系統(tǒng)1

圖8 信號傳輸系統(tǒng)2

3.3 燈光信號傳輸系統(tǒng)

3.3.1 系統(tǒng)概述

燈光信號傳輸系統(tǒng)采用以太網(wǎng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計，信號分布到各燈光桁架和燈光插座箱，覆蓋演播廳整體空間（圖7、圖8）。燈光設(shè)備層設(shè)置有2套網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，一套負(fù)責(zé)將燈光控制臺和12個舞臺周邊節(jié)點接入系統(tǒng)，另一套將40套上收纜裝置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接入系統(tǒng)，每個節(jié)點支持2路獨立的網(wǎng)絡(luò)輸入輸出鏈路；2套網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜環(huán)網(wǎng)鏈接互為備份，保障網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠。燈光網(wǎng)絡(luò)信號通過流動解碼器裝置將網(wǎng)絡(luò)信號解碼為燈光控制信號，本地和遠(yuǎn)程對DMX通道地址進(jìn)行軟設(shè)置，提升信號分配和故障排查的工作效率。

3.3.2 信號傳輸設(shè)備的組成

為滿足燈具和各類舞臺周邊設(shè)備信號控制的需求，系統(tǒng)配備44套支持Art-Net、sACN等多種燈光協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)信號解碼器。34套為模塊化設(shè)計的電源信號轉(zhuǎn)接盒（圖9），輸入端配置2個網(wǎng)絡(luò)接口；輸出端配置4個DMX信號接口；支持遠(yuǎn)程修改；定制化的USB供電接口，可實現(xiàn)不通電設(shè)置。10套流動解碼器（圖10）可為地面燈光設(shè)備提供信號控制，輸入端配置1個網(wǎng)絡(luò)接口；輸出端配置4個DMX信號接口；支持POE供電。考慮到燈具網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，信號網(wǎng)口設(shè)計，也為后續(xù)新型舞臺燈具控制網(wǎng)絡(luò)化預(yù)留接口。

4 技術(shù)特點

4.1 自適應(yīng)從動式同步化的線纜上收系統(tǒng)

線纜上收系統(tǒng)采用的自適應(yīng)、從動式的同步化方式，在使用中簡單易用，當(dāng)燈架下降時扁纜受力下降，上升時受彈簧張力收卷扁纜，無需人為操作，自動調(diào)整和保持扁纜適合的長度和張力，既達(dá)到綠色節(jié)能的目的，又能為不同高度位置的燈光設(shè)備提供電源和信號的穩(wěn)定傳輸，實現(xiàn)演播廳配電信號使用的安全、便捷。

圖9 電源信號轉(zhuǎn)接盒

圖10 流動解碼器

4.2 多角度、多場景點陣式的機(jī)械吊掛系統(tǒng)

吊掛系統(tǒng)采用點陣式布局，配合使用手動軌道滑車，以靈活地調(diào)整電動葫蘆位置，通過電動葫蘆水平和高度位移的變化，組成不同的燈光結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)燈具排布的二次調(diào)度，獲得更加多元的變化形式，以適應(yīng)歌舞、談話節(jié)目錄制中全景、中近景等不同景別、不同舞美場景的拍攝要求。

4.3 集控加多重安全機(jī)制的吊掛控制系統(tǒng)

吊掛控制系統(tǒng)支持時間碼控制功能，能與音頻、舞臺機(jī)械設(shè)備同步運行，實現(xiàn)燈光結(jié)構(gòu)與舞臺視效設(shè)備的聯(lián)動控制，系統(tǒng)集合靜態(tài)場景與動態(tài)的序列編程功能，可實現(xiàn)對電動葫蘆的大規(guī)模編組以及實時的升降、偏轉(zhuǎn)等燈光結(jié)構(gòu)造型變化，還可獨立編輯每個電動葫蘆的目標(biāo)位置、速度、加速度、減速度等運行參數(shù)，并同步至當(dāng)前已存儲的序列內(nèi)，實現(xiàn)靈活快速調(diào)整。

吊掛控制系統(tǒng)具備實時檢測與確認(rèn)功能，及時向用戶反饋執(zhí)行前和運行中的吊點運動狀態(tài)、指令回復(fù)、物理連接等錯誤信息，并自動停止存在風(fēng)險的運動，還能接收來自電動葫蘆的定位編碼器信號、承重信號和上下限信號，實現(xiàn)軟硬限位結(jié)合多重安全保障，有效保障吊掛系統(tǒng)的使用安全性。

4.4 即插即用的電源信號整體解決方案

系統(tǒng)設(shè)計了模塊化高度集成的電源信號轉(zhuǎn)接盒，轉(zhuǎn)接盒有兩個功能，一是將上收纜中的電源轉(zhuǎn)成燈具電源接口，二是將燈光網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)成DMX512信號，通過標(biāo)準(zhǔn)接插件與上收纜對接，安全快捷地為燈光桁架上的燈光設(shè)備提供電源和信號，實現(xiàn)電源和信號的即插即用。燈光解碼器可本地和遠(yuǎn)程對DMX通道地址進(jìn)行軟設(shè)置，提升信號分配和故障排查工作效率。定制化的USB供電接口，可實現(xiàn)不通電設(shè)置，在燈具信號連接前，就將信號分配工作完成。基于即插即用的電源信號一體化解決方案，可以幫助燈光工程人員安全高效地完成燈光裝臺工作。

5 經(jīng)驗與思考

演播廳燈光系統(tǒng)為燈光師提供了一個藝術(shù)創(chuàng)作的技術(shù)平臺。在參與本次燈光吊掛控制系統(tǒng)建設(shè)中，筆者也受到不少啟發(fā)。

5.1 重視前期調(diào)研工作

燈光系統(tǒng)的建設(shè)方向往往與行業(yè)發(fā)展和使用的變化密不可分，因此，設(shè)計前的調(diào)研工作十分必要。前期調(diào)研工作中，首先要借鑒現(xiàn)有燈光系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗，走訪分析電視演播廳建設(shè)的成功案例，并對演播廳使用情況進(jìn)行分析，征詢節(jié)目部門和一線技術(shù)骨干的意見，將適用的技術(shù)繼續(xù)沿用；再結(jié)合演播廳定位，確定技術(shù)需求，更好地整合資源、優(yōu)化方案，讓燈光系統(tǒng)更好地為燈光創(chuàng)作服務(wù)，發(fā)揮出技術(shù)平臺的最大功能。

5.2 制定針對性的解決方案

在系統(tǒng)的設(shè)計與實施中，對工作中遇到的問題進(jìn)行記錄，制定針對性的解決方案。在本次演播廳燈光吊掛控制系統(tǒng)建設(shè)中，根據(jù)自身工作模式和人員安排情況，提出軌道滑車無需工具、單人可移動的要求，在增加吊掛靈活性的同時，也注意減輕工作量；轉(zhuǎn)接盒USB接口的設(shè)置，是為了能用充電寶進(jìn)行信號設(shè)置，在燈具信號連接前就將信號分配工作完成，這些細(xì)節(jié)的創(chuàng)新都是在日常燈光工作中發(fā)現(xiàn)的，將在未來的使用中提升工作效率。

5.3 多方協(xié)調(diào)配合優(yōu)化完善設(shè)計方案

演播廳燈光系統(tǒng)的建設(shè)需要多方共同合作。業(yè)主提出設(shè)計方案，專業(yè)的系統(tǒng)集成公司落地實施。但在工程建設(shè)中，難免會有細(xì)節(jié)上的變動，要給業(yè)主調(diào)整的空間，共同將項目優(yōu)化完善。燈光系統(tǒng)建設(shè)完成后，在硬件設(shè)施確定的情況下，還可以通過軟件編程，根據(jù)使用者的操作習(xí)慣進(jìn)行功能、流程的優(yōu)化，讓系統(tǒng)更加安全和簡便。智能化、網(wǎng)絡(luò)化是未來演播廳的發(fā)展趨勢，這也對集成公司售后和軟件研發(fā)迭代的能力提出更高要求。

5.4 系統(tǒng)的擴(kuò)展升級空間

演播廳燈光系統(tǒng)建成后，隨著電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，燈光技術(shù)也會不斷更新，這就需要當(dāng)前燈光系統(tǒng)的實用性與可擴(kuò)展性相結(jié)合，尤其是控制系統(tǒng)協(xié)議的適用、各類接口的適配都要做到既滿足當(dāng)前系統(tǒng)實用可行的需求，又預(yù)留出未來擴(kuò)展、升級的空間。

在本次系統(tǒng)建設(shè)和使用過程中，筆者深刻體會到，電視演播廳燈光系統(tǒng)只有兼顧實用性和專業(yè)性，契合燈光師的設(shè)計理念和操作習(xí)慣，才能達(dá)到讓技術(shù)系統(tǒng)為人所用，讓技術(shù)服務(wù)于藝術(shù)的目的。