劇場(chǎng)電視臺燈光控制網(wǎng)絡(luò )設計方案探討

　　燈光設備系統是劇場(chǎng)、電視臺最重要的設備系統之一，而燈光控制系統是燈光設備系統設計的關(guān)鍵，其方案設計是否安全、先進(jìn)、完善、適用，設備選型是否穩定、可靠、先進(jìn)將直接影響著(zhù)整個(gè)工程的先進(jìn)性和工程質(zhì)量。

　　近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)開(kāi)始應用于劇場(chǎng)、電視臺的燈光系統中, 并向業(yè)界展示了它嶄新的應用前景。網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)解決方案己對傳統的DMX布線(xiàn)方案造成了強烈的沖擊。在許多新的大型燈光控制項目的招標文件中,對網(wǎng)絡(luò )技術(shù)要求的描述己成了必不可少的內容。

　　早幾年,在燈光控制系統中應用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的目的,主要集中在網(wǎng)絡(luò )燈光控制新技術(shù)如何比傳統的DMX布線(xiàn)燈光控制技術(shù)更加可靠和有效地保證演出活動(dòng)的正常進(jìn)行的問(wèn)題上。在設計方案上采用的新技術(shù)有網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)的DMX傳送及調光臺的數據在使用中的網(wǎng)絡(luò )熱備份同步技術(shù)等。

　　近年來(lái),由于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的進(jìn)一步成熟,國內、外廠(chǎng)商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò )燈光控制設備不斷豐富和完善,相繼出現了網(wǎng)絡(luò )接口燈具、網(wǎng)絡(luò )調光臺、網(wǎng)絡(luò )調光器、網(wǎng)絡(luò )視頻攝像頭等和各種形式的網(wǎng)絡(luò )燈光監控設備。

　　全光纖燈光控制網(wǎng)絡(luò )的出現,為燈光控制室、調光器室、辦公室、設備層、吊桿區等燈光控制系統的主要區域搭建了一個(gè)千兆級的“信息高速公路”網(wǎng)絡(luò )平臺，實(shí)現了大量與燈光控制、監測、管理相關(guān)的各種信號在各個(gè)燈光網(wǎng)絡(luò )設備之間快速雙向傳遞。與燈光控制與系統管理的相關(guān)軟件應運而生。燈光師、系統設計師、管理者和業(yè)主開(kāi)始把目光集中在：在設計燈光控制網(wǎng)絡(luò )系統的過(guò)程中，燈光控系統除了要保證絕對安全、可靠的演出活動(dòng)之外，還要考慮更多與燈光網(wǎng)絡(luò )系統相關(guān)的管理問(wèn)題。

　　以下的幾個(gè)基本設計原則是筆者在考慮網(wǎng)絡(luò )燈光控制系統設計時(shí)的一些心得，供讀者參考。

　　1. 突出劇場(chǎng)與演播室的功能與特點(diǎn)，燈光控系統以保證絕對安全、可靠的演出、演播活動(dòng)為最根本要求。

　　2. 在根本要求全面達到的基礎上，強調燈光控制網(wǎng)絡(luò )系統在劇場(chǎng)、演播室的技術(shù)管理、業(yè)務(wù)管理和安全用電管理等方面發(fā)揮的極其重要的作用。

　　 3. 采用新技術(shù)，新工藝，使燈光控制設備的技術(shù)水平與性能、參數達到國際先進(jìn)水平。

　　4. 燈光控制設備功能實(shí)用性、技術(shù)先進(jìn)性、使用安全性、操作可靠性、維修方便性、投資經(jīng)濟性。

　　5. 新系統必須兼容所有廠(chǎng)牌和新舊燈光設備的接入。

　　滿(mǎn)足用戶(hù)的需求是設計的根本目的。一個(gè)先進(jìn)、實(shí)用和高質(zhì)量的劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統必須是一個(gè)保證演播安全的系統，一個(gè)具有高科技管理水平的系統，一個(gè)與國際標準同步的系統，一個(gè)具有新的廠(chǎng)商與用戶(hù)合作形式及可以持續發(fā)展系統。

　　一、一個(gè)保證演播安全的系統

　　電視演播室燈光控制系統的最根本的任務(wù)是保證每一個(gè)演播活動(dòng)的燈光控制操作的可靠性和方便性。從劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統的技術(shù)要求出發(fā)，在系統的設計方案中，我們建議采取以下幾方面的重要措施。

　　1.網(wǎng)絡(luò )雙機熱備份

　　系統的主要設備（如調光臺、調光柜等）采用具有網(wǎng)絡(luò )雙機熱備份控制或雙機熱備份觸發(fā)先進(jìn)功能的產(chǎn)品以保證系統在演播活動(dòng)中燈光控制的絕對可靠性。

　　2.光纖主干線(xiàn)

　　劇場(chǎng)、演播室內的主要設備之間，同一子網(wǎng)的每個(gè)演播室之間，每個(gè)子網(wǎng)與總控室之間用光纖為主干線(xiàn)傳遞燈光控制系統各設備間的控制和監測、反饋信息。光纖具有如下優(yōu)點(diǎn)：電磁絕緣性能好；不向外輻射信號；適用于長(cháng)距離的信息傳輸以及要求高度安全的場(chǎng)合；光纖傳輸信號衰減較?。簲祿鬏敻影踩煽?。光纖頻帶較寬，數據傳輸容量可達千兆，可確保數據信息高速路的通暢；光纖通訊是非常成熟的先進(jìn)技術(shù)，光纖通訊設備更易于檢修維護；光纖接頭在耐腐蝕，防脫落等方面的性能優(yōu)越于其它形式的接口。光纖的使用環(huán)境溫度范圍寬，受溫度、季節等的變化影響很小，并且使用壽命很長(cháng)。因此采用光纖為主干線(xiàn)的傳輸方案對劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統的可靠性提供了有力的保障。

　　3. 多種信號接口：

　　所有固定式調光柜或流動(dòng)式調光硅箱都具有DMX信號接口、RJ45網(wǎng)絡(luò )接口和SC多模光纖網(wǎng)絡(luò )接口，允許多種控制信號同時(shí)接入。即除了能夠接收本控制室主控DMX信號外還能夠接入來(lái)自其它控制室副控、備份或中央監控網(wǎng)絡(luò )DMX信號。使系統可以非常方便地按節目的需要采用多種熱備份、遠距離、多方位和控制集中控制的方式實(shí)施控制，以保證節目演播活動(dòng)萬(wàn)無(wú)一失。

　　4. 調光器電氣參數反饋功能：

　　所有固定式調光柜或流動(dòng)式調光硅箱都具有反饋電氣參數功能，通過(guò)軟件和授權密碼可在燈光控制網(wǎng)絡(luò )上任何地點(diǎn)監控每臺立柜中或流動(dòng)調光硅箱的各個(gè)硅塊模塊工作狀態(tài)：如開(kāi)路、短路、負載、溫度、電流等狀態(tài)并對其進(jìn)行設定，具有自動(dòng)報警功能，引導維修人員迅速排除故障。

　　5. 所有設備反饋控制狀態(tài)功能

　　系統中所有燈光相關(guān)設備具有反饋控制狀態(tài)功能。在燈光控制網(wǎng)絡(luò )上任何地點(diǎn)可對調光系統中所有設備進(jìn)行監控和設置。當某設備出錯（如某個(gè)DMX節點(diǎn)不工作）時(shí)，立即報警。指引操作人員在事故發(fā)生之前及時(shí)處理的故障。

　　6.UPS延時(shí)電源供電

　　系統中所有控制臺及主要網(wǎng)絡(luò )識備用UPS延時(shí)電源供電，可保證系統的高抗干擾能力及在停電時(shí)進(jìn)行控制數據的保護。

　　7.兼容所有廠(chǎng)牌設備

　　系統將設有DMX網(wǎng)絡(luò )輸入/輸出接口，以兼容所有廠(chǎng)牌的調光臺、硅箱等新、舊設備的接入。

　　8.保存場(chǎng)景的功能

　　調光柜具有保存場(chǎng)景的功能，在控制器突發(fā)故障情況下，保持至少最后一場(chǎng)的燈光狀態(tài)，保證節目錄制。

　　9. 其它要求：

　　所有調光控制臺輸入、輸出（I?）接口具有光電隔離保護功能，調光臺、調光柜全部線(xiàn)路板采用表面焊接技術(shù)（SMT）生產(chǎn)。各種信號接口采用軍品優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并具有熱拔插功能。

　　二、一個(gè)具有高科技管理水平的系統

　　設計方案在完成了“保證演播活動(dòng)的燈光控制操作的可靠性” 這一根本的任務(wù)的基礎上，利用燈光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的強大功能和先進(jìn)性，使劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統成為行業(yè)內智能化、網(wǎng)絡(luò )化管理的和可以持續升級典范系統。

　　結合劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統在技術(shù)管理、業(yè)務(wù)管理和安全用電管理方面的具體需求，我們把不同的多個(gè)演播室和劇場(chǎng)的燈光控制系統按使用功能和地域連成若干個(gè)控制子網(wǎng)，設立一個(gè)中央監控室，以光纖為網(wǎng)絡(luò )主干線(xiàn)，用光纖交換機和路由器等網(wǎng)絡(luò )設備連結各個(gè)子網(wǎng)，從而形成 “劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制全光纖以太網(wǎng)絡(luò )總系統”。

　　根據不同的項目的具體需要而為劇場(chǎng)、電視演播室設計 的“燈光控制網(wǎng)絡(luò )系統綜合管理軟件” ， 其目的都是使系統將在演播室的技術(shù)管理、業(yè)務(wù)管理和安全用電管理等方面為燈光師和管理者提供十分豐富的增值服務(wù)。以下是“燈光控制網(wǎng)絡(luò )系統綜合管理軟件” 的 一些主要功能。

　　1.調光器電氣參數綜合監控Dimmer Information:

　　監測、處理系統中所有網(wǎng)絡(luò )調光器中各回路燈光的電氣參數（如電流、電壓、溫度和開(kāi)關(guān)量等）的實(shí)時(shí)和歷史數據。實(shí)時(shí)報告出錯或產(chǎn)生一系列的技術(shù)分析圖表或技術(shù)報告，例如某個(gè)燈位在一年中使用的情況、某種型號的燈泡的實(shí)際平均使用壽命，某次演出的用電量情況等等……。

　　2.調光臺綜合監測及管理Video Link:

　　理者利用此系統可以非常方便了解網(wǎng)絡(luò )中所有調光臺的實(shí)時(shí)操作情況。包括操作者的個(gè)人資料、現場(chǎng)、預演、組、集控、效果、當前光輪的位置、用戶(hù)輸入的命令等。任一調光臺操作界面的變化可以實(shí)時(shí)在多臺PC上監測到。所有這些現場(chǎng)調光臺及操作者相關(guān)的操作技術(shù)數據，記錄在系統監控服務(wù)器的調光臺操作數據庫中，是電視演播室和劇場(chǎng)的重要技術(shù)歷史資料。通過(guò)軟件處理這些操作技術(shù)數據，可以產(chǎn)生一系列的技術(shù)分析圖表或技術(shù)報告，例如某演播室的某個(gè)調光臺在一年內的使用情況分析；可以重演某臺演出的操作過(guò)程，從中可以分析出某位燈光師的操作習慣；在發(fā)生演出事故之后，也可以通過(guò)對調光臺操作數據庫的分析，得到事故是否與操作失當有關(guān)等技術(shù)結論等等……。

　　3.調光臺離線(xiàn)編輯管理Offline Edict Software:

　　調光臺離線(xiàn)編輯系統是一套多功能的專(zhuān)用控制和監測軟件它與真實(shí)的調光臺具有相同的操作界面，支持中、英文的操作界面，可在多臺普通臺式或便攜式計算機上實(shí)現?？稍诓煌难莶ナ铱赏瑫r(shí)使用主要實(shí)現以下的一些功能：
　　可以當一個(gè)實(shí)際的、獨立的、便攜式調光臺使用（主調光臺）
　　可以作為主調光臺的網(wǎng)絡(luò )備份調光臺，實(shí)現“完全跟蹤熱備份”
　　可以非常方便實(shí)現集中、多方位和遠距離控制等多種控制方式
　　可以將離線(xiàn)編輯（在辦公室或在家中）好的現場(chǎng)控制數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸給調光臺：包括場(chǎng)，集控、組、效果、配線(xiàn)、調光曲線(xiàn)等。
　　可以實(shí)時(shí)監視網(wǎng)絡(luò )調光柜的狀態(tài)（Dimmer Information):包括端口狀態(tài)，總電流、總電壓、錯誤報警、每一路的電流、開(kāi)關(guān)、溫度、亮度。

　　4. 燈光效果設計軟件WYSIYYG“威思”：

　　目前最典型的燈光效果設計軟件是加拿大CAST公司的WYSIYYG “威思”(What You See Is What you Get所見(jiàn)即所得)軟件?！巴肌?，適用于劇院、電視臺、歌舞廳等場(chǎng)所的燈光設計、燈光導演、燈光控制。設計人員可通過(guò)“威思”設計燈光圖，并產(chǎn)生所有需要的布線(xiàn)圖、燈具方案、顏色方案?！巴肌本哂蓄A覽和渲染功能并具有圖層設置、場(chǎng)景布置設計功能。擁有多項類(lèi)庫：常規燈具、各類(lèi)運動(dòng)燈、各類(lèi)燈桿、吊架、顏色、圖案、表演者、結構，并能隨時(shí)更新下載，也可引入其他的照明設備庫或自定義照明設備?！巴肌碧峁┰O計的文書(shū)報告和相關(guān)的資料統計，為裝臺提供資料?！巴肌蹦K和調光臺之間可以雙向以太網(wǎng)通訊連接。具有場(chǎng)編輯器功能，通過(guò)記錄的燈光元素和燈光面貌或以不同組合或通過(guò)選擇光路和分配光亮度來(lái)實(shí)現。 “威思”也可支持在執行期間實(shí)時(shí)監視燈光場(chǎng)，可通過(guò)使用3D或2D圖形顯示。CAST公司W(wǎng)YSIYYG“威思”軟件著(zhù)名的注冊合作開(kāi)發(fā)商計劃（RWD）是它在全球廣泛推廣的一個(gè)重要措施。目前全世界已有13間著(zhù)名的調光臺廠(chǎng)商參加了RWD計劃。這些公司包括了Compulite（以色列）、ETC（美國）、Flying Pig（歐洲）、HDL（中國）、High End（美國）和Strand（英國）。WYSIWYG “威思”軟件可以直接安裝所有RWD計劃廠(chǎng)商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò )調光臺、離線(xiàn)編輯器上，實(shí)現與WYSIWYG“威思”的控制臺軟件的無(wú)縫連接，以而實(shí)現了設計與控制的一體化。

　　5.調光網(wǎng)絡(luò )設備管理系統：

　　應用調光網(wǎng)絡(luò )設備管理系統，管理者可以在網(wǎng)絡(luò )上（不需要到設備現場(chǎng)）設置所有燈光設備（包括：DMX節點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò )配電柜、網(wǎng)絡(luò )調光柜、網(wǎng)絡(luò )調光臺、網(wǎng)絡(luò )工作站、網(wǎng)絡(luò )攝像頭等。）的工作參數,如IP地址、DMX地址、燈光回路預熱值、調光曲線(xiàn)設置等。也可以在電腦上編排多個(gè)演播室的使用時(shí)間表，有效控制所有網(wǎng)絡(luò )DMX節點(diǎn)的工作，防止某些未經(jīng)批準的使用發(fā)生。還可以實(shí)時(shí)在監察調光系統中所有設備，若任一設備發(fā)生故障，系統將發(fā)出警報。

　　6.多媒體監控及指揮系統：

　　多媒體監控及指揮系統利用光纖網(wǎng)絡(luò )提供的足夠頻寬信息通道，在每一個(gè)子網(wǎng)中可以使用若干個(gè)網(wǎng)絡(luò )攝像頭，配合監測軟件，管理者可以在網(wǎng)絡(luò )中的任一地點(diǎn)，一目了然地監測多個(gè)關(guān)鍵工作地點(diǎn)（如調光器室、設備層、觀(guān)眾區、舞臺區等關(guān)鍵區域）的視頻圖像，實(shí)現“全閉環(huán)”的燈光控制方式。

　　音頻對講系統也可以接入光纖網(wǎng)絡(luò )中，實(shí)現電視演播活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )化指揮調度。

　　7.燈光設備使用檔案管理系統：

　　燈光設備使用檔案管理系統用于管理網(wǎng)絡(luò )中的所有設備的使用情況，在通用臺式或便攜式計算機上運行，以Windows為操作系統，具有下列一些功能：

　　保存和管理所有設備的購買(mǎi)情況、廠(chǎng)家信息、保修狀態(tài)等。
　　記錄每個(gè)設備的維修歷史。
　　實(shí)時(shí)記錄每個(gè)設備的開(kāi)始使用時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、操作者等信息。
　　自動(dòng)記錄每個(gè)設備的錯誤歷史。
　　能夠打印出以上的所有信息。

　　8.燈光網(wǎng)絡(luò )系統安全用電管理系統

　　安全用電管理燈光控制系統管理中重要的組成部分之一。在本方案中，燈光控制系統的安全用電管理主要是利用光纖網(wǎng)絡(luò )監測各演播室的調光柜、配電柜和機房的安全用電重要參數，在發(fā)現異常情況時(shí)，監控設備將自動(dòng)報警，指引值班人員迅速處理事故。

　　本網(wǎng)絡(luò )控制系統同時(shí)為劇場(chǎng)、電視臺的安全、消防管理部門(mén)預備了授權數據接口，本系統產(chǎn)生的所有關(guān)于燈光控制系統的安全數據將作為該管理部門(mén)的重要參考資料。

　　所選用的所有調光柜具備有完善的電氣參數網(wǎng)絡(luò )反饋功能，非常方便地調光器中各回路燈光的電氣參數（如電流、電壓、溫度和開(kāi)關(guān)量等）的實(shí)時(shí)反饋到安全用電網(wǎng)絡(luò )監測管理系統。

　　選配專(zhuān)用的安全監測網(wǎng)絡(luò )接口，可將配電開(kāi)關(guān)的通斷、三相電壓、三相電流、中性線(xiàn)電流、觸點(diǎn)溫度、配電柜溫度、各機房?jì)鹊臏囟群图t外火警探頭等重要參數將通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )反饋到安全用電網(wǎng)絡(luò )監測管理系統。

　　三、一個(gè)與國際標準同步的系統

　　燈光控制網(wǎng)絡(luò )方案在控制信號標準方面主要執行DMX-512標準協(xié)議和燈光網(wǎng)絡(luò )標準協(xié)議（建議使用美國ESTA組織的ACN標準和歐洲的Art Net標準）。也就是說(shuō)在本系統所選配的主要燈光設備（如調光臺、調光器）中同時(shí)具有DMX和ACN(或Art Net)標準網(wǎng)絡(luò )接口。DMX-512標準協(xié)議主要保證燈光設備之間的控制信號穩定可靠地傳遞，而ACN和Art Net標準協(xié)議是在保證控制信號穩定可靠地傳遞的前提下，穩定可靠地雙向傳遞系統中大量其它監測、相互通訊和反饋TCP/IP協(xié)議信號。它允許不同廠(chǎng)家的燈光控制設備間能夠相互通訊和操作。它將在燈光系統的技術(shù)管理、業(yè)務(wù)管理和用電安全管理發(fā)揮極其重要的作用。

　　四、創(chuàng )造一個(gè)具有新的廠(chǎng)商與用戶(hù)合作形式及可以持續發(fā)展的燈光控制系統

　　設計方案致力于將劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統設計成為一個(gè)可持續升級的典范系統。全光纖網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)系統為劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統打造了一個(gè)千兆級的信息高速公路平臺，它將會(huì )使燈光控制系統的網(wǎng)絡(luò )基礎保持較長(cháng)時(shí)期的先進(jìn)性。

　　近年來(lái)，新的具有TCP/IP網(wǎng)絡(luò )接口的燈光相關(guān)設備（如網(wǎng)絡(luò )電腦燈、網(wǎng)絡(luò )調光器、網(wǎng)絡(luò )配電柜、網(wǎng)絡(luò )攝像頭等）已不斷出現。劇場(chǎng)、電視臺的管理者在未來(lái)將根據新的管理需求和新的燈光設備的發(fā)展提出對系統功能的擴展、增加或改良（如某種管理監控界面與實(shí)際需要有編差，使設備的使用不夠方便）。

　　在控制系統網(wǎng)絡(luò )結構不變的情況下廠(chǎng)商為了不斷滿(mǎn)足用戶(hù)的新需求而對系統中的某些設備進(jìn)行改良（大部分將是軟件功能的修改），廠(chǎng)商將把這些服務(wù)視為正常的售后服務(wù)。

　　在傳統的DMX演播室布線(xiàn)系統中，用戶(hù)對系統的唯一要求就是；要穩定可靠地傳遞燈光控制DMX信號，只要設備使用正常，用戶(hù)一般很少提出對現有設備的改良。

　　在未來(lái)劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制網(wǎng)絡(luò )系統中，使用者與廠(chǎng)商將處于一種新的互動(dòng)關(guān)系中。使用者除了保證其設備能安全可靠地運行這一基本要求之外，還將不斷針對新的管理要求提出對系統提出新的增值服務(wù)，廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足這些新的增值服務(wù)將不斷延伸它的服務(wù)。這種親密無(wú)間的合作過(guò)程創(chuàng )造一種廠(chǎng)商與用戶(hù)之間全新的合作關(guān)系，它將促使劇場(chǎng)、電視演播室燈光控制系統成為一個(gè)可以持續發(fā)展和不斷升級、完善的系統。

　　結語(yǔ)：眾所周知，近年來(lái)世界上經(jīng)歷了模擬移動(dòng)電話(huà)系統被改變?yōu)閿底志W(wǎng)絡(luò )移動(dòng)電話(huà)系統的過(guò)程，在這個(gè)改變的過(guò)程中，移動(dòng)用戶(hù)對移動(dòng)系統的要求從僅僅為了穩定可靠地傳送高質(zhì)量通話(huà)信號逐漸提升到移動(dòng)系統網(wǎng)絡(luò )化所帶來(lái)的新的增值服務(wù)，包括短信、彩信、電子郵件、瀏覽網(wǎng)頁(yè)和網(wǎng)上銀行等。正是移動(dòng)用戶(hù)不斷提出的新的增值服務(wù)要求和移動(dòng)通信廠(chǎng)商為了滿(mǎn)足用戶(hù)新的服務(wù)要求而不斷改良系統和推出新的產(chǎn)品系列的這種新的互動(dòng)合作形式，正是這場(chǎng)廠(chǎng)商與用戶(hù)互動(dòng)的追逐游戲！促進(jìn)了移動(dòng)通信行業(yè)的這場(chǎng)巨大的技術(shù)革命。

　　與移動(dòng)通信的情況相仿，網(wǎng)絡(luò )燈光控制系統的應用正在創(chuàng )造著(zhù)一種廠(chǎng)商與用戶(hù)之間新的合作關(guān)系。這種在燈光控制行業(yè)廠(chǎng)商與用戶(hù)之間新的合作形式將同樣會(huì )推動(dòng)這個(gè)行業(yè)的巨大技術(shù)革命！