电脑灯是在20世纪70年代末80年代初才出现在电视舞台上的。起初,在国外一些大型的户外演唱会上,为了烘托现场气氛,使用了一些由电机控制的筒子灯(PAR灯)来产生可以摆动和颜色变化的光束。追溯起来,这可能就是电脑灯的原形了。作为真正意义上的电脑灯,是出现在80年代中后期。随着科学技术的发展,特别是数字化电脑技术的飞速发展,电脑灯经过起初的模拟时代变换发展到了现代的数字化时代。
电脑灯是在20世纪70年代末80年代初才出现在电视舞台上的。
绚丽多彩,变幻莫测的灯光效果是人们对歌舞厅的印象。这些效果来自于各式各样,形形色色的灯具。也就是人们所说的灯光。早期歌舞厅的灯光非常简单,有聚光灯、筒灯、小雨灯和一些笨重的机械转灯。随着电子技术的发展,出现了简单的声控机械灯,能映出图案、变换颜色及变化投光角度。但这些灯都是单独动作,无法作到整齐划一,步调一致。到了20世纪80年代出现了照明技术与电脑技术相结合的新型灯具,取名为电脑灯 。电脑灯可以几台、几十台、甚至上百台一齐按灯光设计要求变换图案、色彩,其速度可快可慢,其场面瑰丽壮观,叫人惊奇。电脑灯的出现是舞台、影视、娱乐灯光发展历史上的一个飞跃,也使人们对灯光技术有了新的认识。
之所以称之为电脑灯是因为它本身装有一个微型电脑电路,可以接受控制台发出的信号,并将它转化为电信号控制机械部分,实现各种功能。电脑灯内部可分为三大部分:其一是电脑电路,它是灯的大脑,接收命令以及发出命令都是由它来完成,还可以自检内部功能,设置地址编码,调校内部参数或功能。其二是机械部分,它是由若干个微步进电机组成,每个步进电机都可以独立动作,分别带动图案转轮、颜色转轮和调光、聚焦、光斑水平移动及垂直移动操作的机械部件。是光源部分,电脑灯的光源大部分都是高亮度的金属卤化物灯泡,灯具内部安装了镇流器,电容等灯泡电源电路。与电光源配套的光学系统非常先进,颜色片是由耐高温、透光率极高的滤色材料制成,使电脑灯射出的光束亮度非常高,颜色非常纯正。
与传统灯光比较而言,电脑灯有非常多的优点,列举一些最为显著的:
1、电脑灯光设备采用国际上通用的数码信号DMX512信号进行控制,兼容性好,控制精确快速。
2、电脑灯光设备可预置编程程序,精确走位,自动控制,为使用者控制灯光系统提供极大的方便。
3、电脑灯光可实行实时控制,操作者可根据临场情况进行灵活控制,控制方式的灵活性好。
4、电脑灯色彩纯度高,颜色变化丰富,一般可达几十种,能极为有效地为舞台渲色,而颜色由内置的镀膜色片提供,避免了传统灯具通过换色片换色的色彩失真和颜色种类少的缺点。
5、电脑灯的灯泡亮度全部实行线性调整,强弱变化的层次感好。灯泡寿命长达2000小时,避免了频繁更换灯泡的麻烦。
6、电脑灯图案丰富,通过三面棱镜控制,可以为舞台带来丰富的图案变化和多变的光束摆动,是传统灯无法做到的。
7、电脑灯频闪速度可调,1-10次/秒,可以根据现场情况实行直观有效的控制。
8、电脑灯普遍可实行X轴450°Y轴270°的移动,能将光束投射到动感听音区任何一个角落,且移动速度快。
9、电脑灯具备自动光电侦测归零,很好地保证了系统的同步性,使得灯光系统的整体性和统一性得到很好的体现。
以上只是电脑灯光与传统灯光设备比较的部分优势,但电脑灯光也有有待提高的地方,比如灯泡亮度(传统灯只需加大功率的灯泡即可,电脑灯则要使用更先进的电机和镀色片以及镜面等元器件并解决散热问题才能将亮度提供少许)。
摇头电脑灯通过旋转灯臂或类似构造来移动光束。灯泡及其他元件都安装在该灯臂上。
灯臂安装在底座枢轴上,灯具则安装在灯臂枢轴上,使其可连续进行左右(水平)方向,上下(垂直)方向运动。
摇头电脑灯包括两个种类:图案灯(profile)和染色灯(wash)。
图案灯的特点在于能造出极为锐利的光束和清晰的图象,及各种造型。
染色灯主要是为了投射柔和均匀的灯光而设,不会造成锐利的边缘和光影造型。
电脑灯的型号和品牌非常繁多,国产的、进口的、扫描式的、摇头式的,但归结起来不外乎以下一些特点。
电脑灯的结构特点
现在流行的电脑灯按结构形式来分大致有两种,一种是镜片扫描式电脑灯,另一种是摇头式电脑灯。
镜片扫描式电脑灯,是靠灯体前部的灯头上一块反光镜片摆动来投射光束。镜片由俯仰和方位两个电机驱动,完成垂直和水平的摆动。其优点是:镜片很轻,控制起来非常方便快捷,能够产生非常快速的光束运动变化。其缺点是:受反光镜轴的影响,光束运动范围较小。因此,比较适合悬挂使用。
摇头式电脑灯,是电脑灯起源时的最初设想形式,它的优点在于灯体转动带动光束运动,转动范围大,可做到360°旋转。这种运动效果能够在舞台上产生韵味十足的视觉感受。缺点是驱动摇头的电机功率较大,造成灯体较重。但随着科学技术的进步,这种缺点已经逐步得到克服,使得该种灯具近几年来得到了突飞猛进地发展,已经成为当今电视舞台上的主流电脑灯。其体积已经能够做到很小,重量能够做到很轻,使用起来已经非常方便。这种电脑灯的功能也是越来越全,从最初受技术限制只能做单纯的变色效果,已发展到同镜片扫描式电脑灯一样,能够产生出非常丰富的艺术效果的电脑灯。
设定问题
电脑灯采用的是数字信号控制,使用的是国际上较通用的DMX512控制协议。每一只灯就要有一个自身的编码,控制台发出的指令通过这个编码来识别每一只灯。电脑灯的编码器一般安装在灯的尾部(镜片扫描式电脑灯)或灯的基座(摇头式电脑灯)位置。现在常用的编码器有数字式和开关式两种。
数字式编码器设定起来相对比较简单,一般通过编码器菜单,通过翻页翻到地址设定,然后用编码器上的“ ”(up/∧)“-”(down/∨)符号键来改变数字的大小,确定后,通过按“ENTER”键确认。例如,一个具有20个通道的电脑灯。只灯的起始地址码是1,就设定为“001”;第二只灯的起始地址码是21,就设定为“021”;依次类萃推,第二十一只灯起始地址码是401,就设定为“401”。常用的“COMAR”电脑灯和“STUDIOCOLOR”、“STUDIOSPOT”电脑灯,就是采用了上述编码方式。
另外,还有许多电脑灯采用的是开关式编码器,它的构造如图4所示。它是由9个小的两位开关组成的(也有例外情况),当开关置于“on”的位置时,表明这个开关代表的数值码就起作用了。1到9号开关所对应的地址码数值见表1。例如:要设定起始地址码是1的电脑灯,就将开关“1”置于“on”;要设定起始地址码是41的电脑灯,就将开关“1”、“4”和“6”置于“on”;依次类推,就可以设定所有电脑灯的地址码了。
匹配问题
目前,中国国内外有无数个生产厂商在生产不同型号品牌的电脑灯控制台。所有这些各电脑灯控制台都具有一个共同的特点,就是充分考虑了人性化设计理念,其控制功能强大,操作简单,使用方便。但是,每个品牌都有自己的特点,输出的控制信号也不尽相同,有的还不能输出DMX512控制信号。因此,在为自己的电脑灯选择控制台时,一定要考虑好匹配问题,看一下选中的控制台是否能够输出目前世界范围内较为通用的DMX512控制信号。还要看一下控制台有几个控制口,通常一个DMX512控制口控制的电脑灯的数量是有限的,控制口越多控制的电脑灯数就越多。一个DMX512控制口可以控制的电脑灯数(N),可由下式计算得到:N=512÷Nc(其中式中Nc为一只电脑灯的通道数)
电脑灯的信号线问题
电脑灯是数字化设备,它们是通过信号线相互串接在一起的,执行来自电脑灯控制台提供的指令,来完成各种动作(光线的运动、色彩的变化、图案的变换等等)的。因此,信号线的重要性就可想而知了,如果某一条信号线存在隐患,就会造成整个系统的控制紊乱,无法正常运转。另外,还要注意信号线的控制长度问题,通常情况下,信号线控制长度不要超过150m,否则,控制信号衰减严重,不能很好的控制电脑灯。如果信号线过长,就要考虑增加信号放大器。回想起来,我们在实际工作中遇到的许多故障,都是由信号线引起的。因此,在连接信号线之前对每一条信号线进行认真的测量,并在控制回路中适当增加信号放大器,是作者长期以来工作中得出的经验,往往能够达到事半功倍的效果。
电脑灯的供电电源问题
在整个电视节目制作系统中,灯光系统用电量。供电部门一般是提供专门的电源变压器为灯光系统供电,电源输出的三相电,相电压是380V,而电脑灯的馈入电源是220V、50Hz。给电脑灯供电时要特别注意,不要将380V的相电压接入,否则,将烧毁电脑灯内的电路板,甚至会使整台灯具报废。每台电脑灯的用电功率问题也要注意,由于电脑灯内的用电设备很多,有各种电机,电路板,灯泡启动设备等。如果一台标定为1200W的电脑灯,其用电量一般为2000W左右。另外,还要注意电源的零线和地线问题,如果电脑灯的馈入电源保护地线连接不好,就有可能会造成灯具的损坏。
电脑灯的转场运输问题
电脑灯作为流动灯光设备,其流动性很强,往往是几天就要转一次场。因此,给电脑灯制作运输包装箱是非常必要的,如图5。有些生产厂家的电脑灯时配有专用的包装箱,在购置时要注意说明。否则,就要另请专门生厂航空包装箱的厂家设计生产。
电脑灯一般较重,搬运时要特别注意,除了注意人身安全,不要造成人身伤害外,还要了解电脑灯的结构组成,灯体上一般都有搬运把手,决不可随意乱碰乱搬,否则,就有可能损坏灯具的转轴和光学部件。
电脑灯的舞台安装问题
电脑灯在使用时,大部分是悬挂在舞台上方的,因此悬挂的安全可靠性要引起足够的重视,这不仅涉及到演职人员的人身安全问题,同时也要考虑到昂贵的设备费用,一旦摔坏修复起来相当困难。
编程和艺术创作
使用电脑灯的最终目的,是更好地衬托和渲染舞台节目的艺术效果。每一个电脑灯操作使用者,都必须在充分了解电脑灯的功能的前提下,根据舞台节目的内容,编制电脑灯的控制程序,要恰如其分地表达灯光效果,决不能喧宾夺主,把节目变成了灯光展示会。
综合上述,电脑灯作为现代化灯具的具体体现,每一位具体操作者,只有充分了解电脑灯的技术特性,对电脑灯设置准确的地址码,选择好与之匹配的控制台,正确地连接信号线,无误地连接馈入电源,掌握好正确地安装方法,才能更好地为影视节目制作提供完美的技术服务。
控制系统原理
电脑灯的控制系统通常由若干台电脑灯和配套的电脑控制台组合而成,它们之间通过一根多芯控制电缆(XLR)串联连接,由电脑控制台统一操作,工作人员只需在控制台前编程,即可控制所有电脑灯的动作。
电脑灯的控制,是在灯具内部装有一至两个单片微处理器(又称单片机),单片身处理器是将CPU和少量RAM、ROM、及I/O口集成在一块硅片上制成的。单片微处理器发出信号,通过驱动电路使机内各个微型步进电机运动,从而带动各个色轮、造型片、镜头、反射镜运动,从而产生各种色彩和造型的光束及其在空间的运动。
灯内微处理器除了发出控制信号外,还要接收控制台的控制信号。为了控制方便,各个色轮、造型片、镜头、反射镜运动的定位都量化为0至255的数字,由单片微处理器内部ROM中程序决定,有的一个数字对应一个位置(如反射镜垂直和水平方向的位置),有的一段数字范围内对应一个位置(如色轮、造型片的位置等)。
已经看过串行传送方式的计算机灯光控制台向可控硅调光发送的也是一个个0至255的数字信号,电脑灯内有几个微型步进电机,因此定义一个灯的状态需要几个数字信号,而这几个数字信号都需要控制台发出。所以,一个电脑灯对于计算机控制台相当于几个可控硅回路。只要电气规格和通信的数据格式相同,原则上调光用的计算机灯光控制台也可以控制电脑灯。实际上,现在市场上的电脑灯一般都有几组输入插头(一般每组是二个:一个输入,接控制台或上一个灯;一个输出,接下一个灯。二者并联)。其中一组就是通用的DMX-512的插头。也有些调光用计算机控制台可作电脑灯控制台用。
但是从功能上说,调光用计算机控制台是控制整个舞台或演播厅的演出灯光的,它要创造出整体的气氛和效果,它的硬件配置、内存容量、控制回路数等规模都比较大,软件编制中更多考虑一路灯光布光的方便、演出中按现场的进程调出一个个的灯光场景,手动变化为主,间隔时间较长,重复较少。而电脑灯控制台的电脑灯产生整个灯光场景中的一部分效果,控制回路相对较少,布光方式和演出要求都与调光控制不同,大量使用自动、快速、循环的效果。为了编排和控制的方便,两者台面上的按键功能、布置和显示的要求都不一样。因此,除了小型、流动型的控制台外,电脑灯控制台与调光控制台以分开专用型的为多。
电脑灯的接线一般都是用一根多芯控制电缆线(XLR)串联而成,专用XLR电缆可由厂家提供,也可使用标准的平衡话筒电缆代替。要注意须将终端插头插入链路中的一个电脑灯上。