专业舞台灯光技术发展进程

yinpin · 发表于 2007-9-21 06:32:56

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专业舞台灯光设备的发展，从15世纪欧洲宫廷及贵族欣赏节目演出开始；后来有了电力的发明，就促使它有了焕然一新的改变。在这里我们尝试探讨一下它的发展过程。

Control System控制系统：

1. Analogue 0 至10伏的模拟世界

早期的灯光控制使用 0 至10伏的模拟量来代表高度0%至100%，而每一回路以一条讯号线（共用Common线）来处理。而回路越多也就代表线数越多，传送距离愈远讯号压降问题也就愈严重。0至-10V控制方式的出现，以正电压为共地，解决了这问题时，了解决了讯号干扰等问题。

2. Multiplex多工传送

随着演艺事业在50至60年代的发展，灯光控制回路的使用数量一直持续增加；从十至数十回路再增加至上百回路甚至数百回路。一直源用的模拟控制线在数量增加的同时，也意味着需要一种更方便简单的连接方式来改善跟前的问题。在往后的日子里，多工传送方式就成为专业灯光系统架构的核心。

多工传送的方式主要分为两大类----模拟多工及数字多式。而多工方式中的主要参数数据为传送速率、最大可控回路数目及使用接插件类型这三种。以下列出过去30年中曾出现过的多工协议，有些早已淘汰，有些还大量存在并使用的老式机器上，更有些还在继续发展并在改善功能中。

3. Difference multiplex method不同种类多工传送的分别

由上一段我们可以知道多工协议需求的由来，以下我们看一下它们的存在特性：

协议名称开发公司模拟/数字回路数目传送速率（Band rate）

Magnus Majour

SDX R.A.Gray

C105 TTI

S20 ADB 480Ch

PMX Pulsar 数字

D54 Strand 模拟 384Ch

AVAB(A240) AVAB 数字 252Ch 153.5K 8bit

ECMUX Strand 数字 512Ch 187.5K 8bit

ETC/LMI ETC 数字 144-1000Ch 250K

K96 Kliegl bros. 数字 512Ch 83.3K 7bit

Microplex NSI 模拟 64/96Ch

Microplex Leprecon 模拟 128Ch

AMX192 USITT 模拟 192Ch Dim Sync pulse 8uS

CMX Colortran 数字 192/384Ch 156.25K/153.6K

SMX Strand 数字

DMX512 USITT 数字 512Ch 250K 8bit

4. DMX-512协议

了解灯光的专业人员都会知道这种协议，它是现今使用最广的灯光通讯协议。源自于美国USITT协会把Colortran公司的CMX192中的Band rate从153.6Kbit/s提升至250Kbit/s及192Ch变为512Ch后发表（CMX与DMX结构大致一样）。当初发表时Mark after Break（MaB）为4uS，在随后的使用中发现常有讯号刷新的问题而把MaB延长为8uS并定义为DMX-512（1990）版本。它的广泛使用是由于结构简单、成本低、容易理解等，各大生产厂商先后把DMX-512接口加到产品上。这协议推广成功且大家乐于使用的另一大功臣却是这数十年来电脑灯具的发展迅速及大量使用于大型演出中。用的人多自然促使大家对它的加深理解，越发觉它的使用限制以及对将来整个灯光演出行业发展提升的影响。

争议较为厉害的几点为不能进行双向传输、传送速率慢、不能加载其他资料内容（DMX只提供回路及亮度的资料）等。看到这里大家都可以比较清楚知道我们明天需要怎样功能的协议来完善灯光控制的架构。不错、在电脑工业中已经使用成熟的以太网络可算是一个方向。以内含处理蕊片的电脑调光台来处理并维持整个以太网络的通讯在今天已非难事。

5. Lighting Ethernet Network灯光以太网络

大约在二十世纪90年代初，Strand Lighting公司以他们原有的SMX协议内容（包括双向传送、错误报告等功能）发展出首个以"以太网"架构和TCP/IP平台的灯光网络系统-SHOWNET，并应用在旧金山大剧院地震后重建的工程上。在这十年里灯光以太网络的推广是艰辛的，要求灯光从业人员接受一套最新电脑的介面不太容易。他们认为灯光控制只需要回路及亮度/数值变化便已足够，其他的数据均为附属；并扬言君不见没有这些数据提供的年代演出还不是一样进行。此话不错、但时代是往前走的，大量的数据提供、并行平台、全跟踪备份、多重优先权限控制方式及资源共享等优点在现今制作复杂的节目及大型演出中提供了非常便利的工作平台。在往后的日子其他的产商相继推出他们的网络系统，大多都以"以太网"架构和TCP/IP平台为核心如ETC2NET，COMPUNET，ARTNET等。

在众多的公司的系统中，不论平台或功能都大同小异，在系统的最终端需要一个网络解码盒把网线中的回路变化值还原成DMX格式并输出。由于目前的灯具也好调光硅也好均只接受数字或模拟式多工协议如DMX-512，所以灯光网络的优点还没真正的发挥出来。且系统中以太网络的通讯协议并未统一，每家厂商使用自家的协议码，致使不同品牌的灯光网络产品不能相互连接使用。说到这里大家又期待着标准统一的网络通讯协议的产生。

6. Solution for the standard console****的灯光以太网络

由以上灯光以太网络的说明，我们可以知道专业灯光系统发展到了今天已经是网络的年代，今后更是ACN标准的天下（详见下文）但如果某些控台机体的设计并没有网络支持功能，那事情将会如何？还有可能以什么方式来达到网络功能？答案依靠ArtNet的转换方式。

这是怎么的一回事？

在控台输出DMX-512讯号后经过英国Artistic Licence公司开发的DMX至ArtNet转换器把讯号变成TCP/IP架构的网络讯号。然后经过一般的网络处理手段分布至各地区，最后再以转换器把讯号从ArtNet变回至DMX给予灯具或调光硅使用。

从这里我们可以察觉到所谓的网络讯号只有灯光回路及亮度资料（从DMX转化而成），最多只能定义为传统DMX系统的变种；更加不能于将来直接提升为CAN规格（必须更换调光台及取消所有DMX-ArtNet-DMX转换器）。如果这是一种过渡方案的考虑下，还是可取的。但如果要考虑到长远的系统升级与支持，这种系统结构的确有商议的余地。

7. Advance Control Network（ACN）协议

1996年美国ESTA（Entertainment Services and Technology Association）娱乐服务及技术协会意识到未来共同协议的变化及需要（当时使用最普遍的是DMX-512），以Strand Lighting的SMX及ShowNet为理论基础（市场上最早出现的灯光网络产品）。

2003年11月于美国举行的LDI展览会位于ESTA的展厅上将会展示出一组以ACN来工作的灯光网络系统。其结构为Strand Lighting的调光台接上ETC的调光硅、Martin的电脑灯及Pathway connectivity的ACN/DMX-512转码器。这样搭配的目的除了是要说明ACN标准已开发成功外（2003年底发表），也让人体验到不同的网络器材可相互连接的日子已到来。

8. Comparison of ACN & DMX-512A（ACN与DMX-512A的竞争）

由以上内容可让大家明白到，无论如何双向传送是必然的要求。电脑灯、调光硅等受控器材不再沉默，它们也有发言权、它们也有话要说。这就是返回讯号，要把有用的资料反回给调光台知道。DMX-512（1990）我们熟悉的协议在进入其十岁生辰时（2000年），基于它使用上的限制、要求进一步发展更新。暂名DMX-512（2000）的协议更新计划随即展开（后更名为DMX-512A）。首要任务为加入双向传送但又要与旧系统相容，所以传输速率保持为250Kbit/S。双向传送方式为原来5针中第4、5针作返回讯号或以原来的第2、3针兼任返回信号，即传送与返回信号都在2、3针中运作由StartCode来操作切换。另在Start Code中加入各厂商的名称编码，让调光台知道所控的器件为何品牌。由于要求相容于旧DMX-512系统，所以在速率上无法改进。相反的在ACN上的体验却是可以无限延伸与发展。将来的ACN格式会附带DDL语言，这语言格式将由调光硅或电脑灯等由ACN转送器材的性质、特性、厂牌、型号、软件版本及属性等资料送达调光台并建议配接方法。在调光台上可观察到所有连接在网络中的器材并对它们进行控制。

Control Desk控制台：

1. Earlier Lighting Control system早期的灯光控制系统

　

　　在早期的灯光世界里灯光回路的控制完全是电力控制，像早期的盐水缸式变电与大型功率可变电阻等都是直接在调光器上作变化。后来有了硅控元件的发明造就了低压记号可控强电的可行性，真正的专业调光台便由此出现。

早期的调光台极像一座钢琴，这座钢琴（调光台）分成两排琴键以现今集控（Submaster）的方式进行演出，并以琴键的黑键作为灯光的色彩变换。在接下来的日子里由琴键改变为推杆型可变电阻已成为今天的形式。但通讯协议还是一直沿用0-10V直流讯号（见上文通讯协议发展经过），而操作介面更是异常简单。这情况一直到了60年代斯全德公司把记忆单元（当时为磁环线圈阵列）首次放到调光台上开始，整个调光台的操作模式与介面产生了巨大的变化。而在70年代初、第一台有着现代化功能的数字式运算记忆调光台MMS正式问世。今天我们所使用的三项标准-即集控（Submaster）、场（Cue）和效果（Effect）均为配合舞台演出的需要而产生且这些功能都必须依附在记忆功能上存在。

在70年代后期，斯全德公司欧规的银河系列中的1型（Galaxy Series）开始向市场发布。整个调光台上的操作方式与标准格式包括机体合成模式、功能面板摆放位置、集控杆数目、场的编辑方式、效果场的各种元素及同机备份单元等都有了新的定义。在其后的2型、3型、及4型的更新及改良中，更令银河系列成为当时欧规机器中的调光台之皇。

在80年代，斯全德公司美观的调光台同样大放异彩。好比其中一套LP90（全名Lightpalette 90）最为惊动整个美洲的灯光界，成为百老汇剧院的标准配置。当时斯全德公司把全新的概念-1张调光台两组电子核心线路部分，即A组B组的处理核心作为全跟踪备份的模式工作。这也就是全世界全跟踪备份工作模式的起源。

在1993年斯全德公司开始以430调光台（500系列的前身）取代旧机型，正式开始了普及灯光网络化这艰辛及充满挑战的使命。

2. Strand 500 Series Console on Network斯全德500系列调光台的网络功能

在控制系统段落中，我们谈到了传送讯号的不同方式与结构的发展历程，在这里我们研究一下现代网络化控台的操作方式。到这里大家先要认同是一个系统下分成若干部分来对所需的工作进行处理，这样的灯光网络系统才有意义。它们的结构包括主控台、全跟踪备份台（副台）、遥控台1-3台、有无线遥控器、实时PC笔记本电脑监察或控制运作（利用Genius Pro软件）、场灯控制等全都在一个系统下运作。其间环环相扣互为备份，系统的结构性强，所有的演出档案资料都能备份到一张软盘的一个文档名下。有人喜欢以电脑灯控制台应用在剧院演出中，这就会变成两套系统并增加了演出中配合的难度。在剧院演出中所使用到电脑灯的情况，我们称作"静态"变化、即为渐变色、柔光光晕、缓慢旋转锐边圆案、缓慢移动（代表物体上升或下降）等。这些歌舞剧中所要求的动作绝对是意境的体会。在Genius Pro软件2.6版本后已增加了电脑灯动作程式库，对电脑灯的动作轨迹进行公式运算。通过对公式或参数的改变来修正惯性动作。

随着现今大量著名的剧目于英国的西区（West End）及美国的百老汇（Broadway）相继推出，有些剧目已连续公演超过十数年。它们的精细与复杂情度已非以往传统的歌剧可比，在这种情况下控台优先权及分类控制的设立更为重要。在演出当中可把主光+换色器、副光、效果、电脑灯等需要分由数个调光台来控制，以达到细致流畅的过场转换。

wensong · 发表于 2007-9-21 18:57:05

分享，谢谢楼主发布啊

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