2016中国舞台影视灯光调研分析报告

2016-11-16  来源:舞台电影电视照明专业委员会  作者:王京池 林培群 白文国 陈国义  有39911人阅读

王京池(中央电视台)  林培群(广东电视台)  白文国(北京舞蹈学院)  陈国义(上海戏剧学院)

     中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会(以下简称“专委会”)组织专家组,于2015年12月至2016年4月,先后到北京、杭州、上海、广州、长沙等地20余家演艺设备骨干企业,进行了走访、考察、调研,就电脑灯、LED灯、常规灯具、演播室吊挂设备、LED屏幕等设备的发展现状、技术应用、科技创新、市场需求等诸多方面的问题,进行了深入地交流和探讨,并形成了《北京灯光调研报告》《杭州上海灯光调研报告》《广州灯光调研报告》《湖南长沙灯光调研报告》四个调研报告,这里是将四个报告的内容加以贯串总结与大家共享。

  调研组由专委会委员和特邀代表组成,涵盖了灯光行业的各个领域,主要成员有刘军、王京池、白文国、陈国义、周正平、张冲、郭亮、秘根杰、马路、李建、穆怀恂、鞠习刚、刘建臻、秦小刚、钟国虹、林培群、陈江榕、李晋林、陈永刚等。

  研讨舞台灯光最新技术与应用,探讨舞台灯光照明技术的未来发展方向,加强舞台灯光设计制作专业人士与生产企业的沟通交流与互动,共同促进灯光制作综合水平的提高,并为提升我国的灯光产业发展出谋划策,这是本次考察调研的主要目的。

  通过调研,我们深深地感到,近几年各调研企业都能本着“以市场为导向、以用户需求为技术研发方向、以品质稳定为服务宗旨”,在产品开发、技术提升、安全保障做出很大的努力。

  下面就从几个方面加以阐述。

  一、舞台电影电视常规灯具

  传统光源的常规灯具的生产与应用在逐步萎缩,LED光源的常规灯具的生产与应用快速增长。在我们调研的企业中除ARRI公司(生产传统镝灯)外没有另一家还在生产传统光源的常规灯具。因此,这里探讨的常规灯具主要是指LED光源的常规灯具。

  各生产企业在LED光源应用技术、散热应用技术,驱动应用技术,智能色彩管理技术、远程荧光粉的应用技术、调光控制技术等的研发能力有了进一步的提高,LED光源的常规灯具的光效、性能有了较大的提升,拥有了多项应用专利技术和产品。

  1、LED灯具光效的提高

  LED灯具的输出光效提高了。在LED应用于舞台影视照明之初,灯具光效只有10 lm/W左右,目前已普遍大于50 lm/W以上,部分产品甚至已超过100 lm/W,而且还有提高的空间。灯具的有效光通量水平已经可以代替以往演播室、剧场钨丝光源的聚光灯和成像灯。如200W LED灯具可以代替原2KW聚光灯,300W LED成像灯可以替代原750W/1KW成像灯。调研中发现有些400W的LED聚光灯和LED成像灯在30m距离,最大照度可大于1000lx,可应用于剧场大功率远程面光灯。

  北京星光展示的一款LED平板柔光灯,采用4色混合而成,色温在3000~6000K范围内连续可调,并且整个色温范围最大功率恒定在100W附近,显色指数达到94以上,尤其是整灯光效能达到100lm/W,对此专家们提出质疑,并进行了现场测试和估算。经过估算,如此高的光效数据得到了大家的基本认可。雅江光电是国内最早生产舞台LED灯具企业,展示的180W变焦PAR灯,10m处最高照度高达2200lx以上。

  灯具输出光效的提高使得远距离照射面的照度提高了,单灯功率的提高,使大功率灯具成为可能,从而使得舞台演出中使用LED照明成为现实。

  2、LED灯具光质的提升

  “捍卫光质”是灯光师的一贯要求,现在已经得到国内广大灯具生产者的积极响应。ARRI生产的灯具为什么受到广泛的青睐,高光质就是主要原因之一。

  灯具光效的提高主要依赖于光源光效的提高,光质的提高却主要是灯具系统的设计水平体现。调研中,我们感到LED灯具光质有较大幅度的提升,特别是光色质量更是如此。灯具色温可以做得很准确,显色指数可以做得很高,一致性也可以很好,多项指标已大大超越文化部和广电总局制定的标准要求,在这些技术指标提高的同时,不管是光斑的均匀性、一致性、可控性,还是调光的线性和起始点,都有了很大的提高。特别是LED成像灯在照度、均匀度、消除光斑的蓝边的技术等有了较大的改善。

  在星光影视园内的小演播厅,甄总向大家详细演示了最新研发的LED舞台灯具,有6色LED成像灯、螺纹聚光灯、平凸聚光灯、天幕灯等。专家们感觉到这些灯具很有创意,光质较好,完全可以适用于舞台影视照明。大家看到LED天幕灯的照明效果很好,成像灯光斑均匀性达到了很高的水平,聚光灯的光斑质量也可圈可点。这些灯具都支持HSIC控制模式,可以很方便地实现色彩和饱和度的连续变化,白光模式下能做到色温的连续变化。专家组现场测试了灯具光输出,其中低色温模式白光实测色温3268K,显色指数Ra为96,R9为98,高色温模式白光实测色温5570K,显色指数Ra为94,R9为92。由此可见,LED灯具利用多种颜色混合产生的白光能实现理想的高质量照明效果,特别是R9数值远超出了专家团队的期望。

  据星光甄总介绍,达到这样的效果与灯具控制系统采用的LED精准混色算法和闭环控制系统密不可分。公司在研究和探索LED混色算法上和实现光色和光通稳定输出的实时控制上,做了很多努力。采用6种颜色LED组合,灯具输出色彩的色域相对于4色灯具有了一定的扩展,混出的白光显色指数、亮度都有明显提高。另外,采用多色光源混合还有助于实时校准LED光源结温变化带来的色温漂移。

  有着三十多年专业灯光制造经验的雅江,产品涵盖文化演艺、剧场剧院、影视灯光、建筑景观系列产品。国内率先推出单出光面大功率LED成像灯,具有全新的混色系统,回归到单出光面,播出画面更加干净;采用高质量的光学系统,所有角度混光均匀;搭载智能色彩管理系统,颜色更加丰富,调色随心所欲,混色极度均匀。300w大功率LED彩色成像灯,解决了摄像中LED光谱不全而导致播出色彩失真的问题,采用5色光源的光学设计,预设16种剧场剧院专用颜色,2700K-8000k色温快速调用,显指Ra>90。调研组看到的雅江其他新产品,光效和混色优势明显,均属于业内高光质的产品。

  湖南明和虽然生产专业LED灯具的时间不长,但在演示中一款数字LED成像灯吸引了大家的眼球。该灯具外型大方美观,噪音较小(据称可小于35DB),采用300W大功率集成光源,有3200K和5600K两种色温模式。高透光率的透镜组合和良好的光路设计,使得灯具具有极度均匀的光斑,具有高度清晰和像差极小的成像投影,还可以实现光斑虚化,调光曲线也可按需求定制。

  在广州德晟、浩洋、华晨、斯全德、珠江我们都看到了高光质灯具。德晟展示的一款影视平板灯,光效大于60lm/W,显指Ra大于95,R1-R15也在95以上。

  3、散热设计和新散热技术的应用

  长期以来困扰LED大功率灯具发展的瓶颈就是灯具的散热技术问题,如今无风扇的散热技术(热管对流散热),散热片与外壳为一体的散热技术,液态散热技术等技术在LED灯具上的应用,大部分灯具在结点、散热体温度的控制上有过硬的表现。良好的散热设计和新散热技术的应用,使LED舞台影视灯具的散热水平得到了很大地提高,从而保证了灯具的长寿命。据浩洋电子赖总介绍,他们生产的一款无风扇灯具在LED散热体温度控制上能够做到长时间运行下恒定在58℃以内,很好地解决了LED灯具由于温度的不稳定而造成的温漂现象,提高了色温和光输出的稳定性,减少或消除因散热风扇的噪音问题,保证了灯具的长寿命。

  LED在将电能转化为光能时,大部分能量转化为热能排出,芯片会发热,而芯片尺寸又很小,特别是大功率集成LED,多个LED组装成一个模组,导致芯片的功率密度很大,散热量大大增加。而LED本身的散热性又比较差,导致光输出的减少,寿命变短,主波长偏移等问题。如何使热能以最短的路径, 最快的速度, 最大化的散发出去成了关键问题之一。对大功率LED灯具进行热分析和热设计具有重要的现实意义。

  一直以来,LED散热问题被学术界广泛关注,相应地开展了一系列研究,目前采用的散热技术主要有风扇散热技术、无风扇的热管对流散热技术、散热片与外壳为一体热导流散热技术、水冷式散热技术等。

  风扇散热属于风冷强制散热,可以较大程度地提高散热片散热效果,但会产生一定的噪音问题。

  热导管散热是目前常用的一种优良的技术。导管外部为铜壁,内部有吸液芯和冷凝液,通过液气两相的循环变化,将LED发出的热量导出并散发掉。热管在LED上的应用有多种形式,可以将LED芯片直接安装在热管吸热端的顶部,也可将其加工成平板式、回路式。热管的特点是能够将热量传输到较远的、容易散热的装置,在实际应用中方便、灵活。

  调研中,德晟艾总向我们介绍了一种水冷式散热器,可以使LED基板温度降到很理想的状态。据企业技术人员称这种技术优于热导管技术。

  散热技术的解决,使在一定的立体空间内能安装更高光效,更大功率的光源,使生产更高功率的灯具得以实现。

  4、色彩管理技术的应用

  色彩管理系统(HSIC)在进口的LED灯具中大量应用,如ETC、ARRI等。

  我国LED灯具生产企业也越来越重视充分利用LED光源的色彩优势,通过建立自己企业的LED智能色彩管理系统,更好地解决多颗粒LED灯具色温、显指、白光和彩光颜色一致性的问题,把不同颜色、不同波长的LED光源按比例精准地整合于单一LED灯具之内,发出的光谱类似于钨丝灯的光谱,把RGB三色LED灯具不可能产生的饱和琥珀色,甚至紫色、青绿、洋红和其它鲜艳的颜色也都能呈现出来。不仅能提供更完美的光谱效果、更丰富的色彩需求,而且能提供可变色温的白光,从而具有更广阔的应用空间。

  RGB混色可以混合出上千万种颜色。但在实际应用中我们却很难准确地对颜色进行控制找到特合适的颜色。多色LED光源灯具的颜色可以做到千变万化,但要找到具体的某个颜色却是相当困难的。智能色彩管理系统为我们解决了这个问题。智能色彩管理系统能更好地解决LED灯具色温、显指和光色一致性的问题,能迅速找到演出中所需要的颜色,使LED灯具能够像灯光滤色片一样,具有不同色系的各种所需颜色。

  由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性,不同批次的LED、不同厂家的LED有差异。因此,要对LED颜色分不同的Bin区。由于生产工艺与成本等各种原因,LED厂家提供的Bin区都是比较宽的范围,LED灯具很难避免在颜色和亮度上的不一致。蓝光加荧光粉的LED白光受荧光粉的一致性、荧光粉厚度、生产工艺等因素的影响,也会造成光色的不均匀、不一致。为了克服这些问题,将白光的Bin区划分更加细致,但在供货中挑选Bin区越小则供货周期越长,成本也会更高。

  由于LED的颜色不一致导致的LED灯具出光颜色不一致,有的偏红有的偏蓝,很难保证灯具出光颜色的一致性。由于颜色丰富,数量庞大,完全靠灯光师人工配置,是很困难的,需研究精准化颜色控制系统,对LED颜色管理进行准确调节和控制。即智能色彩管理系统。

  对于两种或多种颜色的混合色,其中某种颜色的亮度发生变化,将会导致混合色颜色的变化,色彩管理系统就是基于这个原理进行设计的,通过对不同颜色亮度的调整,保证LED灯具颜色的一致性。要解决颜色一致性问题,首先在灯具中加入颜色校正系统。通过测试灯具各色的色度和光度参数与颜色矫正器的标准参数对比,进而调节各色的亮度和比例。通过记录保存各色调光值和比例,达到灯具输出颜色的一致,实现颜色色彩以色坐标为标准的量化控制,进行配方生产。

  色彩管理系统实现的基础为颜色的衡量标准,根据CIE1931色度图,每种颜色在色度图上对应一组唯一的色坐标(x,y),这个(x,y)可以通过色度计来测量,也可以根据颜色的光谱三刺激值计算得到。

  通过颜色管理系统,灯具的颜色输出不是简单的由LED的颜色决定,同时由灯具的系统控制决定。雅江通过HSIC和SSP两种基于色彩和光源配置的基本通道模式,很好地解决了LED灯具颜色控制问题。可根据不同用户习惯或不同的国家和地区配置不同的通道模式,还可通过内置的颜色管理,根据用户使用习惯,进行更方便更精确的颜色控制,将常用的标准颜色通过颜色管理系统校正后存储到灯具内部的存储器。如将Roscolux、Lee Filters色片的颜色内置灯具。在使用时选中相应的色纸号灯具就能发出与标准光源加标准滤色片相同的颜色。

  星光在HSIC控制颜色的基础上,在灯具中对光色和光通输出进行闭环控制,以保证输出的一致性和稳定性。

  舞台灯具的应用场所决定的灯具颜色可控的重要意义,不同的场所环境对灯具的颜色要求不同,在舞台演出的过程中,需要不同的颜色表现不同的意义,情景,情绪等,需要对灯具的颜色进行精准的控制。通过色彩管理系统可以实现对颜色精准控制,以色坐标为基础建立LED灯具颜色标准库并内置于灯具中,适应演艺行业灯光师的操作习惯,可以在舞台演出时随时精准的切换需要的颜色,提高演出的质量。

  5、色温微调技术

  色温是表示光源光谱质量最通用的技术指标。光源色温不同,光色也不同,带来的感觉也不相同,小于3200K,暖白光,给人以稳重温暖的感觉;大于3200K小于5000K,中性白,给人爽快的感觉;大于5000K,冷白光,给人清冷的感觉。高色温光源照射下,如亮度不高给人一种阴森的气氛,低色温光源照射下,亮度过高会给人一种闷热的感觉。

  在舞台演出应用时,灯光设计师可以根据不同的环境需要,通过不同的色温,表达演员的情绪、故事的情节等。通过色温调节实现故事情节的转换、人物内心的变化,呈现完美的舞台演出效果;由于LED出光颜色的不一致,导致混合白光色温不一致,在色温不一致的灯具照射下,会给人一种颜色混乱的感觉,即使相同的色温也会有不同的表现,有的偏红,有的偏绿,给人不同的感觉。因此,生产企业制造出可以微调色温的灯具,通过色温微调技术调节色温,保证色温的一致性。

  色温调节技术,可实现同一灯具的多色温可调。通过一定的计算,可以得到所有常用色温的黑体线色坐标,以这个色坐标为准,利用色温调节技术,将每个标准色温的各颜色比例进行记录并保存,可以将所有的常用色温内置到灯具中,通过菜单通道的改变,直接进行不同色温的切换,操作更方便简洁。

  色温调节以黑体线色温为标准,其实现方法与色彩管理系统基本相同。以黑体线色温的色坐标为标准,通过调节混合白光原色(如RGB)的亮度,改变色坐标的值,实现色温微调,保证色温的一致。

  色温微调技术是通过调整不同颜色的亮度,对混色的色温进行调整,实现色温微调保证色温的一致性。色温微调技术通过色度探头和色温矫正器来实现。色度探头是用来测量灯具的色度参数和光度参数,并将测得的参数传输到色温矫正器中,与色温矫正器中的标准参数进行对比;色温矫正器内有每种颜色的标准参数,通过色度探头测量的数据与颜色矫正器的标准参数进行对比,可以得到灯具色温与标准色温的差异,通过对各颜色亮度比例的调节,灯具通过记录保存各色调光值和比例,达到灯具输出色温的一致。

  色温微调技术的应用,解决了不同类型灯具的色温不一致问题,解决了同一类型灯具由于使用时间的长短不同造成色温偏差的问题,

  色温微调技术的应用,解决了相同色温颜色的不一致问题,从色度图中可以了解到,相同的色温在色度图上是一条直线,而不是一个点,即使色温一致,也会有不同颜色感觉,色温微调技术以色坐标为标准,调整各颜色的亮度的,得到的色温是一个点,可以保证色温的一致性。

  德晟在LED柔光灯光源的设计上,应用了色温微调技术(在3200K色温的光源上配置少量的琥珀色LED灯珠、在5600K色温的光源上配置少量的3200K色温LED灯珠)解决了不同类型灯具或同一类型灯具由于使用时间的不同,色温偏差的一致性调节问题。

  6、巧妙的光学系统设计

  通过巧妙的光学设计提高了光的利用率,克服了多点光源造成的色差问题;,开发优质的菲涅尔透镜解决了LED聚光灯变焦过程中色温变化和光斑不均匀问题;精确的光路设计计算,解决了灯具的光的均匀度和投射距离等问题。

  阿莱公司生产的镝灯(螺纹透镜聚光灯)在行业内无人不晓无人不知。ARRI的L系列LED聚光灯,是与传统光源灯具非常相近的灯具。奥秘就在于灯具光路设计上,通过巧妙地设计将多颗多色的LED光源汇聚到一点,使灯具能实现单一的阴影控制。ARRI的M系列鏑灯使用了MAX专利技术的无透镜聚光灯具。它集螺纹透镜与PAR灯结构的优点于一身,灯具为开面设计,聚光角度范围可达18~52度,比传统灯具亮度高30%。

  雅江推出单出光面大功率LED PAR灯,采用高效率光学系统,不仅达到原钨丝光源PRA灯的光斑效果,同时具有4.5°~45°十倍电子变焦功能。

  浩洋生产的三合一电脑灯就是利用专利光路设计,做到三种功能都能够完美体现。雅江的成像灯的光路设计也独树一帜,很好地解决了多颗LED光源应用中的聚光、成像、切光等问题。

  ETC的Source Four LED是硬光斑的聚光灯具,可通过更换不同角度的镜头,做到一灯多用。调研中,发现Source Four LED又有了新的成员——菲涅尔(螺纹)聚光灯和天幕灯,使用同一个光源部分(灯具基本部分),配以不同的头部配件,产生了三种不同特性光斑的灯具。现场操作体验观察都感觉良好。

  7、远程荧光板技术

  远程荧光板技术在柔光灯的大量应用,克服了传统LED白光光源的一些缺点,减少了LED光源热量对荧光材料的影响,为用户提供了色温更稳定、显指性能更高、光质更高的LED灯具。

  本次调研中,所有生产影视平板柔光灯的企业都推出了高效节能、高光质的远程荧光板灯具。

  8、满足特定使用条件的专业化设计

  为适应各类摄录设备需求,特别是高速摄影的需求,各企业对LED灯具在驱动电流的开关频率的可调控设计也做了很好的尝试。刷新频率就是图像在屏幕上的更新速度,也即屏幕上的图像每秒钟出现的次数。刷新频率越高,屏幕上图像闪烁的感觉越小,稳定性就越高。照明灯光的开关频率过低就会出现瞬时空白场,扫描条纹和画面灰阶丢失等诸多问题。所以为了拍摄高质量的摄像画面,必须要求场景灯光的开关频率达到一定的值,才能满足要求。

  另外,根据演播室布光的特点,华晨生产了具有电控动作的影视LED聚光灯,既可实现动作(摇头、俯仰、变焦)控制与调光控制在不同控制台上完成,也可以根据需要统一控制完成,真正意义上满足了大中型电视演播室灯光控制的实际需求。

  9、思考及建议

  A)随着LED技术的迅猛发展,LED光源的常规灯具替代普通光源的常规灯具的时代已经到来。然而目前LED的光源技术、模块封装技术等核心都来自外资企业。技术发展的前进车轮我们无法阻挡,更希望有更多有知识产权的LED技术来自本土,做到真正意义上的中国创造。

  B)在灯具的应用上,舞台灯光与电视灯光的追求效果是有所不同的,对灯具的要求也不尽相同,如舞台上需求的灯光不需要演播室那么柔和,硬光质的灯在舞台上会更出效果,舞台上有时不需要均匀的平均照度,而需要单颗灯能够达到大开角、高照度,发光体面积越小越好,这样会创造出更好的舞台光影效果(如传统光源回光灯的效果等)。希望厂家在生产灯具时也应该有种类偏向的区别,根据用光习惯出发,研发出适合舞台演出、适合电视录制的不同灯具,为不同用户提供更为完美的产品。

  C)目前我国生产的LED常规灯具在光效的指标上越来越接近、甚至超越于外国品牌,然而在光质上还有一定的差距,特别是影视聚光灯的光斑特性、光斑的色温一致性;影视柔光灯的照度与色温均匀度;天幕灯具的非对称设计;多色多颗粒LED灯具的智能色彩管理系统等方面上还有较大的提升空间。希望大家共同努力,参考国外著名品牌的特点,生产出更加接近了自然光的特性、能保证肤色还原的真实性、强烈色彩渲染表现能力的LED常规灯具。

  二、智能化效果灯具

  智能化效果灯具就是我们通常所说的电脑灯。电脑灯是智能化程度最高的专业灯具之一,按光源类型分为高压气体放电光源电脑灯和LED光源电脑灯,按功能可分为图案电脑灯、染色电脑灯、光束电脑灯和切割电脑灯。我国企业在智能化灯具的研发和生产能力进步神速,多家品牌产品获得了许多国内外的专利及优秀专利奖项,产品已在国际舞台闪亮登场,与国际品牌同台竞技,给各种类型的演出活动及城市亮化工程提供了多元化的选择。

  本次调研的企业中珠江、浩洋是以生产电脑灯为主的企业,安恒利是代理国外电脑灯品牌的企业。

  珠江作为智能灯具的龙头企业之一,已有30多年的历史,并取得100多项国内外专利,自主品牌PR产品已出口世界100多个国家和地区。浩洋是国内最大的电脑灯生产企业之一,已有20多年历史,自主品牌“TERBLY”(特宝丽)已在国际上享有较高的知名度,产品和服务进入全球80多个国家和地区,公司在2014年被国家纳入火炬计划重点高新技术企业,并获文化部授予“国家文化产业示范基地”。安恒利代理的电脑灯一直处于领先水平。2011年代理的Sharpy精灵光束灯,以最新光源、最窄光束丰富了舞台影视画面的构成,强调了视觉画面的冲击力,拓展了影视灯光设计的发展空间。这几年,ClayPaky公司都有很抢眼的新产品推出,如2013年的Sharpy Wash,2014年B-EYE蜂眼灯等。

  1、自主研发能力的提升

  我国智能化灯具生产经历了简单复制仿造---技术利用再创造,建立品牌或OEM----自主开发新产品的过程。目前大部分企业还处于第二阶段,少数领军企业已经到达第三阶段。近两年来,大型生产企业逐步加大研发力度,培养壮大自己的研发队伍(特别是光学研发人员),开发拥有自己知识产权和国内外专利灯具,使智能化灯具的真正国有化成为了可能。

  浩洋多功能电脑灯采用独特的双光路结构设计,实现了灯具在光束灯模式与图案灯模式之间的灵活切换,从根源上突破了市场上3合1电脑灯普遍存在的光束边缘模糊、图案光斑不均匀等技术瓶颈。

  德晟大功率多功能LED摇头染色灯采用独特的变焦技术和液态散热技术,实现大角度变焦的染色效果与光束效果的2合1。

  切割电脑灯在高光效、无蓝边、光斑均匀的基础上,在显色指数的提升有了较大的进步,多家企业的产品Ra都大于85,甚至超越了国外的品牌,满足电视节目录制用面光的基本要求。

  2、个性化的功能设计

  由于各家智能化灯具生产企业都加大对标准化生产、质量把关、技术创新等的管理及提升,产品的性能稳定性、一致性有明显的提高,目前各品牌同型号的电脑灯在基础功能上的差异性越来越少。但是,设计师要求的是个性化和创新性艺术设计。

  因此,为满足不同使用者的技术和效果功能需求,各家企业针对自己客户群,进行了个性化功能设计,包括提升光束的穿透力,增强光质的塑造力,减少灯具体积与重量,增加特殊棱镜组合图案片等等;

  对同型号的电脑灯做个性化功能设计,对灯具的光亮度、光斑的均匀度、出光角的大小、变焦范围、色彩的多样性等进行个性化设计。

  像长焦距、远距离的WASH电脑灯和短焦距、近距离的WASH电脑灯就有不同使用概念。有的灯具采用叠加的棱镜组合,增加棱镜独立自转功能,实现多种投射图案效果。有的灯具采用双重变焦设计,能实现4.5°到50°的大角度变化。有的多镜头的LED灯具可实现单珠可控,丰富了效果变化空间。有的LED摇头染色灯的蜂眼设计,可变焦、独立控制模式、可旋转等功能,使得该灯具既可以作为染色灯使用,又可以作为背景灯效使用。有的LED摇头灯条具有可变焦、可独立控制模式等功能,使得该灯具可作为舞台脚灯,洗墙灯、灯幕效果,灯光造型等方面的使用。

  3、多功能合一灯具的成熟

  集光束、染色、图案为一体的灯具叫三合一电脑灯。功能越多的灯具,各种功能会针对性的有所取舍,目前,技术有所突破,各项功能都达到比较高的水准,真正做到一灯多用。

  德晟的一款多功能大功率LED摇头灯,集光束、染色、图案效果三合一,各项功能都达到很专业的水准,染色时光斑边缘清晰和柔和可调,采用双重变焦设计,最窄光束角达到4.5°,最大角达到50°。光源为19颗60W欧司朗灯珠,光通量高于20000lm,为了满足大功率的散热需求,经过无数次试验最终找到了跨界的散热设计方案。

  珠江的XR330(BWS)PR-2352电脑灯,光束、图案、染色3种效果可以任意选择,其颜色盘为13色(含CTO)+白光,独立的CMY系统无限混色,与CTO和颜色盘集成之后,所产生的色彩非常丰富,而且PR-2352十分轻便,重量只有22.2Kg。众所周知,当灯处在CMY状态时,其功率会降低,否则会由于温度过高,散热效果不良,影响灯的使用寿命,而PR-2352做到了全功率的标准。灯具有均匀光斑系统,可使灯具在光束与图案两个模式中任意切换。另外,灯具采用8+16叠加的棱镜组合,既可以实现多种棱镜任意组合的光束或图案效果;也可实现叠加后各个棱镜独立自转。

  浩洋的全能王G12HYBRID是自主研发的又一款图案、染色、光束三合一电脑灯,先后获得“图案与光束效果相互切换的舞台灯光学系统”、“混合型光学积分器组件及其光学系统”等6项国家专利,还获得PALM 2014产品技术进步奖专业灯光类一等奖。灯具采用独特的双光路结构设计,利用光学器件之间的巧妙组合,实现了灯具在光束模式与图案模式之间的灵活切换,既可以在长焦距、远距离下投射出强劲锐利的小角度光束,同时又能在短焦距、近距离内呈现光斑均匀度≥0.9的高标准效果,从根源上突破了市场上3合1电脑灯普遍存在的光束边缘模糊、图案光斑不均匀等技术瓶颈。灯具配以高精准的无级CMY混色控制系统,通过优化CMY控制方式,实现了对色彩的高精准控制,在保证颜色线性均匀的同时,有效避免了跳变闪烁等现象的发生。

  4、进口品牌灯具的新趋势

  ClayPaky公司推出的SCENIUS图案电脑灯,对目前电视综艺节目灯光以电脑灯为主的时代,具有重要的意义。

 

  经过多年的发展,使用气体放电光源的电脑灯已经发展到很高的水平。如今,百奇将注意力回归到最原始的需求,想灯光设计师所想,追求更高品质的光质,更高输出的亮度,更高追求的性价比,这款灯可以说是百奇灯具中的顶级图案电脑灯。

  SCENIUS采用OSRAM全新的1400W/1200W光源,再配上百奇专门设计的光学系统,采用142mm大口径透镜,7倍光学变焦,变焦范围8~55度,比之前的ALPHA SPOT 1500电脑灯要亮20~30%。

  光品质高、视觉效果丰富,是SCENIUS不同于其他灯具的最大特点。灯具光源色温为6000K,光源显色性CRI接近95(金卤光源在以前很难做到这么高的显指),配置一套精准的CTO,将色温进行非常线性的调节,可达到与卤素灯相匹配的程度。采用CMY混色镀膜滤色片,可以获得非常宽广的色域,再与CTO系统配合使用,使光输出颜色生动、饱满、纯正。灯具配有12个玻璃图案片,2个图案轮,还有可旋转的多棱镜和可替换的玻璃动画特效盘,所有图案都可以独立更换和旋转,还具备自动对焦功能。这些配置使得SCENIUS的视觉效果非常丰富。

  另一款灯具是百奇Project系列的秘密成员—spheriscan扫描电脑灯。它的最大特点就是能全方位旋转。当黄金扫描电脑灯家族成为传奇的许多年之后,百奇又投入巨大的研发技术,重新阐述和完善了扫描灯的概念。这曾经是多少灯光设计师梦寐以求的产品。ClayPaky这个具有悠久历史的灯光业知名品牌,将灯光设计师们过去曾经引以为自豪后来却又几乎忘却了的镜片扫描式电脑灯进行了升级。它克服了原来扫描灯体积大、笨重的缺点,解决了原来扫描电脑灯的多种掣肘弊端,将这款老式样电脑灯焕发了青春。spheriscan发挥了完善了灯具扫描速度更快的优点,并且能全方位360度无间断旋转。它开发中使用了新理念,应用了新技术,小巧灵活的身躯不仅能在舞台灯光中发挥优势,在舞台美术中也会大有用武之地。spheriscan扫描电脑灯具有很高的扫描速度,可达每分钟250圈,是老扫描灯具的4倍,是摇头电脑灯的8倍。水平轴可完全无止境旋转,360度无限制,其定位精度也令人折服。

  5、思考及建议:

  通过调研我们认为国内智能化效果灯具的发展有以下几个趋势:

  l 功率小、体积小、重量轻的灯具成为主流产品,大功率大体积的灯具除了在室外或体育场大型节目使用外,在演播室、剧场等室内节目的使用量越来越少。

  l 多功能灯具(如3合1电脑灯)是生产企业追逐的热点,但单功能灯具仍具有独自的优势,有些性能是多功能灯具无法达到的。

  l 电脑灯的制作工艺、产品质量和设计开发水平有了很大的提高,但是自主创新能力仍然欠缺。

  l 在LED光源的电脑灯的开发上,企业投入了很大的精力,能利用LED光源色彩丰富的特点开发出很实用的灯具,但在产品前期开发的调研论证方面需要加大力度,少走弯路。

  三、灯光控制系统

  1、控制台

  进口品牌的灯光控制台依然占有主导地位,不断升级换代,国内常用的主要MA、Strand、Avolites、ETC等品牌。它们的网络处理设备、灯光设计软件、媒体服务器也在不断发展完善。

  国内自主研发的灯光控制台近几年发展迅速,大有后来居上的趋势。河东是国内研发调光控制台最早的企业之一,已有30多年的历史,产品处于国际先进水平。领焰电脑灯控制台的研发已有长足发展,从2011年推出雷鸟系列之后,不断完善升级,相继推出了X系列、Z系列和H系列,产品大受客户欢迎。公司在2011年就取得了国家专利局颁发的发明专利《灯光控制系统方法及控制设备》,标志着我国在网络化大容量实时电脑灯控制系统方面的研究突破了之前多年来的瓶颈,缩短了与国际的差距。与此同时,网络扩展设备、网络处理器、放大器等硬件设备也在不断完善。

  领焰的电脑灯控制台已成功应用到了2016央视春晚、上海中心大厦、米兰世博会等重要场合,标志着我们自主研发的灯光控制系统能够替代国际品牌,满足复杂性较高、安全性较高的演出需求。

  归结起来国产灯光控制台主要在以下几个方面取得了进步:

  l 开始采用更加稳定,功能更加强大的PC级别的主板或者是专业的工控主板。在这类主板搭建的硬件系统中大多配有高速的CPU,比如Intel i5系列,配有2G以上的内存,配有更加快捷和稳定的固态硬盘,配有独立显存的显卡,使得丰富的图形化操作甚至是3D模拟成为可能。

  l 控制台推杆和按键的稳定性直接影响到整个控制系统的稳定性和可操作性,采用ARM等高级芯片,在保证稳定性的同时,为提供更多复杂的功能提供了基础。采用电动推杆,大大方便了操作,在使用者翻页的时候,推杆将自动定位。

  l 触摸屏成为现代高端控制台的主流配置,有些还有多点触摸的功能。触摸屏数量越多,对于使用者来说越方便,触摸屏的操作相比按键操作更加灵活快捷。

  l 具备全中文的操作系统,大大方便了国内用户的使用,在人性化设计方面也完成了一些突破,如具备灯位图的快速存储和打印功能;通过快捷键能够方便快速的恢复前面板的工作异常;配备了方便灯光师阅读的专用鹅颈灯;针对剧院剧场版本的灯控台,配置了双路电源,大大保障了电源的安全性。等等。

  国内品牌在快速发展的同时,国际品牌也在发展,调研发现有些方面国内的品牌仍然与国际品牌有一定的差距,比如工业设计、外观工艺等,同时在整个灯光系统的设计软件、媒体服务器等产品发展方面还落后于国外。

  2、控制柜

  过去的灯光控制柜叫调光柜,是以可控硅为主要控制器件,对热光源灯具进行调光的装置。近年来。由于非传统调光灯具电脑灯、LED灯的迅速发展,在调光系统之外,新增了直通柜,即在舞台及演播室中有一定的调光回路及直通回路。在一些原来只有调光回路的场合,把调光抽屉改一部分直通抽屉,在使用电脑灯及LED灯时把调光抽屉换为直通抽屉。

  在剧场,已由传统的调光回路需求,转为对调光回路及直通回路的双重需求,配置每个回路都具备调光、直通互换功能,可减少回路数量,方便使用。调光/直通两种功能互换的技术难点是回路电流大,一般回路电流为16-32A,冷态冲击电流为5-10倍,小型开光及继电器很难承受如此大冲击电流。目前,控制柜可实现设备每个回路的调光-直通的方便切换,切换可以是计算机通过网络远程设置,也可工作人员在调光柜处手动设置直通的通断。

  在不使用热光源的演播室不再配置调光回路,全部采用由DMX512信号远程控制的直通电源柜,又称作智能控制柜。

  3、灯光设计软件

  灯光设计软件主要分为两大类,一类是建模软件,一类是模拟软件,都是指能够在PC电脑上独立运行的软件。德国MA公司专注于灯光控制系统,拥有完善的灯光设计软件,包括grand MA 3D建模与渲染软件,电脑模拟软件,多媒体设计软件。目前,控制台基本上使用的是第三方wysiwyg,lightingconverse等灯光软件。

  可喜的是领焰已经推出了全中文操作的电脑模拟软件,通过该款模拟软件,用户可以提前在个人电脑上进行编程设计。但是,国内在建模软件方面与国外还有一定的差距。

  4、网络处理器(NPU)

  网络处理器(Networking Processing Unit)是灯光控制网络中的处理单元。为了克服DMX512控制协议的不足,应对使用灯具越来越多以及每盏灯具的通道数越来越多的控制问题,网络处理器应运而生。网络处理器通过以太网接入整个灯光控制系统后,能够实时计算几千个通道的数值,与调光台一起完成全部通道的计算和灯具的控制。

  网络处理器通过以太网加入控制系统中,能承担实时计算处理通道的任务。网络处理器可以与调光台实时的通讯,组成一个系统网络,整个网络以千兆的速度运行,速度远远大于传统DMX512的传输速度,在提高运行速度的同时用大量的网线或者光纤替代传统的DMX512线缆,减少布线的麻烦以及DMX512长距离、大容量传输的局限。网络处理器接入灯光网络后,灯具可以不再直接接入调光台,而是接入网络处理器,当一个调光台处理异常的时候,另一个调光台实时的接管所有的工作,整个热备份转换工作实现全自动化。

  5、灯光网络控制系统

  由于网络线路的数据承载量大,控制线量大大减少,而且管理方便,同时可以使用电脑进行信号线路配接及信号状态的查询。

  现代的灯光系统已经从传统的DMX512系统发展到网络化系统,系统大量使用以太网和光纤来实现灯光数据的传输,只是在灯具的最后“一米”用DMX512线缆来传输数据。等越来越多的灯具实现了网络化接口内置功能之后,DMX512也将逐步退出历史大舞台。网络化的发展相对于传统的DMX512系统有着更可靠的稳定性,速度更快,能够满足日益庞大的整个演出文件和大量视频数据的实时传输。在以太网的应用上也出现了各类协议,包括ARTNET、sACN等。这类协议在实现双向传输的同时也实现了基于以太网的高速度数据传输,目前已经广泛应用。

  6、智能安全监控管理系统的应用

  智能安全监控管理系统的应用对于舞台演出的安全方面具有积极的预防意义。系统的功能包括:安全监测、集中管理、可视化管理、数据分析统计、耗能报表管理、微信短信报警、历史数据储存与追溯以及强大的第三方兼容。通过这套系统,可以看到演出现场的监控实时画面,以及舞台灯光、LED大屏、音响、机械等设备的运行情况。该系统还能与不同的子系统包括大型户外灯具、LED屏、投影机、音视频控制等系统进行无缝联接,节约能源维护成本。

  四、演播室吊挂系统

  随着节目类型的多样化,灯光设计也需要灵活多变。如何充分利用演播室的平面和垂直空间,满足节目对灯光造型的创作需求,如何提高节目舞美灯光制作的快捷方便性和功能实用性,也成为每一个演播室灯光基建项目设计者需要考虑的主要问题之一。

  目前,国内演播室吊挂方式已在原有的水平吊杆方式、满天星吊点方式、行车吊挂方式、固定旋转吊杆方式的基础上,近几年又有了新的亮点,继2011年中央电视台E01-2000平米演播室率先将剧场使用单点提升机改良移植到演播室后,这几年又出现了可行走升降旋转吊杆、旋转灯架等吊挂形式。吊挂系统的丰富将为灯光设计提供更大的创作想象空间。

  在使用功能上完全突破了传统吊杆的运动形式,其同时具备旋转、升降及平移功能,实现了舞台吊杆的三维运动,很好的提高了舞台及演播厅布景、布光的灵活性、方便性及高效性,取得不俗的成绩,各有特点,各有创新,各有技术专利。

  河东的360º全向旋转升降平移吊杆,目前已应用在浙江国际影视中心1200平方米演播室项目中。华晨的数字化三维复合吊杆,应用于湖南广播电视台1400平方米演播室。它们完全突破了传统吊杆的运动形式,同时具备旋转、升降、平移等功能,可提高舞台及演播室布光的灵活性、方便性,能够满足在演出过程中实时运行的技术要求。这也是其他产品难以做到的,甚至可以说是国外同类产品无法达到的技术要求。

  星光研制的新型单机吊点解决了大型综艺节目中异型结构的吊装问题,每个吊点移动范围均可以覆盖演播室的整个宽度(或长度),而且不需要人员在设备层上操作,在演播室地面就可以手动操作吊点左右移动。吊点具备自定位功能,到位后不需要锁紧操作,给吊挂异型灯架带来极大的便利性。单机吊点采用轴控制器进行控制,具备速度和位置双闭环控制能力,可以做出同步运动、倾斜、波浪等各种复杂运动效果。配合单机吊点的随动收缆器采用蜗卷弹簧的无源设计,可使电缆随吊挂设备始终同步运行,不会出现由于同步问题使电缆承受额外张力或电缆松垂现象。

  斯全德公司代理的可变式演播室吊挂系统采用德国技术及舞台影视用吊杆装置标准,在保持产品技术先进性的同时,最大程度的追求可靠、实用、耐用,注重功能性、实用性与优雅造型的完美统一。其自主研发的轴移动技术可使吊杆在使用过程中,钢丝绳永远与滑轮和滚筒保持90度角,减少钢丝绳与绳槽的摩擦,极大地提高了产品的安全性和耐用性。吊挂系统可水平行走、升降、可360度旋转,可根据演出需要变换各种组合,运行过程安全平稳,无任何抖动。该系统已在广东电视台1600平米演播室使用。

                                 

  竖立安装传动系统——传动系统竖立安装在马道的模式也为剧场吊挂系统的改造提供了新的选择。

  与此同时,跟吊挂配套的控制系统也有改进和提高。如采用变频矩阵控制,可以任意组合控制,冗余控制,多重安全保护等。河东解决了系统不同步、延时等技术难题,多媒体声光电联动演示系统应运而生,河东对系统的安全运行也特别关注,强调《演出场馆安全标准》制定工作的重要性,认为标准在促进行业产品和系统整体安全水平的提升,规范演出场馆安全运行管理等方面起到积极的作用。河东为国家科技支撑课题《四度空间杂技舞台声光影像系统的开发与集成》研发的新品——演出场馆智能安全监控管理系统,对于舞台演出的安全方面具有积极的预防意义。系统的功能包括:安全监测、集中管理、可视化管理、数据分析统计、耗能报表管理、微信短信报警、历史数据储存与追溯以及强大的第三方兼容。通过这套系统,可以看到演出现场的监控实时画面,以及舞台灯光、LED大屏、音响、机械等设备的运行情况。

  经过多年的发展和进步,我国的演出灯光行业得到快速的发展,已经成为国际上一个重要的研发和生产中心。产业的发展使用户可以用到更为得心应手的优质产品,为舞台影视的灯光创作增添了新的手段。这次有益的调研,业内用户、专家与灯光设备供应商、生产厂商、研究人员面对面、近距离的探讨、沟通,用户对产品的最新技术和目前的技术水平有了进一步的了解,厂商和研发人员也进一步了解了用户对目前市场上的产品的看法和改进意见及专业上的期望,对未来产品的改进和新产品的研发方向有了更为现实的把握。调研人员都感到很有收获,厂商也获益良多,双方都表示希望以后能有更多类似的活动,为促进行业的发展,使我国的演艺灯光设备行业做大做强共同努力,做出贡献。

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