內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)大型綜藝演播室燈光工程設(shè)計(jì)思路

郝煜

【摘 要】 介紹內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)1 400 m2綜藝演播室的燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與實(shí)施細(xì)節(jié)，闡述了當(dāng)下主流大型電視演播室 燈光技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要特點(diǎn)，結(jié)合使用經(jīng)驗(yàn)，描述控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置。

【關(guān)鍵詞】 演播室燈光；LED燈具；吊掛系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.10.008

【Abstract】Through the introducting design ideas and specific implementation details of 1 400 m2 studio lighting system in Inner Mongolia radio and television， this paper expounds the present development situation and the main characteristics of lighting technology in large TV studio ， and the author described the experience to control in the configurationuse of networksystem.

【Key Words】studio lighting； LED luminaries； hanging system； control system； network

內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)（以下稱本臺(tái)）新媒體大樓大型演播室燈光工程于2014年基本完成。其主要包括：1 400 m2、800 m2綜藝演播室各一個(gè)，和一個(gè)主要制作訪談節(jié)目的400 m2演播室。其中，400 m2演播室將利用現(xiàn)有同樣為400 m2的舊演播室的吊掛和燈具等設(shè)備進(jìn)行改造。1 400 m2和800 m2演播室設(shè)計(jì)建造思路基本一致。所以本文主要對1 400 m2演播室燈光系統(tǒng)進(jìn)行論述。

早在2007年，中廣電廣播電影電視設(shè)計(jì)研究院就已經(jīng)在土建藍(lán)圖基礎(chǔ)上完成了各演播室的燈光設(shè)計(jì)。筆者及部門同事對其內(nèi)容仔細(xì)分析研究，并咨詢、考察了同時(shí)期的多個(gè)新建演播室后，認(rèn)為：設(shè)計(jì)內(nèi)容詳盡、科學(xué)可靠，但由于設(shè)計(jì)時(shí)間較早，新技術(shù)使用不多，改進(jìn)空間很大。

1 燈具部分

在廣電技術(shù)飛速發(fā)展的今天，不能只考慮今天使用得很好，更要想著以后幾年甚至十幾年不落后、能夠用。幸運(yùn)的是，我們趕上了燈光技術(shù)的一次重大突破與轉(zhuǎn)型——LED燈具的快速發(fā)展。它更節(jié)能環(huán)保、紅外熱輻射更少、更耐用，更有取代鎳鎢燈絲常規(guī)燈具的趨勢。優(yōu)點(diǎn)很多很多，但大功率白光LED燈具（300 W以上，這也正是大型演播室中要用到的）技術(shù)不成熟，電視錄制要求的各項(xiàng)指標(biāo)不令人滿意（它還在發(fā)展、完善和轉(zhuǎn)型的過程中）。選用LED燈具，雖然看似只是燈具選型的不同而已，卻會(huì)連帶改變整個(gè)設(shè)計(jì)中的很多內(nèi)容：電力會(huì)減少很多負(fù)載、復(fù)合吊桿上的接口要改變、傳統(tǒng)硅箱會(huì)被放棄、甚至燈控室也不會(huì)是以前的樣子了。所以，才會(huì)在設(shè)計(jì)之初確定這個(gè)方向。經(jīng)過認(rèn)真而漫長的論證，得出結(jié)論：目前LED燈具作為常規(guī)燈的代替產(chǎn)品，只有功率為200 W以下的燈具已經(jīng)成熟，因?yàn)槠渖珳?、顯色性、亮度以及散熱等指標(biāo)已經(jīng)能滿足電視節(jié)目錄制的要求，而且產(chǎn)品質(zhì)量也有可靠的保證。目前，中央電視臺(tái)和各省臺(tái)的新聞訪談?lì)惞?jié)目已廣泛使用。而大功率的LED燈具（360 W～480 W）只有少數(shù)電視臺(tái)在嘗試。如某省臺(tái)2 000 m2演播室選用200 W LED聚光燈作為觀眾區(qū)照明，測試距離14 m，照度300 lx以上，也需要大量的側(cè)光和逆光做補(bǔ)充，而舞臺(tái)面光則是以電腦燈為主的基礎(chǔ)照明，由此帶來大量的電腦燈使用，造成設(shè)備投入和維護(hù)費(fèi)用的增加。某些電視臺(tái)使用進(jìn)口的LED燈（360 W）做基礎(chǔ)照明，但費(fèi)用十分昂貴。也有的電視臺(tái)和劇院選用國產(chǎn)的大功率LED，但在燈體散熱和輸出光質(zhì)等主要技術(shù)上，國產(chǎn)燈具還有待突破?？紤]到包括中央臺(tái)和多省臺(tái)的新建演播室仍然選用傳統(tǒng)的聚光燈作為基礎(chǔ)照明，為此在本臺(tái)新建1 400 m2演播室中仍然使用傳統(tǒng)的2 kW、3 kW鎳鎢聚光燈和2×1 kW雙反射柔光燈作為舞臺(tái)和觀眾席基礎(chǔ)照明，spot圖案電腦燈、wash染色燈、LED染色燈作為效果光使用。而新建的小型演播室300 m2、120 m2、100 m2和網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)直播室使用小功率（100 W左右）LED聚光燈、LED平板燈。

2 吊掛系統(tǒng)

1 400 m2演播室吊掛系統(tǒng)還是以傳統(tǒng)的多功能復(fù)合吊桿為主，吊桿除保持原有的調(diào)光回路、直通回路、四路DMX512信號(hào)接口，為了方便接入越來越多使用的數(shù)字信號(hào)設(shè)備，新加了一路網(wǎng)絡(luò)接口。吊桿線槽設(shè)計(jì)后蓋，可以方便地翻起查看線路和更換插座（見圖1），燈桿線槽強(qiáng)電與弱電分開走線。另外，對于新出現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)燈桿、能折疊的蝶形燈架、旋轉(zhuǎn)燈排等吊掛設(shè)備，選擇了較為適用的側(cè)、后方旋轉(zhuǎn)燈排（見圖2）。還設(shè)置了55個(gè)單機(jī)吊點(diǎn)和160 m桁架 。最終，1 400 m2演播室吊掛系統(tǒng)總體以多功能復(fù)合水平吊桿結(jié)合單機(jī)吊點(diǎn)下的鋁合金桁架作為主要的機(jī)械懸掛裝置，避免了水平吊桿的單向投射角度局限性，可根據(jù)不同的節(jié)目調(diào)整燈光布局，體現(xiàn)了方便和實(shí)用原則（見圖3）。

3 控制系統(tǒng)

3.1 吊掛控制系統(tǒng)

吊掛控制系統(tǒng)是控制吊桿的升降和傳統(tǒng)燈具的水平、俯仰、聚焦三動(dòng)作，一般是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，將主控制臺(tái)安裝在一個(gè)可以觀察到現(xiàn)場所有吊桿的位置上。操作控制臺(tái)分為固定式電腦控制臺(tái)和掌上移動(dòng)式控制器（讓操控人員可以到舞臺(tái)和觀眾席上現(xiàn)場操控，對系統(tǒng)進(jìn)行控制）。電腦控制臺(tái)控制軟件為圖形化操作界面（與演播室實(shí)際吊桿、燈具布置圖紙一致），可顯示每臺(tái)設(shè)備的管理信息、編號(hào)、運(yùn)行位置（見圖4）；同時(shí)，控制系統(tǒng)采用位置閉環(huán)控制，可以檢測出吊桿升降的高度，吊桿位置可以預(yù)先設(shè)定，控制臺(tái)可自動(dòng)控制吊桿升降到指定位置，各個(gè)吊桿位置可按場景記憶和調(diào)出。還設(shè)置應(yīng)急操作按鈕，遇到系統(tǒng)失控時(shí)，能夠迅速切斷吊掛系統(tǒng)電源。

3.2 常規(guī)燈調(diào)光控制系統(tǒng)

主要由數(shù)字調(diào)光臺(tái)strand VL3000通過DMX512或以太網(wǎng)信號(hào)控制調(diào)光硅柜實(shí)現(xiàn)常規(guī)燈燈光編程和亮、暗的控制。調(diào)光硅柜采用調(diào)光與直通組合模塊，通過控制臺(tái)，可根據(jù)節(jié)目布光的需要方便地切換為直通或調(diào)光回路。另配有若干直通模塊，可直接替換硅柜的調(diào)光模塊，也可實(shí)現(xiàn)一樣的功能，作為控制信號(hào)故障時(shí)的備份。

3.3 電腦燈控制系統(tǒng)

選用德國進(jìn)口MA2控制臺(tái)，其性能成熟、功能強(qiáng)大，是當(dāng)下業(yè)內(nèi)認(rèn)可的主流控制臺(tái)之一，更主要的是它對網(wǎng)絡(luò)的支持非常全面，幾乎支持所有的燈光控制信號(hào)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這為今后演播室內(nèi)錄制不同類型的節(jié)目和接入各類型設(shè)備提供了保障。信號(hào)傳輸采用閉環(huán)形式的以太網(wǎng)絡(luò)和DMX512兼有的控制方式，通過交換機(jī)、解碼器等設(shè)備，將DMX512和以太網(wǎng)信號(hào)分配在每道吊桿上?？紤]到燈控室位置不能很好地觀察到現(xiàn)場，還在全景位置安裝了網(wǎng)絡(luò)攝像頭，以方便操作員編程、調(diào)光。

4 各種信號(hào)的合理分配

從機(jī)械到模擬，從模擬到數(shù)字，現(xiàn)在信號(hào)傳輸已經(jīng)來到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。不是單純用網(wǎng)線代替了各種類型的信號(hào)線，而是通過使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配合優(yōu)化的傳輸協(xié)議提高數(shù)據(jù)傳輸（不再是以前的單向而是雙向傳輸）速度和距離，提高系統(tǒng)擴(kuò)展能力和可靠性。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)傳輸多種信號(hào)，包括常規(guī)燈控制信號(hào)、電腦燈控制信號(hào)、吊掛控制信號(hào)等。考慮到本臺(tái)實(shí)際情況，一步到位使用全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不現(xiàn)實(shí)，故采用主干用以太網(wǎng)長距離傳輸，通過中繼站分配、轉(zhuǎn)碼到各個(gè)終端使用點(diǎn)。整個(gè)演播室配置以太網(wǎng)信號(hào)和DMX信號(hào)兩種控制信號(hào)并行傳輸。DMX信號(hào)滿足了當(dāng)前的使用要求，以太網(wǎng)又為將來的系統(tǒng)升級(jí)、擴(kuò)展留有充分的余地。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)生故障時(shí)，還可緊急啟動(dòng)DMX512傳輸信號(hào)，以保證主控制信號(hào)的接收。同時(shí)，通過光纜可與800 m2演播室聯(lián)通，兩個(gè)演播室選用同一型號(hào)調(diào)光臺(tái)實(shí)現(xiàn)相互備份。

燈光網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)中繼站設(shè)置三個(gè)站點(diǎn)：燈光控制室信號(hào)中繼站、調(diào)光硅室信號(hào)中繼站、燈柵層信號(hào)中繼站。各中繼站配置DMX信號(hào)調(diào)配柜、以太網(wǎng)/DMX信號(hào)解碼器、無線路由器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。廠家配置的信號(hào)解碼器每臺(tái)提供2 048通道（4個(gè)DMX512口）雙向網(wǎng)絡(luò)/DMX轉(zhuǎn)換，可將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)直接傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)信號(hào)與DMX信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，從而在任一有網(wǎng)口處可增加DMX通道。

利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，還能夠?qū)崿F(xiàn)演播室網(wǎng)絡(luò)資源共享，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)文件的共享，同時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與國際互聯(lián)網(wǎng)的連接，方便系統(tǒng)在網(wǎng)上簡易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)和遠(yuǎn)程診斷維護(hù)（見圖5）。

根據(jù)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和本臺(tái)使用習(xí)慣，對重要的網(wǎng)絡(luò)部分進(jìn)行了針對性設(shè)置，以充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能并方便使用。要求不同廠家的設(shè)備（包括吊掛控制、電腦燈控制、硅箱、攝像頭等）信號(hào)，只要接入網(wǎng)絡(luò)就必須提供確切的IP地址，避免設(shè)備沖突給系統(tǒng)安全和穩(wěn)定性帶來影響。這一點(diǎn)看似理所應(yīng)當(dāng)，但實(shí)際施工時(shí)往往會(huì)被忽略。由于系統(tǒng)中涉及很多不同提供商的設(shè)備，各自安裝施工流程和習(xí)慣不同，在互不告知的情況下多數(shù)會(huì)按照設(shè)備默認(rèn)IP地址進(jìn)行安裝調(diào)試。分別使用時(shí)都正常，但參與到全系統(tǒng)時(shí)問題就來了。事先就把不同類別設(shè)備分類劃出地址區(qū)間并留出余量，是正確的解決辦法。比如吊掛控制設(shè)備在192.168.2.*段，網(wǎng)絡(luò)攝像頭在192.168.1.*段，常規(guī)燈的硅箱和電腦燈的編解碼設(shè)備在192.168.0.*段。

考慮到各種燈具可能由同一控制臺(tái)控制，將硅箱信號(hào)和電腦燈信號(hào)設(shè)置在了同一地址段，基于它們的網(wǎng)絡(luò)編解碼設(shè)備共同支持的Art-net協(xié)議，對1 400 m2、800 m2演播室相關(guān)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)解碼DMX512端口號(hào)進(jìn)行了如下設(shè)置：1 400 m2常規(guī)燈硅箱占用DMX端口 0、1、2；800 m2常規(guī)燈硅箱占用DMX端口 3、4；800 m2電腦燈占用DMX端口6～13；1 400 m2電腦燈占用DMX端口14以后（見圖6）。

這樣的設(shè)置基于幾點(diǎn)考慮：首先，由于1 400 m2和800 m2在功能上要實(shí)現(xiàn)互相備份，物理上就通過光纖將兩演播室信號(hào)聯(lián)通，所以，所有通過解碼出來的DMX信號(hào)口必須是獨(dú)立、不重復(fù)的。其次，由于常規(guī)燈硅箱的信號(hào)控制系統(tǒng)相對固定，設(shè)置不會(huì)經(jīng)常改變（網(wǎng)絡(luò)硅箱信號(hào)接口設(shè)置界面見圖7），將兩個(gè)演播室的這部分端口號(hào)排在前面，給后面的電腦燈接口留出靈活的改變空間。而且在strand VL3000和MA2控制臺(tái)上，這些改變很容易實(shí)現(xiàn)，可隨時(shí)更改DMX端口數(shù)量和端口號(hào)（以1 400 m2演播室信號(hào)設(shè)置為例，兩控制臺(tái)設(shè)置見圖8）。

5 使用情況

自2013年第一次錄制節(jié)目開始，兩演播室已不定期錄制了如《創(chuàng)業(yè)內(nèi)蒙古》、《這是我的家鄉(xiāng)》等多檔欄目和大型綜藝節(jié)目。其中在1 400 m2制作的2015年蒙、漢春晚是第一次對系統(tǒng)完整的檢驗(yàn)（見圖9）。雖然不是直播節(jié)目，但為了測試系統(tǒng)，還是用MA2的分用戶方式進(jìn)行了主備控制臺(tái)操作。其中控制臺(tái)1控制基礎(chǔ)光設(shè)為主臺(tái)，控制臺(tái)2控制效果光設(shè)為備臺(tái)，第三臺(tái)預(yù)先存好應(yīng)急cue進(jìn)行總的應(yīng)急備份。

設(shè)備信號(hào)連接方面：在舞臺(tái)各處和設(shè)備層使用了多臺(tái)便攜信號(hào)解碼器，設(shè)計(jì)好每個(gè)的起始地址用網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制。使用了6個(gè)單機(jī)吊點(diǎn)分為兩組提升頂部桁架及設(shè)備。最終，制作過程和節(jié)目完成質(zhì)量基本驗(yàn)證了系統(tǒng)可行性與穩(wěn)定性。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了一些不足：在制作燈具數(shù)量多、燈位不固定的不同欄目時(shí)，這種以太網(wǎng)與DMX512并存的系統(tǒng)，每次錄制前期要更改DMX512信號(hào)解碼器設(shè)置、位置，大量的線路轉(zhuǎn)接與跳線，給施工、維護(hù)帶來不便。多種類型信號(hào)節(jié)點(diǎn)的存在，也增加了傳輸方面的不確定性。根據(jù)筆者之前對多家省臺(tái)大型演播室的走訪，此期間建設(shè)的演播室大都存在這樣的情況。希望業(yè)界同仁就改進(jìn)的系統(tǒng)發(fā)文，供大家學(xué)習(xí)交流。