從中央電視臺(tái)演播室看現(xiàn)代電視燈光系統(tǒng)的要求

王京池

【摘 要】 以中央電視臺(tái)第六演播室燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐為例，解讀現(xiàn)代電視演播室燈光系統(tǒng)的基本要求。

【關(guān)鍵詞】 電視演播室；燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)；吊掛系統(tǒng)；燈光控制；LED燈具

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.002

【Abstract】Taking the lighting system design practice of CCTV sixth studio as an example， the basic requirements of the modern TV studio lighting system are interpreted.

【Key Words】television studio； lighting system design； hanging system； lighting control； LED lamps and lanterns

現(xiàn)代電視演播室燈光系統(tǒng)與過(guò)去相比有了非常大的變化。節(jié)目制作形式的變化、新技術(shù)的應(yīng)用，以及LED光源的迅速發(fā)展，都對(duì)演播室燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了新的要求。下面以中央電視臺(tái)第六演播室燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)備配置和技術(shù)要求為例，探討現(xiàn)代電視演播室燈光系統(tǒng)的基本要求。

引言

第六演播室是一個(gè)400 m2演播室，2016年初改造為全LED燈具演播室。演播室主要承擔(dān)專題、訪談、新聞、綜藝等類型電視節(jié)目的制作任務(wù)。演播室燈光系統(tǒng)主要包含以下子系統(tǒng)：吊掛系統(tǒng)、調(diào)光控制系統(tǒng)、DMX512控制系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、綜合布線和燈具，下面分別加以介紹。

1 吊掛系統(tǒng)

根據(jù)工程改造要求，保持演播室原有燈光設(shè)備層不變，拆除原來(lái)的吊掛系統(tǒng)，新系統(tǒng)采用44根電動(dòng)水平吊桿作為懸吊裝置（吊桿具體分布見(jiàn)圖1）。吊桿由電腦控制臺(tái)控制升降，可單控，也可4根集中控制運(yùn)行。

1.1 吊桿

44根電動(dòng)水平吊桿按照安裝位置分為三種規(guī)格，分別是3 m、3.5 m和4.5 m。每根吊桿配有獨(dú)立的電動(dòng)提升機(jī)和變速箱，吊桿提升負(fù)載不小于200 kg，吊桿上配備機(jī)械、電氣限位裝置，配備防沖頂裝置、電源緊急切斷裝置。吊掛系統(tǒng)設(shè)備清單見(jiàn)表1。

吊桿桿體采用鋁合金等型材制成，主要用于懸掛和控制LED聚光燈和LED柔光燈等設(shè)備。每個(gè)吊桿上設(shè)置有3～4個(gè)燈光供電回路，配置4個(gè)（A、B、C、D）DMX512信號(hào)接口和1個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接口，每個(gè)DMX回路每個(gè)供電回路并行兩路輸出。桿體上明顯標(biāo)注吊桿序號(hào)、電源回路號(hào)、控制信號(hào)回路等各種標(biāo)識(shí)，吊掛上收攬采用專用扁平柔性電纜，升降燈桿時(shí)收置于收纜筐中或其它滿足使用功能的電纜收縮裝置中。吊桿運(yùn)行過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)噪聲要小于52 dB（按照規(guī)范要求在距演播室地面1.5 m處測(cè)定）。

1.2 吊桿控制系統(tǒng)

吊桿配備有技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、性能安全可靠的控制系統(tǒng)。吊桿控制系統(tǒng)主要由布光控制柜和控制臺(tái)組成?？刂葡到y(tǒng)主要完成吊桿的升降，也可同時(shí)具備控制電控動(dòng)作燈具的功能?？刂葡到y(tǒng)還具備變頻控制功能。

控制系統(tǒng)配備有操作界面簡(jiǎn)潔方便、直觀易用的控制臺(tái)和備用控制器。備用控制器作為控制臺(tái)的備用操作機(jī)構(gòu)，能完成吊桿升降等基本功能。

控制臺(tái)能準(zhǔn)確控制吊桿升降到指定位置，具備信息反饋功能，使操作人員能及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。反饋信息包括電源過(guò)壓、欠壓、電機(jī)堵轉(zhuǎn)、缺相、過(guò)流等故障信息，以及吊桿高度、限位狀態(tài)等運(yùn)行參數(shù)。

控制臺(tái)具有記憶存儲(chǔ)功能，各個(gè)吊桿位置可按場(chǎng)景記憶和調(diào)出，方便布光需要。吊桿能夠在控制系統(tǒng)失靈時(shí)，用手動(dòng)方式完成應(yīng)急升降。系統(tǒng)能夠在吊桿控制失靈時(shí)，緊急斷電功能。

2 調(diào)光控制系統(tǒng)

調(diào)光控制系統(tǒng)包括調(diào)光臺(tái)和燈光控制柜，以及其他相關(guān)設(shè)備。調(diào)光控制系統(tǒng)配置設(shè)備明細(xì)見(jiàn)表2。

2.1 調(diào)光臺(tái)

根據(jù)演播室回路設(shè)置基本要求，該演播室配置主備調(diào)光臺(tái)。調(diào)光臺(tái)不少于480個(gè)控制光路，至少具有2個(gè)DMX512控制接口和1個(gè)以太網(wǎng)控制接口，能支持Art-Net燈光網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議，具備可擴(kuò)展控制更多通道的能力。

調(diào)光臺(tái)設(shè)置有編輯區(qū)和操控區(qū)，具有存儲(chǔ)、記憶、重演、跟蹤等功能；配置至少48個(gè)集控推桿，便于分組控制LED燈等受控設(shè)備；外接至少2個(gè)液晶顯示屏，便于監(jiān)控回路工作狀態(tài)；具有至少3個(gè)USB接口，可外接鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印機(jī)等外接設(shè)備。

2.2 燈光控制柜

演播室燈光控制柜安裝在燈光設(shè)備間內(nèi)，根據(jù)演播室吊桿數(shù)量和其他需求，該演播室配置了192個(gè)控制回路，每路負(fù)荷不小于3 kW。

燈光控制柜通過(guò)DMX512信號(hào)或以太網(wǎng)信號(hào)，以及手動(dòng)控制回路的開(kāi)與關(guān)。根據(jù)全LED燈具演播室的特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)特別要求控制信號(hào)在5%幅度時(shí)閉合開(kāi)關(guān)為燈具送電，控制信號(hào)5%～100%對(duì)應(yīng)燈具0～100%線性調(diào)光，使調(diào)光臺(tái)能很方便地控制LED燈具的調(diào)光。具體連接方式如圖2所示。

控制柜信號(hào)處理抽屜具有雙中央控制器互為備份，故障時(shí)可無(wú)間斷切換不影響使用。

燈光控制柜通過(guò)DMX系統(tǒng)或以太網(wǎng)與控制臺(tái)連接，燈光控制柜可反映系統(tǒng)的工作狀況和各回路的運(yùn)行狀態(tài)，能得到柜體的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)和反饋信息，顯示每路輸出電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

在失去控制信號(hào)時(shí)，控制柜能夠保持最后狀態(tài)（通/斷）不變，直到接收到新的信號(hào)指令?？刂乒癫捎么疟３掷^電器的直通型插件，信號(hào)接口采用光耦隔離。控制柜采用3NPE 400 V 50 Hz TN-S系統(tǒng)，三相五線制供電系統(tǒng)?？刂乒癜踩阅芤蠂?guó)家有關(guān)規(guī)定要求。

2.3 DMX512信號(hào)控制系統(tǒng)

根據(jù)該演播室的特點(diǎn)，采用DMX512信號(hào)控制系統(tǒng)，共設(shè)置A、B、C、D相互獨(dú)立的4個(gè)控制單元，兩個(gè)（一主一備）用于控制LED燈具，兩個(gè)用于控制電腦燈等其他燈光設(shè)備。信號(hào)控制系統(tǒng)將設(shè)在燈光控制室、燈光設(shè)備間、吊桿、地面上的燈光設(shè)備相互連接，完成系統(tǒng)控制。由于DMX512信號(hào)衰減大、可控距離短的原因，系統(tǒng)要配置信號(hào)放大器。

3 配電箱、接插件及線纜

演播室配電系統(tǒng)沿用已有配電柜，仍采用兩路供電模式。配電箱、接插件及線纜是重新改造設(shè)計(jì)的。

演播室一層墻壁左右兩側(cè)，配備燈光配電箱和控制信號(hào)回路插座箱。根據(jù)演播室的實(shí)際情況和使用經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)配電箱至少設(shè)置24個(gè)燈光配電回路，每個(gè)回路標(biāo)有序號(hào)和獨(dú)立的空氣開(kāi)關(guān)。演播室一層演區(qū)設(shè)置兩個(gè)舞美專用配電箱，演播室設(shè)備層上設(shè)置一個(gè)吊點(diǎn)專用配電箱。

演播室內(nèi)所有燈具及各種燈光專用配電箱的插座、插頭、中繼接插件選用三芯影視照明專用產(chǎn)品，并符合電視臺(tái)的相關(guān)技術(shù)要求和國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

演播室內(nèi)所有燈光線纜重新敷設(shè)。各種纜線采用符合相關(guān)規(guī)定要求的國(guó)內(nèi)知名品牌產(chǎn)品。控制信號(hào)電纜要求具有良好的屏蔽性能，并符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。供電電纜及控制電纜均應(yīng)采用阻燃低煙無(wú)鹵銅質(zhì)專用軟電纜。

纜線的敷設(shè)要符合相關(guān)規(guī)定，電源線與信號(hào)線要分別敷設(shè)。所有供電回路電纜的工藝斷點(diǎn)轉(zhuǎn)接處必須使用接線端子連接，并制作回路標(biāo)識(shí)。燈光電纜必須鋪設(shè)在封閉的線槽內(nèi)，或墻槽內(nèi)（敷設(shè)后封閉）。各回路電纜不許有電纜接頭（非工藝斷點(diǎn)）。

4 燈具

演播室燈具選用光效高、光質(zhì)好、壽命長(zhǎng)的綠色節(jié)能LED燈具，色溫為5 600 K±250 K，顯色指數(shù)Ra≥85。燈具配備類型和數(shù)量見(jiàn)表3。

燈具要具備自調(diào)光功能，同時(shí)具備手動(dòng)、線控開(kāi)關(guān)和調(diào)光模式，能方便完成開(kāi)關(guān)和調(diào)光?？刂埔捎脴?biāo)準(zhǔn)的DMX512信號(hào)，控制接口符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。燈體上配備數(shù)字控制面板，能方便設(shè)置地址碼，查驗(yàn)燈具累計(jì)運(yùn)行時(shí)間等功能。燈具插座、插頭、中繼接插件必須選用三芯影視照明專用產(chǎn)品，符合電視臺(tái)技術(shù)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)演播室燈具的使用要求，聚光燈分為電控動(dòng)作（水平、俯仰、變焦）和桿控動(dòng)作兩種形式。電控動(dòng)作燈具26臺(tái)，可通過(guò)DMX512信號(hào)協(xié)議實(shí)施控制，并配備適合布光需求的相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)和方便實(shí)用的控制臺(tái)，也可以使用吊掛系統(tǒng)控制臺(tái)完成動(dòng)作控制。電控機(jī)械動(dòng)作的調(diào)控和燈具調(diào)光是相互獨(dú)立的系統(tǒng)。

4.1 聚光燈

聚光燈技術(shù)要求：

● 燈具光效不能小于40 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續(xù)工作時(shí)光輸出穩(wěn)定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長(zhǎng)，滿負(fù)荷使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號(hào)調(diào)光，調(diào)光時(shí)色溫保持不變，控制信號(hào)在5%～100%數(shù)值范圍內(nèi)，完成燈具0～100%調(diào)光變化；

● 聚光狀態(tài)時(shí)有效光斑中心與邊緣的色溫差不能大于10%；

● 燈具在失去控制信號(hào)時(shí)，能夠保持最后狀態(tài)（亮暗）不變，直到接收到新的信號(hào)指令；

● 燈具間要求具有良好的調(diào)光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具帶有遮扉裝置，遮擋時(shí)不能出現(xiàn)光影重疊現(xiàn)象；

● 燈具不能出現(xiàn)明顯的漏光現(xiàn)象；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于200 W；

● 聚光狀態(tài)下，輸出光斑在6 m處光斑直徑為2 m時(shí)，中心照度不小于1 500 lx；

● 燈具的水平、俯仰運(yùn)動(dòng)采用電控或桿控方式，調(diào)焦采用電動(dòng)或桿控方式，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)平滑連續(xù)，精度高；

● 燈具調(diào)焦范圍要保證光束角具備10°～60°變化范圍；

● 燈具噪聲演播室環(huán)境噪聲要求；

● 燈具安全性能應(yīng)達(dá)到相關(guān)部門的安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，符合GB7000.217的相關(guān)要求。

4.2 反射式柔光燈

反射式柔光燈技術(shù)要求：

● 燈具光效不能小于45 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續(xù)工作時(shí)光輸出穩(wěn)定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長(zhǎng)，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號(hào)調(diào)光，調(diào)光時(shí)色溫保持不變；控制信號(hào)在5%～100%數(shù)值范圍內(nèi)，完成燈具0～100%調(diào)光變化；

● 燈具要求光場(chǎng)均勻，光線柔和，無(wú)明顯眩光；

● 燈具光斑角不小于80°，每只燈具配備一套30°或45°格柵；

● 燈具在失去控制信號(hào)時(shí)，能夠保持最后狀態(tài)（亮暗）不變，直到接受到新的信號(hào)指令；

● 燈具要求具有良好的調(diào)光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于180 W；

● 燈具的水平、俯仰采用桿控方式，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)平滑連續(xù)，精度高；

● 燈具不能出現(xiàn)明顯的漏光現(xiàn)象；

● 燈具噪聲演播室環(huán)境噪聲要求；

● 燈具安全性能應(yīng)達(dá)到相關(guān)部門的安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，符合GB7000.217的相關(guān)要求。

4.3 成像燈

成像燈技術(shù)要求：

● 燈具光效不能小于30 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續(xù)工作時(shí)光輸出穩(wěn)定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長(zhǎng)，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號(hào)調(diào)光，調(diào)光時(shí)色溫保持不變；控制信號(hào)在5%～100%數(shù)值范圍內(nèi)，完成燈具0～100%調(diào)光變化；

● 燈具要求光斑均勻，光質(zhì)好；

● 燈具要配備良好的切割片和成像片。切光時(shí)，光斑邊緣清晰、一致；成像時(shí)，圖案清晰均勻；

● 燈具光斑角要保證在15°～30°之間，若具備變焦功能更好；

● 燈具在失去控制信號(hào)時(shí)，能夠保持最后狀態(tài)（亮暗）不變，直到接受到新的信號(hào)指令；

● 燈具要求具有良好的調(diào)光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于250 W；

● 燈具的水平、俯仰、調(diào)焦采用手動(dòng)控制方式，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)平滑連續(xù)，精度高；

● 燈具不能出現(xiàn)明顯的漏光現(xiàn)象；

● 燈具噪聲演播室環(huán)境噪聲要求；

● 燈具安全性能應(yīng)達(dá)到相關(guān)部門的安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，符合GB7000.217的相關(guān)要求。

結(jié)束語(yǔ)

該演播室投入運(yùn)行以來(lái)，已經(jīng)完成數(shù)十場(chǎng)節(jié)目的直播和錄制，特別是2016年和2017年兩屆網(wǎng)絡(luò)春晚都在此演播室直播。大家普遍認(rèn)為，該演播室燈光系統(tǒng)干凈整齊，吊掛系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠，燈光控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作易行，燈具性能穩(wěn)定可靠、光質(zhì)優(yōu)良。演播室燈光系統(tǒng)受到廣大用戶的一致好評(píng)。

（編輯 張冠華）