浙江国际影视中心600 m2演播厅灯光系统的建设与思考

姚葳澎

（浙江广播电视集团，浙江 杭州 310005）

1 演播厅概况

浙江国际影视中心600 m2演播厅，是浙江国际影视中心演播厅集群的重要组成部分。2015年，按照整体规划、分步实施的原则，进行了2 500 m2/1 200 m2演播厅专业系统建设，考虑到当时制作需求情况，600 m2演播厅未进行建设。

近年来，随着浙江广播电视集团节目播出量的增加，节目制作量也同步大量增加。为缓解演播厅供需矛盾，2018年，集团决定建设600 m2演播厅灯光吊挂控制系统。本项目从2018年11月开始施工，2019年1月安装调试完毕。600 m2演播厅的投入使用，使得浙江国际影视中心演播厅集群进一步壮大，也为集团节目制作提供了新的录制场地（图1）。

作为600 m2演播厅建设的参与者，笔者主要谈演播厅灯光吊挂控制系统的设计思路、系统架构以及相关思考。

2 设计思路

600 m2演播厅灯光吊挂控制系统的建设，充分借鉴了演播厅集群中2 500 m2/1 200 m2演播厅灯光系统的建设和使用经验。设计方案从节目制作要求和灯光系统使用习惯等方面进行综合考量，并将系统稳定、功能全面、操作简便、维护方便作为灯光吊挂控制系统建设的技术要求。

以下将从机械吊挂、供电系统、信号传输、设备布局四个方面，阐述600m2演播厅灯光吊挂控制系统的设计思路。

2.1 吊挂形式的选择

吊挂系统是灯光系统中使用年限最久、技术稳定性要求最高的子系统之一，在整体设计规划中需要首先确定。电视综艺演播厅中，比较常见的有水平吊杆和单点吊两种吊挂形式。

图1 建成后的演播厅

从功能性来看，水平吊杆的功能性较为单一，只是用作灯具的悬挂。而单点吊提升设备，不仅可作为灯具悬挂的载体，还可以组成不同的灯光结构造型，给舞美和灯光设计以更灵活的创意空间。

从舞台表现力和灯光创作角度来看，单点吊形式让悬挂的灯具获得更多元的变化形式，实现灯具排布的二次调度，从而获得灯光结构的实时变化。灯光的表现形式从二维结构开展到三维的结构，再结合光束运动和颜色变化，大大丰富了舞台的表现力，让演播厅具备更强的可塑性，设计时去除框架限制，可以在演播厅这个空间内尽情发挥创作。

综合以上因素，单点吊的吊挂形式更能适应不同演出空间的灯光需求，符合节目多角度多场景的拍摄要求。

2.2 供电系统的设计

供电系统要考虑灯光设备、舞美置景、大屏以及道具的共同用电需求。不同的节目用光、布光方式不同，灯具可能会出现在舞台的顶面、地面、立面，所以，在灯光供电回路设计时，要尽可能地将投光位置考虑周全，避免在某些重要的位置没有电源接口，而造成无法设置灯位或使用中长距离拉临时线产生安全隐患。为配合单点吊的吊挂形式，供电系统配置了同步上收缆装置。在为灯光设备提供电源时，上收缆装置能应对不同用光需求，提供立体化的供电方式，实现演播厅供电安全便捷的使用。

2.3 灯光信号系统的考量

灯光信号系统在演出中的地位极其重要，如果比喻机械吊挂是四肢，供电系统是心脏，那么，灯光信号系统就是大脑，是演播厅灯光控制系统的核心。

根据2 500 m2/1 200 m2演播厅的使用经验，采用以太网构建灯光信号控制系统，通过解码器完成网络信号与DMX512信号的互转功能，能有效解决远距离控制、远程信号参数设置修改等具体技术问题，还可满足大规模灯具使用时信号扩展的需要。此外，考虑到演播厅集群设备共享与集中管理调配，在信号系统架构及设备选型上，要求信号系统设备操作模式一致、协议兼容，在各演播厅中能互通使用。

2.4 设备层的布局

前期整体方案设计中，设备层的规划布局也是一个关键要素。设备层不仅是放置灯光系统核心设备的场所，同时也是设备检修、灯光吊装时的工作区域。设备安装的位置需要从人员行走安全、便于巡检及减少线材用量等方面综合考虑。合理的设备布局，有助于在发生紧急情况时，第一时间找到故障设备，排除隐患。

3 系统架构

电视演播厅无论规模大小，灵活实用的机械吊挂系统、技术完备的供电系统和安全稳定的信号系统是灯光系统的重要技术环节，也是灯光系统必要的基本功能。以下着重介绍600 m2演播厅机械吊挂、供电、信号传输三个子系统的技术架构。

3.1 机械吊挂系统

3.1.1 系统概述

600 m2演播厅采用单点吊机（电动葫芦）的布局方式（图2），满足多角度多场景的布光需求。机械吊挂系统由84套提升载荷为1 000 kg的电动葫芦及40台自适应同步收缆器组成。设备层设有19条轨道，轨道上设计了可手动移动的轨道滑车，轨道滑车可让每台电动葫芦和上收缆装置（图3）根据需要在3 m距离内水平移动。吊挂控制系统可同时控制任意数量的电动葫芦，依据不同的灯光设计方案，灵活地调度吊点位置，以满足不同区域、任意造型桁架结构吊装需求，并可完成各种高度和角度的升降、偏转等实时造型变化。

图2 吊挂布局图

图3 电动葫芦和收缆器

3.1.2 吊挂设备配置

（1）电动葫芦

每台电动葫芦荷载1 000 kg，配有高精度、高可靠性的光电编码器，通过数值设置可对每台电动葫芦进行精准升降定位控制，定位相对误差≤1 mm，运行速度0～100%变频可调，运行速度最快可达8 m/min。全封闭双电磁式制动器，保证断电后第一时间刹车抱死，确保在任何情况下不会发生失控情况，保证使用过程的安全性。

（2）上收缆装置

为配合单吊点的吊装方式，配备了40套自适应弹簧力矩调节式上收缆装置，无须外部供电提供动力，通过夹片与电动葫芦链条并联固定，利用密封式蜗卷弹簧张力跟随电动葫芦同步升降，实现上收缆与吊点实时同步运行。每套上收缆装置含4路32A直通回路、一主一备两路网线，满足不同吊点位置灯具设备的供电和信号的稳定传输。

（3）手动轨道滑车

手动轨道滑车无须工具即可任意移动定位，可根据吊装需要，调整电动葫芦和上收缆装置位置，实现点位的灵活布局。滑车到位后，独特设计的升降轮装置收起车轮，使支架与承重钢梁贴合固定形成稳定支撑，确保电动葫芦安全吊装。滑车外置发光号码牌，用于区分支架处于可移动状态或是锁死状态。

（4）称重模块

称重模块（图4）与电动葫芦配套使用，提供所有吊挂节点实时的重量参数，并精确地反馈给吊挂控制系统，通过吊挂控制台实时监测重量数据。

（5）吊挂控制柜

吊挂控制柜采用机箱式、模块化设计，每台控制柜支持4路变频电动葫芦控制能力，并接收来自电动葫芦的定位编码器信号、承重信号和上下限信号。1台吊挂控制柜可对4台电动葫芦实施毫米级定位控制，多台控制柜可互相串联，实现吊点控制无限容量叠加。

（6）吊挂控制台

吊挂控制台通过网络接入到整个控制系统中（图5），管理网络中所有的吊挂控制柜。吊挂控制台可同步控制任意数量的电动葫芦，通过控制软件可以对电动葫芦编程控制，使灯架能够进行各种高度和角度的升降、偏转等运动，实现实时动态的节目演出和录制效果。通过吊挂控制台能直观、动态地观察每台电动葫芦的高度、载荷、速度、异常状态等信息，保证系统的安全性。

图4 称重模块

图5 吊挂控制系统

3.2 供电系统

演播厅供电系统（图6）采用两路电源供电，当其中一路电源故障时，可通过联络柜手动合闸启用另一路电源，提供演播厅全部灯光负荷。供电系统配置直通/DMX信号插座箱11台，位置分布在演播厅地面四周、一层马道和二层马道，每台含4路4 kW回路，配置8个16A三芯防尘插座、2路网络信号接口及吊挂应急停止按钮；灯光电源箱3台，位置分布在演播厅地面和栅顶，每台含1个125 A/3P空开；舞美电源箱2台，位置分布在演播厅地面，每台含1个200 A/3P空开；智能灯光直通立柜3台，每台72路直通回路，放置在栅顶层。直通立柜为上收缆装置提供电源，模块化设计的电源信号转接盒通过接插件与上收缆对接，将上收缆的直通回路转接为灯具电源接口，为任意位置的灯光设备提供电源，实现演播厅供电安全便捷的使用。智能直通立柜还具备电力实时监控功能，实时监控各输出回路的电流、电压、功率、三相平衡等运行状态，提高用电安全性。

图6 供电系统

图7 信号传输系统1

图8 信号传输系统2

3.3 灯光信号传输系统

3.3.1 系统概述

灯光信号传输系统采用以太网架构、网络传输设计，信号分布到各灯光桁架和灯光插座箱，覆盖演播厅整体空间（图7、图8）。灯光设备层设置有2套网络机柜，一套负责将灯光控制台和12个舞台周边节点接入系统，另一套将40套上收缆装置网络节点接入系统，每个节点支持2路独立的网络输入输出链路；2套网络机柜环网链接互为备份，保障网络信号传输的稳定可靠。灯光网络信号通过流动解码器装置将网络信号解码为灯光控制信号，本地和远程对DMX通道地址进行软设置，提升信号分配和故障排查的工作效率。

3.3.2 信号传输设备的组成

为满足灯具和各类舞台周边设备信号控制的需求，系统配备44套支持Art-Net、sACN等多种灯光协议的网络信号解码器。34套为模块化设计的电源信号转接盒（图9），输入端配置2个网络接口；输出端配置4个DMX信号接口；支持远程修改；定制化的USB供电接口，可实现不通电设置。10套流动解码器（图10）可为地面灯光设备提供信号控制，输入端配置1个网络接口；输出端配置4个DMX信号接口；支持POE供电。考虑到灯具网络化的发展趋势，信号网口设计，也为后续新型舞台灯具控制网络化预留接口。

4 技术特点

4.1 自适应从动式同步化的线缆上收系统

线缆上收系统采用的自适应、从动式的同步化方式，在使用中简单易用，当灯架下降时扁缆受力下降，上升时受弹簧张力收卷扁缆，无需人为操作，自动调整和保持扁缆适合的长度和张力，既达到绿色节能的目的，又能为不同高度位置的灯光设备提供电源和信号的稳定传输，实现演播厅配电信号使用的安全、便捷。

图9 电源信号转接盒

图10 流动解码器

4.2 多角度、多场景点阵式的机械吊挂系统

吊挂系统采用点阵式布局，配合使用手动轨道滑车，以灵活地调整电动葫芦位置，通过电动葫芦水平和高度位移的变化，组成不同的灯光结构，实现灯具排布的二次调度，获得更加多元的变化形式，以适应歌舞、谈话节目录制中全景、中近景等不同景别、不同舞美场景的拍摄要求。

4.3 集控加多重安全机制的吊挂控制系统

吊挂控制系统支持时间码控制功能，能与音频、舞台机械设备同步运行，实现灯光结构与舞台视效设备的联动控制，系统集合静态场景与动态的序列编程功能，可实现对电动葫芦的大规模编组以及实时的升降、偏转等灯光结构造型变化，还可独立编辑每个电动葫芦的目标位置、速度、加速度、减速度等运行参数，并同步至当前已存储的序列内，实现灵活快速调整。

吊挂控制系统具备实时检测与确认功能，及时向用户反馈执行前和运行中的吊点运动状态、指令回复、物理连接等错误信息，并自动停止存在风险的运动，还能接收来自电动葫芦的定位编码器信号、承重信号和上下限信号，实现软硬限位结合多重安全保障，有效保障吊挂系统的使用安全性。

4.4 即插即用的电源信号整体解决方案

系统设计了模块化高度集成的电源信号转接盒，转接盒有两个功能，一是将上收缆中的电源转成灯具电源接口，二是将灯光网络信号转成DMX512信号，通过标准接插件与上收缆对接，安全快捷地为灯光桁架上的灯光设备提供电源和信号，实现电源和信号的即插即用。灯光解码器可本地和远程对DMX通道地址进行软设置，提升信号分配和故障排查工作效率。定制化的USB供电接口，可实现不通电设置，在灯具信号连接前，就将信号分配工作完成。基于即插即用的电源信号一体化解决方案，可以帮助灯光工程人员安全高效地完成灯光装台工作。

5 经验与思考

演播厅灯光系统为灯光师提供了一个艺术创作的技术平台。在参与本次灯光吊挂控制系统建设中，笔者也受到不少启发。

5.1 重视前期调研工作

灯光系统的建设方向往往与行业发展和使用的变化密不可分，因此，设计前的调研工作十分必要。前期调研工作中，首先要借鉴现有灯光系统建设经验，走访分析电视演播厅建设的成功案例，并对演播厅使用情况进行分析，征询节目部门和一线技术骨干的意见，将适用的技术继续沿用；再结合演播厅定位，确定技术需求，更好地整合资源、优化方案，让灯光系统更好地为灯光创作服务，发挥出技术平台的最大功能。

5.2 制定针对性的解决方案

在系统的设计与实施中，对工作中遇到的问题进行记录，制定针对性的解决方案。在本次演播厅灯光吊挂控制系统建设中，根据自身工作模式和人员安排情况，提出轨道滑车无需工具、单人可移动的要求，在增加吊挂灵活性的同时，也注意减轻工作量；转接盒USB接口的设置，是为了能用充电宝进行信号设置，在灯具信号连接前就将信号分配工作完成，这些细节的创新都是在日常灯光工作中发现的，将在未来的使用中提升工作效率。

5.3 多方协调配合优化完善设计方案

演播厅灯光系统的建设需要多方共同合作。业主提出设计方案，专业的系统集成公司落地实施。但在工程建设中，难免会有细节上的变动，要给业主调整的空间，共同将项目优化完善。灯光系统建设完成后，在硬件设施确定的情况下，还可以通过软件编程，根据使用者的操作习惯进行功能、流程的优化，让系统更加安全和简便。智能化、网络化是未来演播厅的发展趋势，这也对集成公司售后和软件研发迭代的能力提出更高要求。

5.4 系统的扩展升级空间

演播厅灯光系统建成后，随着电子技术、数字技术、网络技术的发展，灯光技术也会不断更新，这就需要当前灯光系统的实用性与可扩展性相结合，尤其是控制系统协议的适用、各类接口的适配都要做到既满足当前系统实用可行的需求，又预留出未来扩展、升级的空间。

在本次系统建设和使用过程中，笔者深刻体会到，电视演播厅灯光系统只有兼顾实用性和专业性，契合灯光师的设计理念和操作习惯，才能达到让技术系统为人所用，让技术服务于艺术的目的。