舞台灯具迎来新的曙光

施 端

（上海戏剧学院 灯光设计与技术专业，上海 200040）

本文所指的舞台灯具不包括电脑灯具在内，仅指舞台常规灯具。当然，常规灯具也是舞台灯光行业内的一个俗称，没有严格的定义，各人理解不完全一样。通常所说的常规灯包括：舞台聚光灯、舞台柔光灯、回光灯、成像灯、天幕（泛光）灯、PAR灯、条灯等，它们各司其职，构成了一整套完整的舞台灯具体系，它们的共同之处是都采用了白炽光源。时代在发展、历史在进步，舞台灯具的概念也会随之发生变化，尤其是LED飞速发展的今天。LED灯具用于戏剧演出仍然要拥有上述常规灯具的各种性能，依然要起到模拟自然场景、划分舞台空间、营造戏剧气氛等作用，可以看成是对常规灯具的一种继承和发展。为了叙述的方便，本文把上述常规灯具统称为“传统舞台灯具”，把采用新光源、新技术的舞台灯具统称为“新型舞台灯具”，以示区别。

1 引言

追根溯源，1881年10月3日的《泰晤士报》（The Times）报道了英国伦敦的萨沃伊剧场（Savoy Theatre）在戏剧演出中采用白炽光源替代煤气灯，白炽光源从此登上戏剧历史舞台，之后其他剧院纷纷仿效。白炽光源的加盟引发了舞台灯光行业一场前所未有的深刻变革。它从最初的真空泡、充气泡、发展到现在的卤钨灯，已有129年的悠久历史。现在使用的卤钨灯是在石英泡壳内充入适量的卤族元素（溴或碘等），使其在泡壳内形成卤钨循环，延长了灯丝的寿命，光学性能（色温、发光效率等参数）也获得了较大的提高。至此，白炽光源的发展戛然而止了，再也没有发生过质的飞跃。

白炽光源曾经给舞台灯光带来了巨大变革，并且因其调光性能优良、技术含量低、一次性投入少等优势，至今依然活跃在戏剧舞台上，但原有地位已受到严重威胁。其主要缺陷是采用了高耗能的白炽光源。近年来，以LED为代表的新一代光源突飞猛进，使舞台灯具迎来了新的曙光。

2 白炽光源带来的主要弊端

传统舞台灯具都采用白炽光源，在实际应用中存在许多弊端：

（1）发光效率低，热辐射高

白炽光源属热辐射光源，是电流通过灯丝使其加热到白炽状态而发光，故名“白炽”光源。它所辐射出来的光大部分是不可见的红外光，可见光只占其中的一小部分。经测量，发光效率约在10 lm/W ～ 30 lm/W之间，是对电能的极大浪费。红外光引发热效应，剧场里积聚的大量热量都由它辐射出来，抵消这部分热量势必增加空调的用电成本，这可是一笔长期的、不小的开支。并且灯具辐射出的热量增加了对光难度，不注意很容易被烫伤。尤其在夏天，灯具辐射的热量让灯光师的工作更加辛苦。另外，白炽光源的寿命最多只有几百小时，最短只有几十小时，必须频繁更换光源，使用成本很高。另外，在冬天如果忘了预热灯丝，频闪时灯丝很容易断裂，直接影响演出的正常进行。

（2）配置调光器带来很多问题

舞台演出需要控制灯光亮度的“渐明渐暗、突明突暗”，因此，需要额外的调光器对亮度进行控制。调光器大致经历了电阻器、变压器和可控硅调光器时代。当今的可控硅调光带来了无线电骚扰与相间干扰等问题，如使音箱发出“滋滋”声，灯丝发出“嗡嗡”声，以及灯的闪烁等。要克服这些问题必须采取许多抗干扰措施，势必增加剧场工程的复杂度，造成很多不必要的浪费，况且完全抑制干扰是不可能的。以IGBT管为核心器件的正弦波电子调光器（电阻器与变压器调光也属正弦波调光，加“电子”二字表示它采用了电力电子技术，以示区别）也因其价格较高，目前在我国并没有得到推广。但无论如何，传统舞台灯具必须配上昂贵的调光柜、调光箱才能用于舞台演出，这一点不可否认。

（3）用于制造色光时，有很多局限

白炽光源发出耀眼的白光，而舞台演出恰恰需要大量的色光来对舞台空间、布景、道具以及人物进行染色来营造戏剧氛围。要想获得各种色光，就必须在灯具的出光口处加装滤色片。这种方式采用颜色相减原理，只有符合滤色片光谱成分的那部分光才能通过，其他的光一律被“拒之门外”，光源的利用率非常低，尤其是要获得高饱和度的冷色光，透射率甚至不到10%。白炽光源的发光效率本来就低，如此一来真正发出的光更是微乎其微。要想获得高饱和度的色光，往往使用大量大功率的传统舞台灯具才能获得预期的色光效果。同一台传统舞台灯具需要投射出各种色光，通常在前面加装卷帘式换色器，换色器上的色彩数量极其有限，最多只有十几种，况且色纸由于高温烘烤很容易褪色。换色时的电机转动、色纸抖动都会发出噪声，甚至会发生故障，严重破坏演出氛围。

3 LED带来的主要优势与新型舞台灯具

3.1 LED带来的主要优势

继白炽灯、荧光灯、金卤灯三代光源之后，LED被称为第四代光源。LED不但克服了白炽光源的上述弊端，而且还拥有白炽光源可连续调光的特性（荧光灯与金卤灯一般不具备），为LED在舞台灯光领域大展身手打下了扎实的基础。

（1）节能环保

LED的发光效率非常高，通常是白炽光源的3倍左右，产品化的LED发光效率最高已达到148 lm/W，实验室中的LED已达到208 lm/W，LED对电能的利用率将大幅提高，用电负荷大大下降，用低功率就可获得高亮度，符合节能环保与可持续发展的基本国策。LED寿命超长，可达几万小时（具体根据芯片质量、制作工艺、散热条件、使用情况等而定），是白炽光源寿命的几十倍。寿命长意味着后期的使用、维护成本大大降低。LED几乎没有热辐射，大大节省了剧场空调的用电费用。演员和对光人员也不用再忍受传统舞台灯具下的烘烤，对光方便、快捷，演员也能更全身心的投入演出。LED没有玻璃外壳，在一定程度上也保障了演员和操作人员的健康安全，在实际使用中必将受到欢迎。LED内不含汞和铅，非常环保，属环境友好型光源。

（2）调光便捷

LED灯具内置低压直流电源，它的亮度变化、色彩变化通过脉宽调制技术来实现。LED灯具受灯光控制台发出的DMX信号控制，有些还可本地控制，无需调光器、色纸与换色器（白光LED除外）等设备。如果LED灯具在戏剧舞台上普及使用，调光器将不再是灯光系统的核心，它将逐渐退出戏剧舞台，放置调光柜、调光箱的灯光设备房的面积将会缩小甚至完全取消，而由可控硅产生的干扰问题也将不复存在，配电系统将得到大大简化。LED采用颜色相加原理，不同色彩按不同比例混合，几乎可获得所有色彩，不需要的色光没有产生，大大提高了对电能的利用率，绿色节能。有些LED灯具采用了将高色温LED与琥珀色或白色LED混装在一起的方式，通过调节它们之间的比例关系，实现了对光源色温的调节，色温范围大约在2 700 K ～ 6 500 K之间，并且在调光过程中光源的色温基本保持不变，这也有利于摄像机对演出进行现场录像。

（3）在景观照明应用中具有优势

LED灯具已在隧道照明、景观照明等领域内大量运用，获得一致好评。例如上海长江隧道照明工程提倡绿色环保理念，普通荧光灯被LED所替代，预计能降低三成能耗。又如在上海世博园区内采用了诸多节能技术，景观照明方面共使用了约10.5亿颗节能环保的LED芯片，节能效率可达70%以上，从一个侧面精彩地诠释了“城市，让生活更美好”的世博主题，引领未来。LED变化多端的色光效果使世博园区的夜晚灯光璀璨、美轮美奂，演绎着精彩绝伦的色彩视觉盛宴。

LED具有节能环保的优势，被全世界所推崇，因此，它的需求量非常巨大。当一件商品需求量非常大的时候，价格自然而然就会下降。因为有很多人去研究它、开发它，所以它的性能在不断完善，而价格却始终在下降。一旦有了市场，就会有更多的人去钻研它、研究它，性能会进一步得到提高，价格进一步下降，市场更大，最终形成良性循环。当今的LED正是这样的商品，舞台灯光行业应该抓住这个契机。全世界对于LED的青睐必将促进舞台灯具在新型化的发展道路上变得更加顺畅。

3.2 新型舞台灯具

采用LED的新型舞台灯具目前基本有两种形式。一种是每颗LED芯片都配有一个经合理设计的聚光杯，使其投射出一束略微扩散的光束，有些前面增加了一块专用的特制透镜，通过透镜的前后移动来达到改变光斑角大小的目的。另一种是采用由多个LED管芯组合封装而成的LED模块，这类LED模块对于舞台灯具的新型化发展无疑是雪中送炭。舞台灯具对于光束可控性的要求非常高，需要聚光、光斑可切割等特性，而单个光源的发光体对光束的控制更加方便，我们可以利用传统舞台灯具现有的光学结构，开发出新型舞台灯具，降低灯具光学结构再设计的技术难度，在一定程度上节省研究经费、缩短开发时间。据相关报道，LED芯片的散热技术在不断提高，在保证LED长寿命的前提下，LED模块的发光效率也在不断提高。2010年5月，在北京举办的中国国际专业音响·灯光·乐器及技术展览会上，LED单芯片功率已达60 W、4芯片模块功率已达90 W，离舞台所要求的大光通量又进了一步。这对于舞台灯具的新型化发展又是一大福音。

一些新型LED舞台灯具已经崭露头角，值得我们了解、学习与借鉴。

（1）Robert Juliat公司的ALEDIN成像灯

ALEDIN成像灯（见图1）是Robert Juliat公司推出的第一款85W LED成像灯。该灯在2009年德国法兰克福Pro Light+Sound展会上首次亮相，立即引起业界热烈反响。成像灯是戏剧演出中迫切需要的灯具，起到定点光、划分舞台空间、局部刻画、投射各种光影造型等多种用途。鉴于目前85W的低功率，已可在近距离投射时替代传统成像灯。它共有三种可选的变焦范围：28°～54°、16°～35°、11°～26°。使用50 000 h以后光通量的维持率超过70%。LED成像灯比传统成像灯灯体内的温度要低得多，因此，在其产品说明书中还提到，除可采用常见的金属图案片、玻璃图案片外还可选用塑料图案片，这在一定程度上降低了图案片的制作难度与成本。LED成像灯的诞生对于舞台灯具的革新具有里程碑式的意义。

（2） ETC公司的Selador系列LED灯具

Selador系列灯具有：Lustr（见图2）、Paletta、Vivid-R、Vivid Fire、Vivid Ice共5款LED灯具。它们在2009英国国际专业灯光/音响展上获得了创新奖（Innovation Award），又在2010中东迪拜国际乐器灯光音响展上获得最佳灯具奖（Best Lighting Award）。该系列灯具最大的特点是采用7种不同色彩的Luxeon Rebel 2.5W LED芯片（Fire和Ice是5种色彩），如图3、图4所示。7色LED同3色LED相比，色域得到大大扩展，可以混出更多的色彩。值得一提的是，7色LED混出的白光更加纯正，其中的Lustr灯具在国外一些演播室已作为主光使用，那么在诸如黑匣子等一些小型剧场，如对散射光要求不高的场景，也可以把它用作正面光使用。其中的Fire和Ice灯具可以获得既饱和又明亮的色彩，令灯光师爱不释手。在一出国外的歌剧《飞翔的荷兰人》中，灯光师在侧光、逆光、脚光等灯位共设置21台21英寸Ice灯具，营造出冰冷的峡湾风光以及暴风雨袭击下的海洋之夜（见图5）。灯光师对这些灯具的性能感到惊讶，如此节能环保、低功耗、低热量的灯具打造出耳目一新的舞台灯光效果，甚至超越了传统的大功率灯具。

（3）ADB公司的ALC4天幕灯

ADB公司采用Philips公司推出的RGBW四色、功率为40 W的Lexel LED模块，该灯选用4块Lexel LED模块作为光源，开发出崭新的ALC4天幕灯（见图6）。正如前面所说，LED在色彩方面具有先天优势，160 W功率天幕灯投射出的色光亮度可以达到1 kW传统采用碘钨灯管的天幕灯的亮度，并且，单灯就可混合出几乎所有色彩，因此，无需采用几组不同色彩的天幕灯的布光方式，节省了灯具数量。ALC4的独到之处是采用了内部混光技术，被人物或道具遮挡后不会产生有色阴影，令灯光师满意。为地排、天排灯位度身定做，该灯采用非对称的勺形高反射率反射器，使天幕上的光分布非常均匀。在某世界巡回演唱会上，共使用了48台（底部和顶部各安装24台）ALC4天幕灯投射30 m × 9 m的巨型天幕，灯光师对天幕的染色效果赞不绝口。假如选用传统天幕灯投射，电力消耗巨大，色彩的选择也受到一定程度的局限。

（4）众多LED染色灯与LED筒灯

这些LED灯具通常是由3～5色LED有机组合形成一个发光面，具有功率小、光束不可控、灯体小、重量轻等特征。适用于一些小剧场戏剧中，创作出的戏剧作品别有一番韵味。

以上可能只是新型舞台灯具中的一小部分，由于个人经验有限不能全列举出。就以上这些新型舞台灯具，在灯种（ALEDIN、ALC4）、色彩与混色方式（Selador系列灯具、ALC4）等方面都大胆创新，实现了新的突破。只是灯具功率尚小，还有待上游企业进一步提升LED的功率与效率，或者对光学结构进行再设计，利用中等功率的LED芯片开发出新型舞台灯具。另外，这次革新如能在低价格的前提下同步实现舞台灯具的自动化则更好。

4 微波耦合触发光源及其灯具

除LED外，以Luxim公司的LIFI光源为代表的微波耦合触发光源（Plasma Source，也有人翻译成等离子体光源）的问世也为舞台灯具的发展开辟了一条崭新的道路，为我们带来了新的希望。LIFI光源没有电极，它采用先进的微波触发方式代替了传统的电极触发方式产生发光的高温等离子体。触发方式的根本改变使得LIFI光源拥有10 000 h的寿命、体积小巧（形如一颗胶囊）、可半热再启动、光谱更加完整等优良性能。Luxim公司专为演艺灯光开发的LIFI光源已为SeaChanger公司所用。该公司在原有舞台灯具的基础上，用LIFI光源替代HPL卤素泡，开发出Nemo Profile（见图7）、Nemo Wash（见图8）、Nautilus Profile、Nautilus Wash以及CTE等新型舞台灯具，已有一些剧场开始使用这些灯具。另外，Ceravision公司也于2009年末推出高效微波耦合触发光源（HEP，全称为High Efficiency Plasma），发光效率达到90 lm/W，已推出了Alvara系列照明产品，HEP也许有一天也会运用于舞台灯光领域中来。

5 结语

由于舞台演出的特殊性，对灯具的要求较为苛刻，要求结实耐用、重量轻、体积小、无噪声，最好价格低廉。光学特性要达到：有效光通量大、可连续调光、光斑质量好。灯具类型上既要有柔光、泛光类灯具，又要有聚光、成像类灯具。然而，目前LED灯具价格较贵，舞台灯具的市场需求量相对其他照明行业要小得多，制造商资金投入有限，因此，新型舞台灯具的发展相对滞后。可喜的是，目前已有一些戏剧演出逐渐开始运用这些灯具，并且获得了不错的演出效果。新型舞台灯具已崭露头角，应在此基础上逐步发展壮大，直至最后完全取代传统舞台灯具，形成新型舞台灯具系列产品。普及时间或许会相当漫长，但前景十分光明。科技的发展将会推动21世纪的舞台灯光向着“节能、环保、绿色”的方向不断前进。

[1]陈国义. LED舞台灯具的现状和应用前景[J].演艺设备与科技，2009，5

[2]The Dutchman gets the blues...and reds and more [EB/OL]. http://www.etcconnect.com/installations.theatre.aspx?ID=20105&utm_source=LiveD esign&utm_medium=banner&utm_c ampaign=Selador_FI_FD&lang=us®ion=4

[3]New ADB ALC4 Lights Up Jean Michel Jarre’s World Tour[EB/OL]. http://www.adblighting.com/?page=news&id=190#190