演艺灯光技术发展报告·电脑灯篇

中国演艺设备技术协会演出场馆设备专业委员会

1 我国演艺用电脑灯企业和产品现状

1.1 概述

作为一种自动化的灯具，电脑灯最早应用于娱乐和大型演唱会等场所，经历了镜面反射扫描电脑灯和灯体运动的摇头电脑灯两种形式，经过30年的发展，电脑灯无论在品种上、功能上以及性能上都有巨大的发展和进步，目前已成为演艺灯光的主流灯种。电脑灯大约在20世纪80年代中期进入中国，之后逐步在国内舞台上得到灯光工作者的认可、熟悉和使用。与此同时，部分企业开始仿制国外的一些低端产品，逐步发展，至今，中国已成为电脑灯生产大国。当前我国电脑灯生产品种比较齐全，技术水平和产品质量都有很大的提高。但是，纵观全国，电脑灯的质量还是参差不齐，高端产品已经接近和达到国际先进水平，但品质低下的产品仍大量存在。产品质量好，在国际上有一定市场的电脑灯企业只有几家，在国内有较大影响的也不太多，而大多数是一些小企业，走他们自己认为合适的路，有他们自己的市场，这些企业虽然数量众多，但不是行业的主流。优秀企业数量不多，但他们引领了中国电脑灯的发展和市场，在国际市场上也占有一席之地。

1.2 电脑灯基本技术

电脑灯是一种应用先进技术开发的自动化灯具，具有较高的技术含量。与常规灯具相比，在灯具功能上有了很大的改观，主要表现在灯具的投射方向可在大范围空间内快速变化，色彩变化丰富，图案、棱镜、频闪等多种效果，给舞台演出带来了生机和活力。

当前，电脑灯主要采用高强度气体放电光源（HID），但同为HID光源，色温、显色性、光效和寿命都会有较大差别。目前电脑灯使用的光源的色温大约6000 K～8000 K，显色指数一般在75～90，光效可达70 lm/W!90 lm/W，寿命一般为700 h～1000 h。也有少数电脑灯为了和常规灯具混合使用时的色温保持一致，采用卤钨光源作为电脑灯的光源，但是卤钨光源的光效很低，一般低于30 lm/W。近年来LED兴起，采用LED作为光源的电脑灯开始出现，但仍处于发展的初步阶段，还不能完全替代HID光源的电脑灯，主要是总光通量尚无法满足需要。

调光是舞台灯具的基本要求。由于常规灯具采用灯丝加热的卤钨光源，可以方便地采用改变电压的方式调光，但是HID光源却无法实现0%～100%全程电调光，通常只能采用光闸以机械方式调光。为了适合不同的应用，电脑灯通常具有变焦和调焦的功能，达到光斑大小和清晰度可调。有的电脑灯还有成像灯一样的光斑切割功能，可以更好地控制光斑的形状以满足对灯光控制要求较高的演出，但是这种灯具的技术先进，价格相对也高。

电脑灯是一种兼有照明和效果功用的灯具，色彩是电脑灯的重要功能之一。通常电脑灯色彩变换配有两套装置，一套是安装有不同滤色片的色轮，旋转色轮改变光束颜色；另一套是CMY（青、品红和黄）连续变色装置，由CMY三种滤色片组成，通常采用每一色彩用两片滤色片水平相对平移或圆盘梳状滤色片旋转变色。其他还有图案、棱镜、雾化、频闪等效果。

电脑灯最早应用于娱乐业，而后逐渐发展起来转向舞台演出，成为演艺活动中应用较多的一种自动化灯具。还有一类自动化灯具是从舞台常规灯具发展而来的，如ETC公司的Source Four Revolution和ADB公司WARP，这类灯具定位于戏剧演出方面的应用，但发展缓慢，品种不多，市场不大。国内企业在这方面还未有所作为。

近年来LED新光源迅速发展，业内开始探索LED光源在电脑灯上的应用，这部分内容在有关LED灯具的发展报告中阐述。

1.3 国内电脑灯现状

1.3.1 电脑灯生产规模大

目前我国电脑灯生产企业数量很多，特别是在广东珠三角地区更为集中。电脑灯本应该是一种技术要求较高的产品，入行须有一定的门槛，并不是想做就能做的行业。但是由于国内电脑灯生产出现专业化分工的现象，有些厂家生产各种不同的电脑灯零部件，小的生产厂只要采购零部件就可组装生产，这样降低了入行的门槛和生产成本，但也带来了产品同质化、质量水平低下等问题。当然，国内主流的企业有完整的产品设计，有的企业生产规模比国际主流企业还要大。主流企业再加上大量的小型企业，因此国产电脑灯生产规模大、产量大，不少产品出口国外，有的企业还为国外知名企业代工（OEM）生产。中国目前是一个地地道道的电脑灯生产大国。

1.3.2 电脑灯品种多

目前国内电脑灯生产品种齐全，电脑灯主要有图案电脑灯（spot）、染色电脑灯（wash）、光束电脑灯（beam）和成像电脑灯（profile）等品种；功率有从一百多瓦到2000 W各种不同功率。国产电脑灯的产品系列几乎覆盖了当今所有电脑灯品种。

1.3.3 电脑灯质量逐年提高

近年来，国产电脑灯水平不断进步，无论是光学参数，性能、制造工艺都有很大的提高。在中国演艺设备技术协会开展的“评优”中，能明显感到电脑灯质量的提高，不但评出了不少优质产品，即使没有评上优质产品的，根据“评优”发现的问题，企业都很快有所改进，质量已有明显提高。被评为“优质产品”的灯具在光斑质量、功能和性能方面都能较好地满足对灯光有较高要求的专业演出的需求，灯具的可操作性和工艺质量都能满足演出的操控要求。

1.3.4 从仿制走向自主研发

最初电脑灯基本上是仿制国外产品，目前这种状态已有很大改变，一些主流企业重视产品自主研发，有较大的研发团队，拥有发明专利和软件著作权等。

1.3.5 新技术应用

国内电脑灯企业对新技术在电脑灯上的应用也比较重视。灯光设备的远程设备管理（RDM）是一种新的控制协议，可以对连接在DMX 512-A网络上的设备实现远程管理，如远程设置起始地址码、下载灯库数据等。网络技术在灯具上应用从世界范围内来看，进展相对较慢，这是因为网络的星形联接方式不及DMX 512菊花链形式来得方便。国内企业开发出电脑灯，不但具有网络接口还内置网络/DMX 512解码器，这样只要将网线接入第一个电脑灯，其附近的电脑灯就可以方便地利用DMX 512信号采用菊花链方式链接，给使用带来很大的方便。

由于中国的电脑灯大国地位，使得国际著名的光源企业都很重视与中国企业的合作，很愿意将新开发的光源产品提供给中国企业试制新产品；也愿意与中国电脑灯企业合作，为我们开发新光源。最近比较典型的例子是飞利浦公司新光源—铂金系列光源（图1、图2），Platinum 5R（189 W）、15R（300 W）和35（800 W），以及欧司朗公司（图3）的SIRIUS HRI系列 180 W、230 W、280 W、330 W等多个品种。这些新光源虽然自身发光效率并未有多少提高，但是光源内部的电极间隙比较小，更接近点光源，能明显提高光源光通量的利用率，从而提高整个灯具的发光效能。国内企业使用这些新光源开发出了新灯具，取得了较好效果。特别是在国内电脑灯功率日益趋高的潮流中，吹进了一缕高效节能的春风，更具意义。

图1 飞利浦 Platinum 5R

图2 飞利浦Platinum 35

图3 欧司朗光源

国内电脑灯企业在采用LED替代传统气体光源方面也在积极探索，并取得初步成效。

2 国内电脑灯生产中的问题

2.1 功能和性能

电脑灯的功能强大与否是电脑灯档次的象征，因此，在开发电脑灯时通常将此置于重要地位。不少国产电脑灯功能齐全，但这些功能不到位的情况却很常见。因此，表面看起来功能很多，但实际应用中问题不少。如灯体水平和垂直运动是电脑灯的基本动作，要求无论高速运动还是低速运动均应平稳运行，并具有良好的重复定位，但是灯体运动不平稳，定位不准确的现象还比较常见；调光是舞台灯具的基本要求，舞台灯具的调光过程不但要求亮度变化平稳，还要求符合人眼的视觉线性，由于电脑灯采用气体放电光源，只能采用机械光闸的方法实现，因此，调光线性差，特别是在低亮度时出现花斑和抖动的现象是电脑灯调光的常见缺陷；色彩变化也是电脑灯必备功能，但是色彩变化过程中光斑内色彩不均匀，在低饱和度时更为明显，甚至出现花斑和闪烁；此外，还有电脑灯的变焦过程中噪声明显、色温调整中色温失准、成像切割变形和成像质量差等问题。上述不足，有些产品显现的问题大些，有些产品的问题小些，但大多数产品都或多或少存在。表面上看功能都有了，但实际使用时，各种各样的问题总是困扰使用者。细节尚且能决定成败，这些问题的程度应该远超出细节，对产品的影响有可能是致命的。

2.2 光学质量

灯具是一种提供光照的产品，光的质量是灯具最主要的指标。由于舞台灯具直接在舞台上创造艺术效果而服务于人眼，因此，评价灯具的光学质量，需要客观的物理测试和专业人员的主观评价相结合。由于光学测试需要专业的测试设备，国内电脑灯制造企业自身大多不具备这些测试条件。如果企业自己无测试设备，那么，在新产品开发中也可以委托专业测试机构测试，对产品进行鉴定、给用户提供数据，但是大多数灯具生产企业没有做到。因此，国内企业对自己产品的光学参数几乎不了解，具有较大的盲目性。电脑灯的光学质量的客观测试应该包括反应光分布的光斑角、光束角，如等照度曲线、光强分布曲线等，还有对舞台应用十分重要的色温和显色性。

由于电脑灯绝大多数使用气体放电光源，生产企业在选用光源时因各种原因选用的光源有色温偏高、显色指数偏低等问题。气体光源本来红色光谱就缺少，色温偏高的光源红色效果就会更差，甚至严重影响使用。此外，同样的滤色片在使用不同色温的光源时，光的色彩效果会有很大的差异，国内生产企业对这样的问题重视不够。

此外，也有相当多的电脑灯存在光斑不均匀、硬光斑有紫边的现象。

2.3 发光效能

发光效能是反映灯具高效节能与否的重要指标，是指每瓦电能转换为光通量的能力。电脑灯是功能性很强的灯具，灯体内较多的效果功能零部件会降低发光效能，因此，提高电脑灯的发光效能很有必要。由于国内演出用光亮度通常偏高，因此，灯具生产企业不断提高光源功率来满足市场，1 200 W的灯具尚嫌不够亮，于是1 500 W的渐成主流，甚至有2000 W乃至功率更大的电脑灯出现。但是光源功率不断增大的同时，光输出是否相应成比例提高？发光效能是否反而降低了？企业在这方面几乎都没有多少研究，拿不出数据。但是随着功率增大，却给散热、噪声和寿命带来了不少问题。国内电脑灯企业很少能在产品说明书上写上灯具的有效光通量和发光效能这些基本而重要的参数。近两年，飞利浦公司推出铂金（Platinum）系列和欧司朗公司推出的SIRIUS HRI系列新光源后，才使电脑灯的功率不断走高的潮流出现一些转机。

2.4 制造工艺

近年来，电脑灯的工艺水平虽有较大的提高，特别是一些主流品牌的工艺水平逐步为大家认可，但是制造工艺水平总体偏低仍是国产电脑灯的通病。通常存在外壳和外壳配件加工粗糙，外形和操作人性化欠缺，内部零部件和走线安排不合理，更换零部件不方便等问题。特别是灯体漏光、噪声过大的问题更是直接影响使用。

2.5 电磁兼容

电脑灯是一种兼有强电和弱电的电气设备，因此都会存在电磁兼容的要求，特别是采用电子镇流器的灯具更应予以重视。电脑灯在工作时有产生谐波破坏电网的供电质量和产生无线电骚扰妨碍其他电子设备正常工作的可能，由于电脑灯功率较大，这些对外界产生的干扰也会相对较强。此外，电脑灯工作时也会受到其他电气设备发出的各种干扰，这样的电磁干扰环境考验电脑灯能否正常工作，这就是电磁兼容的两方面，即电磁干扰（EMI）和电磁耐受性（EMS）。电磁兼容方面有很多强制性的国家标准和国际标准，对设备有严格的要求。目前，我国电脑灯产品大多无相关的测试，基本属于空白，除了一些出口产品，因国外要求进行电磁兼容方面的测试并作改进。如果严格要求的话，不少产品的电磁兼容性能达不到标准要求。

2.6 自主与创新

虽然一些主流企业在自主开发产品上有较大的努力，但从行业总体看，自主创新不足。小企业主要还是以仿制国外或国内主流产品为主，购置通用零部件进行组装。作为主流的大企业虽然在搞开发和研究，也有不少自己的专利，但从产品的总的发展来看，还是跟着国外走。例如，国外电脑灯有了成像切割功能，国内就跟着开发；国外搞了光束电脑灯（beam），国内又跟着研发。虽然中国是个电脑灯制造大国，但始终没有大的创新，总是跟在别人的后面学着做。几乎找不到哪一种灯甚至哪一个功能是中国自创，能让国外的企业学习、应用到他们产品中的。

2.7 产品定位

演艺行业覆盖面较广，从传统的舞台剧目的演出，如话剧、歌剧到综艺晚会；从室内的黑匣子到广场的大型演唱会，不同的演出样式会对电脑灯有不同的要求。而电脑灯又是品种繁多、功能强大的复杂灯具，不同的电脑灯适合不同的场合应用。国内灯具制造企业对这些不同的需求缺少深入的了解，因此，对自己产品的定位不清，错位开发的产品事倍功半。前面提到的国内电脑灯企业缺少创新也与企业对演出缺乏深入了解有关。

3 国外电脑灯技术

国外电脑灯企业近年来也有很大的发展，主要在灯具节能高效、灯具大范围变焦、多功能以及新光源应用的探索。

高效节能是当今社会的潮流，飞利浦公司推出189 W的5R、300 W的15R和800 W的35 Platinum系列新光源以及欧司朗公司SIRIUS HRI系列光源，国外电脑灯生产企业在采用这类新光源开发各种电脑灯新品方面很有成果。

Vari-Lite公司VL 880 Spot电脑灯（图4），采用Philips MSR Platinum 35灯泡，与原先的电脑灯采用的普通放电光源相比，色温、光效、显示指数及寿命并无多大优势，其最大特点是作为800 W的气体光源，电极间距离仅3 mm，极有利于灯具光学系统的设计以获取最大化的光输出，达到灯具的高光效。这款灯具在37.5 °宽光束角状态时的光输出为19 200 lm（第三方测试），达到或超过1 200 W传统电脑灯的光输出。灯具的高效、节能是极其显著的。同样功率，光效更高了；同样的光输出，可以做得更小、更轻，噪音更小，光效更高、更节能。

Clay Paky Sharpy（图5）是一款新型光束电脑灯。它采用Philips MSD Platinum 5R灯泡，功率不大，仅189 W，但光源电极距极小，仅1 mm，且发光体与匹配的反光镜经合理设计后封装组合成一体，获得了很高的光通利用率。Platinum 5R灯泡组件的光效高达42 lm/W以上，具有很高的光束强度，寿命长达2000 h，为研制更小、更轻、更强的光束电脑灯提供了优越的条件。Clay Paky Sharpy在PLASA 2010展会上获得创新奖，投放市场，供不应求。

Clay Paky Alpha Spot QWO 800（图6）采用飞利浦MSR Platinum 35灯泡，在2011年LDI展会上首次亮相，获得新产品奖。此外Highend的2 500 W大功率灯具Showgun和Showbeam的光效特别高，两款灯的光输出分别达到130000 lm和140000 lm（Highend公司自己提供的数据），粗略估算发光效能达到40 lm/W左右，在电脑灯普遍只有不到10 lm/W的情况下，这一数据简直不可思议（笔者认为此数据还有待验证）。

图4 Vari-Lite的VL 880

图5 Clay Paky的Sharpy 光束灯

图6 Clay Paky的Spotlight Wash

除了主流的产品外，国外的电脑灯生产企业还在生产镜面扫描电脑灯，如曾经辉煌的Highend公司的 Cyberlight和Clay Paky公司的黄金电脑灯Golden Scan 4等，这些镜面反射式电脑灯至今仍有市场。有的公司为了适应对低色温电脑灯的市场需要，生产采用卤钨光源的电脑灯，如Vari-lite公司的VL 1100 TSD/TID和Clay Paky公司的Alpha Wash Halo 1000等 ；为了提高卤钨光源的光效，还有采用低压卤钨光源，如采用80 V光源的Martin的MAC TW-1和 Clay Paky公司的Alpha Wash Halo 1200等。

为了满足一些特殊效果，在电脑灯上另外安装LED和氙光源频闪灯也有出现，如Highend公司的Showgun和ShowBeam的灯口上镶有一圈红、绿、蓝三色LED。Clay Paky公司的Spotlight Wash则在灯口上装有2个1 500 W的氙气频闪灯，2个频闪灯可同时频闪，也可单独使用。

4 我国电脑灯生产企业亟需努力

主流国产电脑灯的水平与国外的电脑灯水平接近，但国内总体水平仍有很大的提升空间。

4.1 创新

纵观我国电脑灯的发展，几乎都是在向国外学习，跟着国外的产品一路走来。目前我国电脑灯行业生产规模已经很大，技术水平也有非常大的提高，通过多年的积累，现在到了可以自己走路、走自己的路的时候了。特别是对国内的领军企业而言，走自主、创新的路，独立开发新产品是一项义不容辞的责任。中国是电脑灯最大生产国，也具有最大的市场，中国的电脑灯应该有引领世界电脑灯发展潮流的能力。

4.2 加强与用户沟通，明确产品定位

国内电脑灯企业基本是跟着国外的产品一路走过来的，对于电脑灯的实际应用了解不多，是中国企业的一大软肋。国外有的企业老板出身于灯光设计，对演出的需求了如指掌。因此，作为生产电脑灯的企业家和灯具设计师，应多与灯光设计师沟通，了解他们的需要。更要清楚各种灯光设计师对灯具的需求也会不同，企业可以将自己的产品有不同的定位，满足不同需求。

4.3 提高工艺水平，注意细节

灯具的工艺水平一直是国内灯具行业的薄弱环节，特别在细节上应予以重视。“细节决定成败”，我们与国外品牌的差距大多是在细节上的失败。

4.4 加强宣传、创建名牌

当前国内主流企业的产品在质量方面已经有了很大的进步，在国际市场上也有一定的份额，但是知名度不高，有的企业还隐姓埋名为他人代工生产。企业特别是中国企业在发展过程中难免会经历这样一个过程，但是今天我们已经开始强大，就应该考虑如何加强宣传，努力去提升自己品牌的知名度，为创建名牌做准备。名牌不是短时间能确立的，需要长期的市场认同，企业应该早作有心人。同时，也要看到，国内企业产品质量不够稳定，将是创建名牌的大患。