考察一款光束电脑灯——D.T.S.MAX

文/[美]迈克·伍德 编译/姚涵春（.上海戏剧学院，上海 200040）

考察一款光束电脑灯
——D.T.S.MAX

文/[美]迈克·伍德 编译/姚涵春1（1.上海戏剧学院，上海 200040）

通过测试，解析意大利D.T.S.公司的一款D.T.S.MAX光束电脑灯的构成、功能及其特点。

Philips MSD Platinum 16R；光束灯；测评；大变焦；雾化镜；多功能灯具

意大利D.T.S.公司自1980年起就开始经营制造灯光设备。它生产建筑和工业照明产品以及娱乐灯光产品。笔者此次将考察D.T.S.MAX（以下简称MAX）——一款为满足流行需求而设计的窄角光束和聚光相结合的紧凑型灯具。同时，这款产品也进入了竞争激烈的热门领域。MAX有几个新颖的特点。测试从光源开始，经由光学系统直至光输出，笔者试图通过客观地报告灯具的各个方面的测试结果，提供没有偏见的数据，以帮助用户做出自己的判断。使用哪款灯具，最终常常是由数字之外的许多因素所驱动的主观决定。如果用户对本文中所列的数据感兴趣，笔者鼓励用户自己对设备进行一次测试。

本次考察基于制造商提供的1台MAX灯具，见图1。测试多台灯具并比较它们的数据是较好的方法，但是笔者没有这种条件。所有测试都是灯具运行在115 V 60 Hz常规电源下进行的（测试电压实际是117 V）；不过，MAX运行的额定电压范围是90 V ～260 V 50 Hz/60 Hz。

1 光源

与MAX同类同等级的其他灯具一样，它采用飞利浦铂金系列灯泡——Philips MSD Platinum 16R。这是一种超短电弧的灯泡，被精确地安装和聚焦于椭球面反光镜内。其技术与先前运用于视频投影机的灯泡本质上是一样的。现在这项技术已经用于照明灯具。图2显示从MAX灯具中卸下的灯泡以及固定灯泡的五金器件。如同笔者在其他同类灯具中所见的那样，这种灯泡的更换很棘手，包含许多小的难以抓住的部件。在笔者看来，这些部件的拆装不能在灯光装备中操作，而只能在工作台上完成：因为涉及的小螺丝和部件很容易掉落。图3显示已经移除两个主要全塑模注外罩的灯泡视图。设计这个外罩的目的是冷却灯泡。这些灯泡有着严格的冷却要求，为了做好这项冷却工作，一个具有受控环境的封闭灯泡室至关重要。卸除4个螺丝，提起外罩，灯泡就显露出来了，见图4。另外4个螺丝可被卸掉，灯泡便能被提起和更换。

并不是D.T.S.一家公司采用这种复杂的操作方式。对于所有制造商，这种灯泡类型越来越多的应用，使得灯泡的改变推迟了很长一段时间。近年来，因“速装灯头”（FastFit）类型灯泡的出现，使灯泡的安装和更换变得更简单容易了，但可惜那样的时光似乎已经不见了。现在，用户更换灯泡再次需要螺丝刀、手套和耐心。笔者尽管完全理解其中的缘由，但还是忍不住要抱怨一下。

对于MAX光学系统的性能来说，精准定位和灯泡冷却是关键环节，所以值得花费时间做好这件事。

灯泡一经移除，就能看见光学链中的下一个器件是什么。如图5所示，在灯泡室的出口处，紧挨着旗形调光板和色彩系统，安装有一个裂开且成角度配置的热镜。在照片的左侧，也可以看见冷却风机，它将气流直接导向灯泡的灯头夹。

图2 卸下的灯泡

图3 灯泡室

图4 定位灯泡

图5 灯泡室视图

2 调光器

图6 调光曲线

灯具配置有两块旗形调光板，每一块板由各自的步进电机驱动。每一块旗形板由镶有磨砂玻璃边缘的金属叶片组成，以平滑调光。在运行中，两块旗形金属片像一把剪刀一样紧密配合，关闭光阑开孔，首先闭合磨砂玻璃，再闭合金属板边缘。这个系统（幸亏这个均化系统，后文再论述）表现得非常好，因而调光是平滑的，没有一点伪影，在整个调光范围内只有微乎其微的光晕。图6显示其调光曲线。它是一条S形曲线，在曲线的最顶层和底部具备良好的调控，而在调光的中段则提供快速的调变。这种平滑调光是MAX性能的强项。

调光器的第二个用途是用作频闪快门。笔者测得其频闪速度范围为0.86 Hz～9.6 Hz。渐变和突变频闪可供选择使用。

表1 色彩混合

表2 固定色轮

表3 色轮运行速度

表4 旋转图案轮速度

表5 固定图案轮速度

3 色彩

光学链中的下一个系统是色彩控制系统。MAX配置有色彩混合和色轮，它们可以分别使用或一起使用。色彩系统中第一个组成部分是4个扇形二向色性玻璃片：它们是青、品红、黄和CTO，每一片都蚀刻有指形图案，以便扇形玻璃片转过光束时提供强度逐渐增强的相应色彩。此外，这个均化系统实在有用，单个玻璃片表现得也非常好。用户可能预料滤色片切入时其光束的一侧会被着色，但是情况不是这样的，整个光束的色彩混合是平坦而均匀的。

笔者测得来自色彩混合系统的光输出见表1。色彩饱和度是令人满意的，笔者能够混合得到良好的琥珀色、浅绿色和淡紫色（这些总是最难混合的色彩）。

色彩混合滤色片的下一个器件就是固定色轮，其透射率见表2。在图5中通过光阑孔径可以看见这个色轮，它包含17个不可改变的二向色性滤色片和一个开孔。

色彩仍然非常平滑，而且双色彩产生有趣的效果，从一种色彩转变到另一种色彩时看上去更像是一种渐变色，而不是任何一种突变色。拍摄这种色彩效果很困难，但是图7提供了一个双色彩的例子。色轮运转时，将产生一种色彩过渡到下一个色彩的无缝渐变效果，十分令人愉悦。色彩变换也非常迅速，实现了良好的突变效果。最后，色轮照例能够以不同的速度旋转，转速可一直下降至极低的0.02 r/min（转/分钟），以这个极低速运行，旋转一周需47 min。正如MAX的所有运转一样，这种运转也是平滑的，没有可察觉的步进或跳跃现象。色轮运行速度见表3。

图7 双色彩效果

4 均化系统

这个系统深藏在MAX的内脏，所以笔者不能获取其相关的清晰照片。然而，通过一些探查工作，笔者推测，这是紧接安装在色彩系统之后的一个六角形截面的长反射管。来自灯泡的光线通过调光器和色彩系统进入这种光管，并在光管内部的镜面之间来回反射，其结果是，光束被均化混合，色彩十分均匀干净。不可避免地，这将损失一些光，但是因此获得的色彩混合效果也非常好。

5 图案轮

光管的出口孔形成了图案系统的大门。MAX有两个图案轮：旋转图案轮和固定图案轮。两者速度分别见表4和表5。

图8 图案片

图9 图案更换

图10 聚焦质量

图11 动画轮

旋转图案轮包含9个可更换的图案，而固定图案轮则配置有10个。两个图案轮上的所有图案片都是玻璃做的。每个图案轮有自己的不同的卡盘系统以夹住图案片，这些图案片在各自的图案轮上扣入定位。想进入图案轮有点棘手，特别是进入固定图案轮。制造商声称更换图案片不需要工具，但是笔者觉得使用尖嘴钳操作更容易，除非操作者有纤细的手指。图8显示每一个图案卡盘以及与其比较尺寸的小参照物，上部是旋转图案轮的，下部是固定图案轮的。（先前笔者使用便士和美分以比较它们的尺寸，而现在通货膨胀后笔者则使用5便士硬币、10欧分和10美分硬币，按从上至下的次序）。可以看出，在图案片的中央，其图像尺寸很小，见图9。

两个图案轮的定位和旋转是快捷和平滑的，具有满意的旋转速度范围。变向时旋转图案轮显现一下弹跳，笔者测得其精度为滞后误差0.4°，即在20英尺射距上偏差1.8英寸（或在10 m射距上误差76 mm）。所有图案轮都运用快速路径算法以使图案变换时间最小化。

所有图案的聚焦质量是好的，边缘—中央的聚焦差异和彩色边缘的状况是可以接受的。从一个图案轮转变到另一个图案轮时也可能获得良好的变形效果。图10展示旋转图案的聚焦质量的案例。

6 光圈

光圈紧接安装于固定图案轮之后。笔者测得光圈打开/关闭的时间约0.2 s。完全关闭光圈将使光圈孔径减小至全孔径的54%，并产生最小变焦时2°的光斑角和最大变焦时16°的光斑角。

7 动画轮

图像部分的最后一项是动画轮。这是一个大的图案轮，能够摇摆着横越孔径和旋转。它可作为背景的运动添加到两个图案轮的任一个影像之上。图11显示在光束外停放的动画轮。它可以在0.2 s内横越光束，而后旋转，旋转速度可从0.62 s/rev（97 r/min）降至900 s/rev（0.07 r/min）。从动画轮的定位到旋转图案轮有相当长一段距离，两者并不紧挨着，看起来动画轮可以用。

8 棱镜和雾化系统

D.T.S.MAX配置有一个四棱镜，棱镜插入光束需时约0.2 s。图12显示完全聚焦于旋转图案轮时的图像分离。棱镜机械装置被安装于聚焦透镜组的后表面，因而它与这个透镜组一起前前后后来回移动，见图13。与棱镜安装相类似，旗形雾化片被安装于变焦透镜组的前面，并与这个透镜组一起移动。它是一种全雾化镜，不产生可变雾化效果，无论插入或离开光束，其结果均产生泛光效果，所以它不能被用来雾化图案影像。图14为雾化片。

图12 棱镜图像的分离

图13 棱镜

图14 旗形雾化片

图15 聚光模式的光输出

图16 大孔径模式的光输出

9 透镜与光输出

MAX的光学系统相当复杂：围绕灯泡的椭球面反光镜将光线直接导向均化系统（可能包含透镜，因没有完全拆卸笔者不能明确告知）而后通过三个透镜组件。聚焦和变焦透镜组件是可移动的，而最后一个组件是固定不动的，并构成光输出透镜。这个光学系统具有约10：1宽大的变焦范围。在旋转图案轮上也有两个不同大小的通光孔以改变灯具的初始光斑角。图15和16显示运用这两个孔时的宽角光输出。图15显示运用标准孔径时产生4°～30°变焦范围（或连同光圈一起使用，可产生2°的最小光斑角）。笔者测得30°宽角时其光输出值刚好超过4 000 lm。正如所预料，孔径越大，其光输出值也越高，达到4 560 lm。在这个模式中其最大光斑角是45°。当然，添加雾化片将进一步增大这些光斑角。从图15可见，其光斑是平滑而平坦的，中心与边缘之比稍高于2：1。也有第三种模式，制造商称之为演播室模式；这也使用了大光圈孔径，并在不同光圈片门上聚焦。在这个模式中，光束非常平坦；但不能使用图案片。总的来说，作为这类灯具，其光输出值偏低，不过这是对获得如此大的变焦范围而付出的代价。这种大变焦是有用的。在窄角范围，光束产生极好的空中效果。在中角范围时它适用于图案影像，而在宽角范围内则有益于泛光效果。通过菜单选择，MAX也提供进入自动变焦模式的可能性。在这个模式中，操控者手动地将图案变焦设置于变焦范围的两端，然后灯具在中间位置将追踪焦点。笔者发现，在工作室中的设置执行得很好，因而笔者很想在更长的射距上试一试。

10 水平和垂直旋转

在水平和垂直旋转系统方面，MAX具有与众不同的特性：水平轴可以连续不断地旋转。D.T.S.在灯具旋转属性方面掌控得很好，因而用户能够模仿许多不同旋转角度的定角灯具——标准角度是540°——或者在两个方向上都可以满程旋转。笔者喜欢的模式是360°智能路径，在这个模式中灯具总是择取最快路线以抵达目的地，没有摇头的蹦跳或尴尬的盲动。制造商将这称为自由水平旋转（Free Pan Rotation 或FPR）系统。

在默认的540°水平旋转模式中运行时，笔者测得水平全程运行需时3 s，而180°水平旋转则需时1.6 s；垂直全程270°运行需时2 s，而180°旋转则需时1.5 s。两个轴向运动非常平滑，具有最小的滞后和极小甚至没有过冲和弹跳。水平运行滞后仅为0.04°，即在20英尺射距上偏差为0.2英寸（或在10 m射距上偏差7.6 mm）。垂直旋转的滞后稍稍大些，但是仍然非常好，滞后为0.09°，即在20英尺射距上偏差0.4英寸（或在10 m射距上偏差15 mm）。图17展示了一个灯弓臂中垂直旋转马达系统及其编码器轮。

图17 灯弓臂

图18 马达驱动板

11 噪声

与使用这种灯泡类型的其他灯具一样，灯泡需求的恒定强迫风冷产生了MAX的最大噪声。噪声最大的马达是水平旋转马达，因为在全程水平旋转系统中这款灯具使用了一只非常大的马达。距离灯具1 m处测得灯具的噪声值如表6所示。

12 复位/初始化时间

接通电源或接受DMX复位命令起，MAX完成初始化时间需时51 s。复位功能执行良好，因为在复位开始之前灯泡就被调暗，并且在抵达终点之前不再渐亮起来。

13 电源、电子设备与控制

笔者以117 V 60 Hz电源运行MAX时，其电流为3.64 A，功耗为424 W，此时其功率因数为0.99。所有马达都运转起来时，其峰值功率低于450 W。

由于集流环通过旋转水平接头的必要性，以及保持导体数量最小化的需要，因此驱动电子设备多半被安装在摇头内，从基座配置一根数据输送专线连接到摇头内。图18显示了摇头中两块驱动板之一；另一块则安装在另一侧，完全一样。图19显示摇头内的布局和光学系

图19 摇头

表6 灯具噪声

图20 机顶盒

图21 连接器

图22 显示板统的总图。色彩和图案部件组成一个模块，取出这个模块便于清洁和维护保养。

电子设备和灯泡的电源，连同大直径的水平旋转系统安装在机顶盒内，见图20。如同电脑灯越来越常见的配置，MAX机顶盒内也配置有电池系统，在灯具接通电源之前可以预先设置灯具地址码。

图21和22展示了LCD显示器和菜单系统以及一组连接器。MAX采用了Powercon连接器用作电源输入和输出，并提供3针和5针XLR连接器用作DMX 512数据。此外，配置Ethercon用作Art-Net的支持。并且灯具具有可选择的无线集成DMX。

以上是MAX相关的全部内容。它是一款灯体小、功能全面的灯具。它与市场中的其他灯具相比表现如何？无止境的水平旋转选择范围是有趣的，且具有从窄角光束到宽角光束的大变焦范围，然而其光输出相应地蒙受些微损失。关于MAX，笔者已经提供了确凿的事实和数据，可为用户应用提供参考。

（本文编译自美国《Lighting & Sound America》杂志2013年11月刊《D.T.S.MAX》一文，http：//www. lightingandsoundamerica.com/LSA. html）

（编辑 张冠华）

D.T.S.MAX

Original / [USA]Mike Wood Translate / YAO Han-chun1
(1. Shanghai Theatre Academy China, Shanghai 200040, China）

The composition, functions, and properties of a new beam light were analyzed by means of testing in this paper.

Philips MSD Platinum 16R；beam light; assessment; large zoom; atomization mirror; multi-function light

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.01.002

图1 受测试灯具