舞台灯光控制系统的相关研究

李向红

【摘 要】随着自动控制技术、灯光渲染技术等的应用，灯光渲染效果不断增强，可以显著提升舞台的时尚感，烘托舞台表演气氛。本文从舞台灯光控制系统的构成入手，重点就其设计内容进行探究，以期可以为舞台灯光设计提供参考。

【关键词】舞台；灯光；控制系统

中图分类号：TP273 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2016）08-0268-01

灯光作为舞台表演中的一个重要组成部分，可以烘托舞台氛围，增强舞台表演效果，同时也有助于满足观众的视觉审美需求。特别是随着自动灯光控制系统的推广，灯光可以全面提升舞台表演的整体质量。因此，对于舞台灯光控制系统的构成及设计进行探究具有重要的意义。

一、舞台灯光控制系统的构成

就舞台灯光控制系统的具体构成而言，其主要包括控制台、控制立柜和信号传输网格等主要组成部分，下面就其具体内容进行详细阐述：

（一）灯光控制台。伴随着弱电控制强电技术的产生，灯光控制台得以诞生，且先后经历了模拟和数字化的发展历程。在电子技术快速发展的今天，计算机技术在主流灯光控制台中已得到了广泛推广和应用，而就其控制对象而言，其主要包括舞台上所涉及到的灯具及相关设备。根据舞台灯光控制对象的不同，可将其分成电脑灯控制台、调光控制台和舞台灯光综合控制台，下面就其具体内容进行详细阐述：1.调光控制台主要是借助调光控制器来调节舞台光源亮度变化的一种手段，具体包括编程和多路调光两个主要组成部分；2.电脑灯控制台可预先编排电脑灯的具体变化动作，以便借助电脑指令来实现光束及其颜色的变换，或者旋转不同形式和色彩的图案，调整色温或进行光斑切割等功能；3.舞台灯光综合控制台可以实现对舞台上不同类型灯具及相关配套设备的全面控制。此外，针对某些比较复杂的舞台灯光控制要求，也衍生出了一些独立控制的控制台技术。

（二）灯光控制立柜。灯光控制立柜主要由可控硅调光器、正弦波调光器以及分布式调光器等调光器构成，针对那些对灯具具有电源要求的控制立柜，其同样具有控制直通电源通断功能。其中的可控硅调光器主要是借助可控硅元器件的特性来达到调光作用的，主要包括模拟和数字两种主要方式。可控硅调光器也存在两个缺点，即可能会使电源波形发生畸形变化，也可能会因电流的突变而产生无线电骚扰。分布式调光器是为了补充固定式调光器而诞生的一种调光器，可充分借助分布式调光器和固定式调光器的优点，提高灯光回路灵活性，同时也可以节省调光器数量，节省成本。

（三）控制信号传输。控制台控制灯光设备的方式主要是借助控制信号，所以在灯光控制系统中，控制信号传输是一个重要的环节。鉴于数字信号传输能力远高于模拟信号传输效率，所以当前灯光控制信号传输大都采用数字信号来进行传输，具体的数字传输协议包含CAN、Art-Net和DMX等常用的几种。

二、舞台灯光控制系统的设计

（一）硬件设计。舞台灯光控制系统的硬件设计主要包括五个部分：步进电机驱动模块、温度采集高温保护模块、无线通信模块、数据处理模块和电源模块。硬件设计的原理，在于借助NRF905型号的无线射频模块，在电脑灯下进行无线远程控制操作。电脑灯系统的主控制器采用LM3S8962型号的处理器，并采用步进电机（两相混合式）作为执行元件，相应的混合电路驱动器主要为L297和L298。硬件系统中的电源模块主要是起到供电保护作用；温度采集高温保护模块可以处理采集得到的光源温度信息，并且相应的处理器可以控制温度风扇的实际转速；无线模块的数据处理主要针对步进电机运行情况来确定；电脑灯硬件中系统包括X轴/Y轴电机定位、控制以及高温保护等多种保护功能。

（二）软件设计。控制系统软件主要包括无线收发模块和PC控制面板模块等，可以使操作人员在PC控制面板上来选择灯光的颜色、亮度及变化等信息。在确定之后，计算机会借助通信协议来将光源的相应控制信息发送给数据处理模块来进行处理。相应地，数据处理模块会将所收集到的控制信息进行分类处理，分时发送处理之后的控制信号，使降温风扇电机和通道步进电机等驱动模块可以接受相应的控制信号。

（三）控制系统仿真。在灯光控制系统的硬件部分和软件部分设计完毕后，要进行仿真分析处理，具体就是通过信号处理模块来控制其精度，并且需要确保驱动方法和控制方法的合理性，否则会对电脑灯控制系统的精度产生影响。此时可以采用非线性关系来对控制电流数据进行优化细分，以便可以均匀布局步进电机，确保所设计的灯光控制系统可以满足使用需求。

三、总结

随着人民生活水平的提升，人们不再局限于物质方面的追求，而是倾向于娱乐等精神层面。与此同时，人们不再满足于单调的舞台表演，对于灯光渲染等也提出了更高的要求。在本次研究中，笔者探讨了灯光控制系统的组成和设计，以期为相关研究提供参考。

参考文献：

[1]李钊海.浅议舞台灯光控制系统的设计[J].科技与企业，2015，12（3）：90-91.

[2]刘斌.舞台灯光控制技术及其发展[J].时代报告，2015，（12）：1-2.

[3]许青.舞台灯光控制技术及其发展研究[J].戏剧之家，2015，（1）：128-129.