基于EL冷光线技术的智能化舞台表演服饰设计

孙亦晗++周泓++俞宝福

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.001

摘 要：该文在分析比较了LED与冷光线的异同点后，采用EL冷光线技术进行智能化舞台表演服饰的设计。文中描述了智能化舞台表演服饰的结构与功能设计过程，并详细阐述了控制器硬件设计与软件设计过程。该智能化舞台表演服饰将电子信息技术与艺术进行完美结合，具有很好的表演效果。同时控制器具有较好的通用性，具有推广应用价值。

关键词：EL冷光线 智能化 舞台表演服饰

中图分类号：TS94 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（c）-0001-02

随着科技发展，人们发掘出越来越多的形式来表现小说的故事情节， 例如话剧、电影、电视剧，甚至还出现了新型表演形式，如舞台剧、水幕电影、灯光秀等，但仍然没有出现一种形式是完全用灯光来表现电影或舞台剧的情节。人们对光源的利用仅仅停留在道具和舞台布景上，还未出现任何一种表演是以灯光为主体来表现一个故事的。

要实现对连续的光源进行控制，该设计中先后选用了三种方案。第一种方案采用了LED灯带方式，LED灯带是指把LED组装在带状的FPC（柔性线路板）或PCB硬板上，这种方式可以实现基于线的多个LED控制，但由于带状本身具有硬度，故要实现多种弯曲形态不容易实现。第二种方案采用了多个直插封装的LED自己通过连线进行串并组合，来实现基于线的LED控制，但这种方案中由于LED的颗粒比较大，远看效果尚可，但一旦近距离观赏则颗粒分离比较明显，线条的连贯性不好，对于故事情景表达过于抽象。考虑到以上两个方案的不足，在该设计中采用了EL冷光线技术来构成表演服饰中的基本线条。

EL冷光线利用电能转化为光能的工作原理，通过加在两极上的交流电压驱动而产生的交流电场，通过启动发光原子，使其被加速而获得足够能量，被电场激发的电子碰撞发光中心及荧光物质，引致电子能极的跳跃变化复合而导致发射出高效率的冷光。作为一种均匀整体的面发光机体，EL冷光线不会对视觉造成刺眼，具有很高的发光效率、光线柔和发光强度极高的特点。在该设计中，EL冷光线最大的特点是可以任意弯曲，做成各种舞台表演形态，达到满意的表演效果。

1 舞台表演服饰结构与功能设计

该设计的舞台表演服饰整体采用一件透明雨衣，在雨衣上下两部放置两个光源区域，分别为情景区一与情景区二。其中，情景区一设置在于雨衣上部，由19根EL冷光线组成分别标号a--s，这些按一定的图形分布。情景区二位于情景区一的下部，由5根EL冷光线构成。该设计可以通过光源的变幻，组成电影《黑天鹅》内容情景。舞台表演服饰结构如图1所示。

情景区一由19根EL冷光线组成分别标号a～s，这些光线按一定的图形分布，能够随着音乐的不同变化而发光，从而进一步展示故事情节。其中EL冷光线a、b、c、d、e、f、g、i、j、l、m、n、s组成情节1象征着芭蕾舞裙，是整个故事的开端，阐明故事主角的身份；EL冷光线f、h、i组成情节2象征着舞鞋，预示着导演托马斯决定为新一季《天鹅湖》挑选新演员，而女主角则觊觎黑天鹅的角色； EL冷光线a、b、c、d、o、p、q、r组成情节3象征着黑天鹅的邪恶，女主角为了演出黑天鹅的诡诈与淫荡，开始鲁莽、不顾一切地探索起自己黑暗的一面；EL冷光线j、k、m组成情节4象征着白天鹅的纯洁，女主角本是白天鹅的完美化身，无辜而优雅；EL冷光线a、b、c、j、k、o、r组成情节5象征着内心的矛盾，是黑与白的决裂，女主角在这两面中游离；EL冷光线a、o、p组成情节6象征着欲望的巅峰，音乐达到高潮，舞台上的分裂促成了现实中隐性人格的曝露，现实中的裂变反过来成就了舞台上两种极端角色的塑造；EL冷光线g、h、i、s组成情节7象征着纯洁的泪滴，是分裂人格残留的本来面目。

情景区二由5根EL冷光线灯管构成，弯曲折叠成波浪状，象征着湖水，随着情节的发展，水波此起彼伏。5根EL冷光线分别代表5个等级，会随着音乐音量的升高、频率的加快而层层递增发光，例如，音量极低、频率极慢时， 仅有第一个EL冷光线发光，当音量增加或频率加快，后一个EL冷光线会随着前一个EL冷光线一起发光，以此类推，直至音量极高、频率极快时，EL冷光线同时发光。

2 智能化舞台表演服饰控制器设计

从功能上分析，该舞台表演服饰主要需控制两个光源区域，其中情景区一由19根EL冷光线组成，分别根据剧情变幻需要变化7个情节。由于舞剧本身是确定的，在这里情景区一中的7个情节变化可以采用定时进行控制，根据各个情节的时间长度来进行情节间的光源变化。而情景区二的5根EL冷光线不是同时亮起，主要是根据外部的音乐音量变化来进行切换，故控制器需要有拾音传感器输入接口。

根据多根EL冷光线的组合，可以将情景区一中的a作为1路，b、c、d作为1路，e、f作为1路，g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r、s分别作为1路，情景区二中的5根冷光线分别为1路，这样共需要21个I/O进行分别控制。

根据以上分析，可以获得图2所示的表演服饰控制器框图。

（1）电源模块：由于表演时人是会移动的，要求电源也是可以移动的，故本设计中采用了锂电池模块作为供电电源，或者也可以直接采用外接的充电宝模块作为控制器总体电源。

（2）处理器模块：该模块是整个系统的控制中心，负责对各个功能模块进行调度，因而需要具有系统所用功能模块的接口。此外，还有实时性和运算能力等性能要求。处理器模块包括MCU处理器、SDRM与FLASH等存储单元。在该设计中，采用ST公司推出的一系列性价比较高的STM32F103VET6芯片作为核心MCU。该芯片以ARM 32位的Cortex-M3为内核，可提供最高72 MHz的工作频率。片上集成并行LCD接口、I2C、SPI、USART、ADC和SDIO等丰富的控制接口，因此可以满足该系统的功能需求。

（3）实时时钟模块：该模块为系统提供RTC时钟，包括年、月、日、时、分、秒、周等信息，当系统主电源断电时，仍可以进行工作。该模块在表演时可以精确定时，进行情节变化。

（4）拾音传感器模块：传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒，声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压，这一电压随后被转化成0～5 V的电压。该传感器模块通过A/D转换电路与处理器模块相连。

（5）EL冷光线驱动模块：由于冷光线驱动是交流驱动，故EL冷光线驱动模块需要完成直流转交流功能，实现处理器模块通过GPIO接口对多路冷光线的直接控制。

3 结语

EL冷光线具有超省电、短波光、无幅射、夜间特别明亮、醒目等特点，对于完成该设计中较复杂的表演效果起到了决定性的作用。该设计中将电子信息技术与艺术较完美地进行结合，增加了艺术表演的可观赏性。该设计中的控制器本身有一定通用性，既可以实现EL冷光线的控制，也可以实现多路LED的控制，对于不同的表演风格都可以通过二次编程方便地实现，具有很好的推广应用价值。

参考文献

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