舞台灯光场景综合控制的研究

吴润良

摘要：舞台灯光会根据舞台氛围，剧情的发展，演出的进度不断变化，不同的情景展现出不同的舞台效果，LED舞台灯的不断发展也使得人们对它的需求越来越大，对技术的要求越来越高。本文对于舞台灯光场景综合控制进行简要分析，希望能给同行业工作者提供参考和帮助。

关键词：舞台灯光；控制系统

一、舞台灯光系统发展现状

经济进步刺激技术进步，而技术进步直接表现在设备的更新与升级方面。这一现象在舞台灯光系统方面体现的尤为明显。在舞台灯具设备方面，国内与国外生产商均进行着日新月异的变革。当然，在技术研究方面，国内生产厂商与国外设备生产厂商还有不小的差距。由于国外工业技术比较发达，因此，其在舞台灯具设备的生产与研发方面基础雄厚。

二、舞台灯光系统的简介

1.舞台光源及灯具

舞台光源及灯具是舞台灯光控制系统的基础和重要组成部分。为适应舞台效果，舞台光源有着特定的属性要求，现今舞台光源大多应用热辐射光源、气体放电光源、电致发光光源，其共同特点为光谱连续，显色性高，亮度强，在提供丰富色彩的同时保证了舞台效果最完美的展现。灯具种类繁多，根据不同光源类型和型号有与之相适应的灯具，各种不同用途的灯具汇总在一起提供了良好的舞台艺术效果，同时增加了灯线的可控性。

2.特殊舞台灯光设备及电脑灯

特殊舞台灯光设备及电脑灯是近几年最为流行的灯控工具，例如光纤、烟火、激光等等，为舞台氛围的烘托提供了技术保障。其中光纤是指利用光导纤维的特殊反射原理，将光线传输到任何需要照明的地方，它的最大优势在于可控性高，光照稳定。烟火是大型娱乐活动不可或缺的氛围烘托道具，在实践应用中也是接连好评。电脑灯的工作原理是利用单核计算机的智能控制技术使灯具投射不同的图案、光束、色彩，既时尚又动感。

3.舞台灯光控台

舞台灯光亮度和色彩的调控是灯控的主要表现形式，一切灯光色彩、亮度、方向的改变都是由控台实现。主要的控台种类包括电脑灯控台、调光器专用控台、换色器控台，三者互为一体，自成系统，对光、色及图案、方位进行系统地调控。

三、舞臺灯光场景综合控制系统的建立

1.舞台灯光控制系统建模。舞台灯具包括电脑灯和常规灯具，常规灯具即亮度调节器和色彩变换器，舞台灯具作为舞台灯光的基础，与舞台场景共同成为舞台灯光场景综合控制系统的建模内容。本次建模的主要目的是为了确立电脑灯和常规灯具亮度、色彩变化结合舞台场景对舞台总体效果产生的影响。以系统为输入量，以舞台灯具为控制量，以舞台效果作为输出量，反应系统的舞台实际效果。

2舞台灯具的建模。灯具作为舞台灯光场景综合控制建模对象，在建模过程中对其调光和变色进行设定，设定的方法包括对电压和机械光圈的调试，换色灯及电脑灯颜色轮的调整。在舞台灯光场景综合控制系统模型中以光圈大小、颜色、电压为输入量，结合理论推导和公式应用研究光通量的变化值。值得注意的是，在白炽灯类的光源中可以采用晶闸管调光的方式进行调光，不仅可控性强，且稳定可靠。

3.舞台场景的建模。舞台场景信息通常利用摄像机进行采集，以像素的红绿蓝三色值为研究对象，设定模拟灯具和测点，结合舞台场景搭设的实际测点数，进行公式求解。

四、舞台灯光场景控制系统控制器的具体设计

1.舞台灯光场景控制器整体构架。在舞台灯光场景实际操作前，灯光师会先利用软件将设计的灯光效果做成图片，不同的灯效有相应的参数，灯光师会将确定的灯效参数进行标定和整理，在最终的舞台灯光场景控制台中录人参数报表，在实际操作中，舞台灯具在舞台灯光场景控制器的操控下准确的投射光线，变换色彩，达到预定效果。除此之外，灯光师也会根据现场情况进行适当地调整，达到最佳舞台效果。一场晚会，灯具少则几十几百个，多则几千几万个，灯具越多，参数调整工程量越大，灯光调节工作越繁重，对每一位灯光负责师来说都是一个挑战。

2.BP神经网络。BP神经网络即误差反向传播神经网络，其结构有三层，分别为输入层、输出层及中间隐含层，隐含层的层数根据灯效预期设计由人为决定。BP网络的最大特点在于在任何一个闭区间内的连续函数都可以用该网络逼近，完成m维到n维的映射。神经元连接强度通过学习规则进行算法确认，融合环境因素与人为控制对不同的神经网络选择合适的学习规则。

3.舞台灯光场景控制算法的确立。舞台灯光控制器的设计很大一部分是由人为的因素参与进来，灯光师根据预想场景效果与实际舞台灯效进行控制量的调节，通过控制算法实现舞台场景综合控制系统的运转。现阶段的控制算法包括专家控制、PID控制、模糊控制、神经网络控制等等，这种根据人的现场判断做出灯具参量输出控制的方法，适合舞台事故多发性灯光要求。尤其是神经网络控制算法，解决了灯具与观测点紧密牵连的问题，利用大规模的非线性自适应系统，处理单元组成，依人工神经网络针对环境进行适时地行为调整，对舞台灯光场景的综合控制起到重要的作用。

五、结束语

我们的舞台灯光设计者们在舞台灯光的功能上从不同的角度做了更多的探索与尝试，在实践中也取得了一定的成效。如今就多种多样的舞台演出形式来说，舞台节目有各种不同性质、不同类型的题材，且舞台节目形式也越来越多样化，人们欣赏节目时的审美要求也越来越高。为了满足这些要求，设计者不得不在舞台上花些功夫，以舞台灯光为基础，融入更多的新元素，再结合先进的照明设备，从更多角度、形式上去进行舞台灯光的布置，以此来创造一个绚丽多彩的舞台。

（作者单位：江西省上饶市弋阳县青少年宫）