舞台灯光仿真软件在灯光设计中的应用探索

摘要：目的：文章旨在深入探讨舞台灯光仿真软件在灯光设计领域的应用，通过科技手段提升灯光设计的效率和精确度，同时减少后期制作过程中因设计不当导致的技术调整，为舞台演艺的视觉效果提供坚实的技术支撑。方法：文章首先概述舞台灯光仿真软件的发展背景，强调其在现代舞台灯光设计中的重要性。然后分析当前主流的几款舞台灯光仿真软件，包括WYSIWYG、L8、Depence r3以及UE5等，阐述它们在建模、光效模拟、离线编程等方面的具体功能和优势。这些软件通过数字化的三维空间，使灯光设计师能够在仿真环境中对舞台灯光进行全方位的预览和调整，从而实现“所见即所得”的设计效果。同时，文章介绍这些软件在模拟舞台烟雾、特效风机、舞台机械以及摄像机等辅助设备方面的卓越表现，进一步提升设计的真实性和全面性。结果：舞台灯光仿真软件的应用能够显著提高灯光设计的效率和质量。设计师可以在仿真环境下预览灯光效果，调整灯具配置和灯光效果，并与导演、表演、美术等相关人员协商确定最终设计方案。此外，离线编程技术的应用能够大幅提升剧场演出空间的使用效率，降低演出成本。结论：舞台灯光仿真软件已成为现代舞台灯光设计中不可或缺的工具，不仅能提高设计的效率和准确性，还能促进舞台灯光技术创新发展。未来，随着技术的不断进步，舞台灯光仿真软件将在演艺设计中发挥更重要的作用。

关键词：舞台灯光仿真软件；舞台灯光；灯光设计

中图分类号：TM923.53；J814.4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）13-0-03

随着20世纪后期计算机技术在舞台灯光设计领域的广泛应用，大量的灯光设计辅助软件应运而生，其中比较突出的是舞台灯光可视化模拟软件的飞速发展。灯光设计师可以对舞台设计方案通过建模、光效模拟、离线编程等方式，在仿真软件中进行预先设计与调整，还能通过仿真软件导出效果图或演示视频，为甲方呈现舞台灯光效果。随着舞台演艺的不断发展，舞台灯光仿真模拟已经成为很多创作项目中不可或缺的设计环节。

1 常用的舞台灯光仿真软件

当前，舞台灯光领域的可视化模拟软件较多，其核心意义都是“所见即所得”（What you see is what you get），在舞台演出和装台制作之前，使演出的灯光设计方案以数字化的三维方式实现全部灯具设备的配置、投射方向、倾斜角度、色彩设定、灯光转换时间、程序（Cue）的组合。同时，这种脱离剧场而形成的离线编程方式，将模拟舞台设备系统的自动化状态，展现演出灯光的视觉构成效果［1］。

1.1 WYSIWYG

WYSIWYG是一款较早被国内外灯光设计师们所接受的可视化模拟软件。随着GrandMA灯光控制台的普及，WYSIWYG软件也迅速推广开来，其对现场灯光效果的模拟能力、灯光预编程的快速实现越来越受到众多灯光设计师的重视。与MA3D相比，WYSIWYG对灯光效果的仿真模拟程度更高，尤其对演出空间内的烟雾、模型材质等方面的仿真程度比MA3D更出色；同时，在灯光的光斑虚化、光质呈现、图案片效果、灯光色彩的仿真程度更高。如灯光设计师Massimo Tomasino为Andrea Bocelli在天主教诺托大教堂的音乐会进行的灯光仿真模拟，通过WYSIWYG软件，不仅对舞台立体造型与材质进行了精准模拟，还对舞台灯光的灯位、布光素材、摄像头视角等重点视觉要素进行了充分模拟，真正做到了“所见即所得”［2］。

1.2 L8

L8对舞台灯光可视化模拟的效果明显优于MA3D软件，与WYSIWYG旗鼓相当。L8在灯光的光斑虚化、光质呈现、图案片效果、灯光色彩的仿真程度方面具有优异表现，对舞台烟雾机、特效风机等舞台效果设备的仿真效果也十分出色。L8软件对舞台机械和摄像机的模拟操作十分简单，设计师可以利用其在三维虚拟空间逼真模拟出舞台机械设备的升降、旋转、移动等动态动作，还可以在三维空间内设置摄像头的位置、焦距、动作等要素，通过灯光控制台进行录播镜头效果的编程。L8软件还支持VR设备，设计师可以佩戴VR眼镜，身临其境地感受演出灯光效果。

1.3 Depence r3

德国Syncronorm GmbH公司开发的Depence是一款性能强大的灯光模拟软件。Depence r3软件提供了行业内绝大多数知名灯具品牌的灯具模型，每种灯具的投光属性能够极度逼真地模拟实际灯具效果。Depence r3不仅灯具设备齐全，还提供众多品牌的投影设备、激光设备、火焰特效设备、喷泉设备、机械设备等舞台常用设备，不仅能助力舞台灯光设计师应用该软件进行灯光效果模拟，还可以让更多的视觉设计师进行多种视觉设计。另外，Depence r3具有强大的自然光渲染能力，可以真实地模拟出白天和夜晚的自然光效果。因此，Depence软件引入中国市场后，主打的是大型户外文旅演出的综合视觉设计。Depence软件还支持使用PBR材质贴图（Physically Based Rendering）。相较于传统的漫反射贴图，PBR贴图具有更强的表面表达能力，能够近乎真实地反映材质属性。并且PBR贴图工作流程对贴图制作有比较严格的规范，能够在项目需求中快速转换。因此，采用PBR贴图，利用Depence软件进行舞台灯光仿真模拟，不需要对舞台模型的建模材质有较高要求，即使建模设计师只建了一个白模，只要分类好材质面，灯光设计师依旧可以在Depence软件中通过PBR贴图进行模型材质的渲染与光影效果优化，极大地提升工作效率与最终的视觉呈现效果［3］。

严格意义上来说，Depence不仅仅是一款优秀的灯光设计仿真软件，其本身也具备灯光编程模块，设计师完全可以不连接灯光控台或控台软件，就能直接在Depence中进行灯光程序编程，并且可以通过Depence中的时间轴功能，对视频、音频、摄像机和软件中编好的灯光程序进行视频渲染，输出完整的视觉演示视频，极大地优化舞台灯光设计工作。

1.4 UE5

UE5（Unreal Engine）是Epic Games公司为游戏开发者开发的一个全面的游戏开发平台，其包括虚幻引擎的所有核心功能，如角色动画、场景编辑器、物理引擎、声音系统等，同时集成了开发者常用的工具，如代码编辑器、资源管理器、版本控制系统等。UE还为舞台设计提供了强大的舞台演艺设计功能，可以在UE平台上连接控台软件，设计出精彩的舞台灯光效果。

相较于其他仿真软件，UE5虽然有预先设置好的灯具模型与灯具蓝图，但因为并非专业的舞台灯光创作软件，所以UE5中的灯具严格意义上并不是现实灯具的真实模拟。设计师若想通过UE5进行严谨的仿真模拟，需要自主设计灯具蓝图，这会极大地增加工作量。然而，正是因为UE5中的舞台灯具、舞台特效设备的设置与现实有一定的脱离，所以其为设计师提供了更具开放性的设计环境，给予了设计师更大的设计自由，设计师创作出来的画面效果也更加震撼，甚至像制作精良的CGF动画。因此，未来UE5将成为XR演出创作的重要设计工具［4］。

2 舞台灯光仿真软件的发展对于舞台灯光设计的重要意义

舞台灯光仿真软件的发展对于舞台灯光设计的重要意义主要体现在以下三个方面：舞台灯光静态效果的仿真模拟、舞台灯光动态变化与编程运行的仿真模拟、舞台灯光程序离线预编程。就舞台灯光的视觉构成而言，主要表现为两种形式，一种是以静态形式存在的舞台灯光造型的画面形式，另一种是以动态形式存在的舞台灯光的变化形式［2］。灯光仿真模拟软件对舞台灯光静态效果的仿真模拟，可以使灯光设计师在灯光案头设计阶段预览前期方案的灯光呈现效果，同时为灯具型号、灯具数量、灯具安装位置等参数的确定提供更准确的设计依据。舞台静态灯光造型要素主要有灯光的光位、光强、光比、光区、光色、光束、图案、光质、虚实等。在MA3D、WYSIWYG、L8、Depence和UE这5款软件中，除MA3D以外，其余4款软件对这些造型元素的仿真效果较为出色［5］。

在舞台灯光动态变化与编程运行的仿真模拟方面，这几款软件在连接控台的基础上，都可以较好地仿真设计舞台灯光的变化方式、切换时间、切换速度等要素。尤其针对一些大型的综艺晚会、演唱会、庆典活动的灯光设计，在演出空间尺寸、灯具位置、灯具型号、灯具配接的设计参数信息与实际演出完全吻合的时候，这几款软件都可以较为真实地模拟实际演出过程中的舞台灯光动态效果。灯光设计师可以通过这些仿真软件，在演出灯光设计制作的初始阶段进行灯光设计动态效果的虚拟呈现，并与甲方、导演、表演、美术、视频、音响、机械、录像等相关部门协商，调整艺术设计与技术呈现方案，最终确定更为完善可靠的设计与执行方案。

舞台灯光程序离线预编程对于国内舞台灯光创作领域是一个相对陌生的技术概念。舞台灯光程序离线预编程要求灯光设计师和灯光技术人员在舞台演出和装台之前就完成全部灯具设备的配接、素材存储、效果编程、程序（Cue）编程等技术工作。在大幅提高剧场演出空间的使用效率、节约演出场地租赁费用、降低能源消耗的同时，更为演出制作和正式运营过程中的舞台灯光技术和执行工作提供了技术参照。在以常规灯具为主要灯光设备的传统舞台灯光设计中，灯光离线预编程大多时候被使用在复演和巡演过程中，灯光设计师会在装台之前按照演出的灯光程序管理表和灯位图，在常规灯控台上进行灯具的预配接和灯光程序（Cue）的预编程，在灯光装台阶段，根据灯位图中标示的灯具位置与连接方式开展灯光装台工作，之后在灯光对光阶段根据分场布光图对灯具进行对光操作。然而，在当前国内众多舞台演出中，大量的电脑灯、LED灯已逐渐成为主流趋势，这些灯具的特点是单个灯具具有多个通道属性、性能强大、功能多样，同一场演出中的单个灯具可能在演出的不同阶段呈现多种不同的灯光造型效果。同时，演出制作不是专业分工各自独立的，而是由各专业、各部门相互关联合作的系统化程序化集成设计过程。舞台灯光在编程时不仅要结合导演意图、演员调度、舞美调度、舞台机械调度等，有时还要和现场的音乐、视频进行同步设计。因此，当前国内的舞台灯光创作应引入舞台灯光程序离线预编程，在演出前期的案头设计阶段，由舞台灯光技术部门配合设计人员尽可能提前完成灯光配接、素材存储、效果存储、程序（Cue）编程等灯光技术工作，对于需要与演出音乐和视频同步设计的灯光技术环节，在灯光装台前，在控台或控制软件上预先完成［6］。

3 舞台灯光仿真软件对未来舞台灯光设计的影响与展望

3.1 技术发展趋势预测

随着科技的飞速发展，舞台灯光仿真软件将迎来更加广阔的发展前景。第一，随着图形处理技术和算法的不断进步，舞台灯光仿真软件将能够实现更高精度的灯光效果模拟。同时，对于舞台烟雾、特效风机等其他舞台效果设备的仿真也将更加精细，能为设计师提供更接近真实演出的设计体验。第二，未来的舞台灯光仿真软件将更加注重用户体验，提供更加便捷的交互方式。佩戴VR眼镜后，设计师可以身临其境地预览灯光效果，与舞台全方位互动，进一步提升设计效率和精准度。

3.2 设计理念与方法革新

首先，传统的灯光设计往往侧重于静态效果的呈现，而仿真软件的出现使动态设计成为可能。设计师可以利用软件模拟灯光的变化方式、切换时间、切换速度等动态要素，实现更加生动、多变的舞台灯光效果。其次，仿真软件不仅关注灯光的视觉效果，还注重与舞台其他元素融合。它可以统一设计和协调灯光、音响、视频、机械等多种元素，为观众提供更加综合、立体的观赏体验。

4 结语

随着计算机技术在舞台灯光设计领域的广泛应用，大量的灯光设计仿真软件应运而生，这些软件的诞生与发展不仅为舞台视觉设计提供了更加多样化的呈现方式，还给舞台视觉设计人员带来了更大的机遇与挑战。舞台演出设计人员应不断加强对这些仿真软件的应用探索与研究，充分利用这些高科技视效软件，推动演艺设计与创作国际化发展。

参考文献：

［1］ 冯德仲.冯德仲舞台灯光设计［M］.北京：中国文史出版社，2015：19-20.

［2］ 刘翔.舞台灯光在戏剧演出中的意义探究［D］.北京：中央戏剧学院，2017.

［3］ 李欣鑫.“智能+”时代舞台设计创意性分析［J］.喜剧世界，2023（4）：48-50.

［4］ 韦芳.计算机软件在舞台灯光设计中的应用［J］.光源与照明，2023（1）：33-35.

［5］ 宋琦侠.舞台灯光智能识别自动切换技术浅析［J］.电视技术，2022，46（12）：17-21.

［6］ 宋琦侠.基于传感网的智能舞台灯光控制系统［J］.科技创新与应用，2022，12（28）：119-122.