內蒙古廣播電視臺大型綜藝演播室燈光工程設計思路

郝煜

【摘 要】 介紹內蒙古廣播電視臺1 400 m2綜藝演播室的燈光系統設計思路與實施細節，闡述了當下主流大型電視演播室 燈光技術的發展現狀和主要特點，結合使用經驗，描述控制系統網絡的設置。

【關鍵詞】 演播室燈光；LED燈具；吊掛系統；控制系統；網絡

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.10.008

【Abstract】Through the introducting design ideas and specific implementation details of 1 400 m2 studio lighting system in Inner Mongolia radio and television， this paper expounds the present development situation and the main characteristics of lighting technology in large TV studio ， and the author described the experience to control in the configurationuse of networksystem.

【Key Words】studio lighting； LED luminaries； hanging system； control system； network

內蒙古廣播電視臺（以下稱本臺）新媒體大樓大型演播室燈光工程于2014年基本完成。其主要包括：1 400 m2、800 m2綜藝演播室各一個，和一個主要制作訪談節目的400 m2演播室。其中，400 m2演播室將利用現有同樣為400 m2的舊演播室的吊掛和燈具等設備進行改造。1 400 m2和800 m2演播室設計建造思路基本一致。所以本文主要對1 400 m2演播室燈光系統進行論述。

早在2007年，中廣電廣播電影電視設計研究院就已經在土建藍圖基礎上完成了各演播室的燈光設計。筆者及部門同事對其內容仔細分析研究，并咨詢、考察了同時期的多個新建演播室后，認為：設計內容詳盡、科學可靠，但由于設計時間較早，新技術使用不多，改進空間很大。

1 燈具部分

在廣電技術飛速發展的今天，不能只考慮今天使用得很好，更要想著以后幾年甚至十幾年不落后、能夠用。幸運的是，我們趕上了燈光技術的一次重大突破與轉型——LED燈具的快速發展。它更節能環保、紅外熱輻射更少、更耐用，更有取代鎳鎢燈絲常規燈具的趨勢。優點很多很多，但大功率白光LED燈具（300 W以上，這也正是大型演播室中要用到的）技術不成熟，電視錄制要求的各項指標不令人滿意（它還在發展、完善和轉型的過程中）。選用LED燈具，雖然看似只是燈具選型的不同而已，卻會連帶改變整個設計中的很多內容：電力會減少很多負載、復合吊桿上的接口要改變、傳統硅箱會被放棄、甚至燈控室也不會是以前的樣子了。所以，才會在設計之初確定這個方向。經過認真而漫長的論證，得出結論：目前LED燈具作為常規燈的代替產品，只有功率為200 W以下的燈具已經成熟，因為其色溫、顯色性、亮度以及散熱等指標已經能滿足電視節目錄制的要求，而且產品質量也有可靠的保證。目前，中央電視臺和各省臺的新聞訪談類節目已廣泛使用。而大功率的LED燈具（360 W～480 W）只有少數電視臺在嘗試。如某省臺2 000 m2演播室選用200 W LED聚光燈作為觀眾區照明，測試距離14 m，照度300 lx以上，也需要大量的側光和逆光做補充，而舞臺面光則是以電腦燈為主的基礎照明，由此帶來大量的電腦燈使用，造成設備投入和維護費用的增加。某些電視臺使用進口的LED燈（360 W）做基礎照明，但費用十分昂貴。也有的電視臺和劇院選用國產的大功率LED，但在燈體散熱和輸出光質等主要技術上，國產燈具還有待突破?？紤]到包括中央臺和多省臺的新建演播室仍然選用傳統的聚光燈作為基礎照明，為此在本臺新建1 400 m2演播室中仍然使用傳統的2 kW、3 kW鎳鎢聚光燈和2×1 kW雙反射柔光燈作為舞臺和觀眾席基礎照明，spot圖案電腦燈、wash染色燈、LED染色燈作為效果光使用。而新建的小型演播室300 m2、120 m2、100 m2和網絡互動直播室使用小功率（100 W左右）LED聚光燈、LED平板燈。

2 吊掛系統

1 400 m2演播室吊掛系統還是以傳統的多功能復合吊桿為主，吊桿除保持原有的調光回路、直通回路、四路DMX512信號接口，為了方便接入越來越多使用的數字信號設備，新加了一路網絡接口。吊桿線槽設計后蓋，可以方便地翻起查看線路和更換插座（見圖1），燈桿線槽強電與弱電分開走線。另外，對于新出現的旋轉燈桿、能折疊的蝶形燈架、旋轉燈排等吊掛設備，選擇了較為適用的側、后方旋轉燈排（見圖2）。還設置了55個單機吊點和160 m桁架 。最終，1 400 m2演播室吊掛系統總體以多功能復合水平吊桿結合單機吊點下的鋁合金桁架作為主要的機械懸掛裝置，避免了水平吊桿的單向投射角度局限性，可根據不同的節目調整燈光布局，體現了方便和實用原則（見圖3）。

3 控制系統

3.1 吊掛控制系統

吊掛控制系統是控制吊桿的升降和傳統燈具的水平、俯仰、聚焦三動作，一般是一個獨立的系統，將主控制臺安裝在一個可以觀察到現場所有吊桿的位置上。操作控制臺分為固定式電腦控制臺和掌上移動式控制器（讓操控人員可以到舞臺和觀眾席上現場操控，對系統進行控制）。電腦控制臺控制軟件為圖形化操作界面（與演播室實際吊桿、燈具布置圖紙一致），可顯示每臺設備的管理信息、編號、運行位置（見圖4）；同時，控制系統采用位置閉環控制，可以檢測出吊桿升降的高度，吊桿位置可以預先設定，控制臺可自動控制吊桿升降到指定位置，各個吊桿位置可按場景記憶和調出。還設置應急操作按鈕，遇到系統失控時，能夠迅速切斷吊掛系統電源。

3.2 常規燈調光控制系統

主要由數字調光臺strand VL3000通過DMX512或以太網信號控制調光硅柜實現常規燈燈光編程和亮、暗的控制。調光硅柜采用調光與直通組合模塊，通過控制臺，可根據節目布光的需要方便地切換為直通或調光回路。另配有若干直通模塊，可直接替換硅柜的調光模塊，也可實現一樣的功能，作為控制信號故障時的備份。

3.3 電腦燈控制系統

選用德國進口MA2控制臺，其性能成熟、功能強大，是當下業內認可的主流控制臺之一，更主要的是它對網絡的支持非常全面，幾乎支持所有的燈光控制信號網絡協議，這為今后演播室內錄制不同類型的節目和接入各類型設備提供了保障。信號傳輸采用閉環形式的以太網絡和DMX512兼有的控制方式，通過交換機、解碼器等設備，將DMX512和以太網信號分配在每道吊桿上?？紤]到燈控室位置不能很好地觀察到現場，還在全景位置安裝了網絡攝像頭，以方便操作員編程、調光。

4 各種信號的合理分配

從機械到模擬，從模擬到數字，現在信號傳輸已經來到了網絡時代。不是單純用網線代替了各種類型的信號線，而是通過使用網絡設備配合優化的傳輸協議提高數據傳輸（不再是以前的單向而是雙向傳輸）速度和距離，提高系統擴展能力和可靠性。整個網絡負責傳輸多種信號，包括常規燈控制信號、電腦燈控制信號、吊掛控制信號等?？紤]到本臺實際情況，一步到位使用全網絡系統不現實，故采用主干用以太網長距離傳輸，通過中繼站分配、轉碼到各個終端使用點。整個演播室配置以太網信號和DMX信號兩種控制信號并行傳輸。DMX信號滿足了當前的使用要求，以太網又為將來的系統升級、擴展留有充分的余地。當網絡傳輸發生故障時，還可緊急啟動DMX512傳輸信號，以保證主控制信號的接收。同時，通過光纜可與800 m2演播室聯通，兩個演播室選用同一型號調光臺實現相互備份。

燈光網絡控制信號中繼站設置三個站點：燈光控制室信號中繼站、調光硅室信號中繼站、燈柵層信號中繼站。各中繼站配置DMX信號調配柜、以太網/DMX信號解碼器、無線路由器、網絡交換機等。廠家配置的信號解碼器每臺提供2 048通道（4個DMX512口）雙向網絡/DMX轉換，可將網絡交換機直接傳輸的以太網信號與DMX信號相互轉換，從而在任一有網口處可增加DMX通道。

利用計算機網絡資源，還能夠實現演播室網絡資源共享，計算機系統可實現文件的共享，同時可以通過計算機網絡與國際互聯網的連接，方便系統在網上簡易實現系統升級和遠程診斷維護（見圖5）。

根據該系統設計方案和本臺使用習慣，對重要的網絡部分進行了針對性設置，以充分實現系統功能并方便使用。要求不同廠家的設備（包括吊掛控制、電腦燈控制、硅箱、攝像頭等）信號，只要接入網絡就必須提供確切的IP地址，避免設備沖突給系統安全和穩定性帶來影響。這一點看似理所應當，但實際施工時往往會被忽略。由于系統中涉及很多不同提供商的設備，各自安裝施工流程和習慣不同，在互不告知的情況下多數會按照設備默認IP地址進行安裝調試。分別使用時都正常，但參與到全系統時問題就來了。事先就把不同類別設備分類劃出地址區間并留出余量，是正確的解決辦法。比如吊掛控制設備在192.168.2.*段，網絡攝像頭在192.168.1.*段，常規燈的硅箱和電腦燈的編解碼設備在192.168.0.*段。

考慮到各種燈具可能由同一控制臺控制，將硅箱信號和電腦燈信號設置在了同一地址段，基于它們的網絡編解碼設備共同支持的Art-net協議，對1 400 m2、800 m2演播室相關設備的網絡解碼DMX512端口號進行了如下設置：1 400 m2常規燈硅箱占用DMX端口 0、1、2；800 m2常規燈硅箱占用DMX端口 3、4；800 m2電腦燈占用DMX端口6～13；1 400 m2電腦燈占用DMX端口14以后（見圖6）。

這樣的設置基于幾點考慮：首先，由于1 400 m2和800 m2在功能上要實現互相備份，物理上就通過光纖將兩演播室信號聯通，所以，所有通過解碼出來的DMX信號口必須是獨立、不重復的。其次，由于常規燈硅箱的信號控制系統相對固定，設置不會經常改變（網絡硅箱信號接口設置界面見圖7），將兩個演播室的這部分端口號排在前面，給后面的電腦燈接口留出靈活的改變空間。而且在strand VL3000和MA2控制臺上，這些改變很容易實現，可隨時更改DMX端口數量和端口號（以1 400 m2演播室信號設置為例，兩控制臺設置見圖8）。

5 使用情況

自2013年第一次錄制節目開始，兩演播室已不定期錄制了如《創業內蒙古》、《這是我的家鄉》等多檔欄目和大型綜藝節目。其中在1 400 m2制作的2015年蒙、漢春晚是第一次對系統完整的檢驗（見圖9）。雖然不是直播節目，但為了測試系統，還是用MA2的分用戶方式進行了主備控制臺操作。其中控制臺1控制基礎光設為主臺，控制臺2控制效果光設為備臺，第三臺預先存好應急cue進行總的應急備份。

設備信號連接方面：在舞臺各處和設備層使用了多臺便攜信號解碼器，設計好每個的起始地址用網絡統一控制。使用了6個單機吊點分為兩組提升頂部桁架及設備。最終，制作過程和節目完成質量基本驗證了系統可行性與穩定性。同時，也發現了一些不足：在制作燈具數量多、燈位不固定的不同欄目時，這種以太網與DMX512并存的系統，每次錄制前期要更改DMX512信號解碼器設置、位置，大量的線路轉接與跳線，給施工、維護帶來不便。多種類型信號節點的存在，也增加了傳輸方面的不確定性。根據筆者之前對多家省臺大型演播室的走訪，此期間建設的演播室大都存在這樣的情況。希望業界同仁就改進的系統發文，供大家學習交流。