從中央電視臺演播室看現代電視燈光系統的要求

王京池

【摘 要】 以中央電視臺第六演播室燈光系統設計實踐為例，解讀現代電視演播室燈光系統的基本要求。

【關鍵詞】 電視演播室；燈光系統設計；吊掛系統；燈光控制；LED燈具

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.002

【Abstract】Taking the lighting system design practice of CCTV sixth studio as an example， the basic requirements of the modern TV studio lighting system are interpreted.

【Key Words】television studio； lighting system design； hanging system； lighting control； LED lamps and lanterns

現代電視演播室燈光系統與過去相比有了非常大的變化。節目制作形式的變化、新技術的應用，以及LED光源的迅速發展，都對演播室燈光系統的設計提出了新的要求。下面以中央電視臺第六演播室燈光系統設計過程中的設備配置和技術要求為例，探討現代電視演播室燈光系統的基本要求。

引言

第六演播室是一個400 m2演播室，2016年初改造為全LED燈具演播室。演播室主要承擔專題、訪談、新聞、綜藝等類型電視節目的制作任務。演播室燈光系統主要包含以下子系統：吊掛系統、調光控制系統、DMX512控制系統、配電系統、綜合布線和燈具，下面分別加以介紹。

1 吊掛系統

根據工程改造要求，保持演播室原有燈光設備層不變，拆除原來的吊掛系統，新系統采用44根電動水平吊桿作為懸吊裝置（吊桿具體分布見圖1）。吊桿由電腦控制臺控制升降，可單控，也可4根集中控制運行。

1.1 吊桿

44根電動水平吊桿按照安裝位置分為三種規格，分別是3 m、3.5 m和4.5 m。每根吊桿配有獨立的電動提升機和變速箱，吊桿提升負載不小于200 kg，吊桿上配備機械、電氣限位裝置，配備防沖頂裝置、電源緊急切斷裝置。吊掛系統設備清單見表1。

吊桿桿體采用鋁合金等型材制成，主要用于懸掛和控制LED聚光燈和LED柔光燈等設備。每個吊桿上設置有3～4個燈光供電回路，配置4個（A、B、C、D）DMX512信號接口和1個網絡信號接口，每個DMX回路每個供電回路并行兩路輸出。桿體上明顯標注吊桿序號、電源回路號、控制信號回路等各種標識，吊掛上收攬采用專用扁平柔性電纜，升降燈桿時收置于收纜筐中或其它滿足使用功能的電纜收縮裝置中。吊桿運行過程中，現場噪聲要小于52 dB（按照規范要求在距演播室地面1.5 m處測定）。

1.2 吊桿控制系統

吊桿配備有技術先進、操作簡單、維護方便、性能安全可靠的控制系統。吊桿控制系統主要由布光控制柜和控制臺組成?？刂葡到y主要完成吊桿的升降，也可同時具備控制電控動作燈具的功能?？刂葡到y還具備變頻控制功能。

控制系統配備有操作界面簡潔方便、直觀易用的控制臺和備用控制器。備用控制器作為控制臺的備用操作機構，能完成吊桿升降等基本功能。

控制臺能準確控制吊桿升降到指定位置，具備信息反饋功能，使操作人員能及時了解系統運行情況。反饋信息包括電源過壓、欠壓、電機堵轉、缺相、過流等故障信息，以及吊桿高度、限位狀態等運行參數。

控制臺具有記憶存儲功能，各個吊桿位置可按場景記憶和調出，方便布光需要。吊桿能夠在控制系統失靈時，用手動方式完成應急升降。系統能夠在吊桿控制失靈時，緊急斷電功能。

2 調光控制系統

調光控制系統包括調光臺和燈光控制柜，以及其他相關設備。調光控制系統配置設備明細見表2。

2.1 調光臺

根據演播室回路設置基本要求，該演播室配置主備調光臺。調光臺不少于480個控制光路，至少具有2個DMX512控制接口和1個以太網控制接口，能支持Art-Net燈光網絡控制協議，具備可擴展控制更多通道的能力。

調光臺設置有編輯區和操控區，具有存儲、記憶、重演、跟蹤等功能；配置至少48個集控推桿，便于分組控制LED燈等受控設備；外接至少2個液晶顯示屏，便于監控回路工作狀態；具有至少3個USB接口，可外接鍵盤、鼠標、打印機等外接設備。

2.2 燈光控制柜

演播室燈光控制柜安裝在燈光設備間內，根據演播室吊桿數量和其他需求，該演播室配置了192個控制回路，每路負荷不小于3 kW。

燈光控制柜通過DMX512信號或以太網信號，以及手動控制回路的開與關。根據全LED燈具演播室的特點，系統設計時特別要求控制信號在5%幅度時閉合開關為燈具送電，控制信號5%～100%對應燈具0～100%線性調光，使調光臺能很方便地控制LED燈具的調光。具體連接方式如圖2所示。

控制柜信號處理抽屜具有雙中央控制器互為備份，故障時可無間斷切換不影響使用。

燈光控制柜通過DMX系統或以太網與控制臺連接，燈光控制柜可反映系統的工作狀況和各回路的運行狀態，能得到柜體的運行狀態、參數和反饋信息，顯示每路輸出電流、開關狀態。

在失去控制信號時，控制柜能夠保持最后狀態（通/斷）不變，直到接收到新的信號指令?？刂乒癫捎么疟３掷^電器的直通型插件，信號接口采用光耦隔離?？刂乒癫捎?NPE 400 V 50 Hz TN-S系統，三相五線制供電系統?？刂乒癜踩阅芤蠂矣嘘P規定要求。

2.3 DMX512信號控制系統

根據該演播室的特點，采用DMX512信號控制系統，共設置A、B、C、D相互獨立的4個控制單元，兩個（一主一備）用于控制LED燈具，兩個用于控制電腦燈等其他燈光設備。信號控制系統將設在燈光控制室、燈光設備間、吊桿、地面上的燈光設備相互連接，完成系統控制。由于DMX512信號衰減大、可控距離短的原因，系統要配置信號放大器。

3 配電箱、接插件及線纜

演播室配電系統沿用已有配電柜，仍采用兩路供電模式。配電箱、接插件及線纜是重新改造設計的。

演播室一層墻壁左右兩側，配備燈光配電箱和控制信號回路插座箱。根據演播室的實際情況和使用經驗，每個配電箱至少設置24個燈光配電回路，每個回路標有序號和獨立的空氣開關。演播室一層演區設置兩個舞美專用配電箱，演播室設備層上設置一個吊點專用配電箱。

演播室內所有燈具及各種燈光專用配電箱的插座、插頭、中繼接插件選用三芯影視照明專用產品，并符合電視臺的相關技術要求和國家及行業相關標準規范。

演播室內所有燈光線纜重新敷設。各種纜線采用符合相關規定要求的國內知名品牌產品?？刂菩盘栯娎|要求具有良好的屏蔽性能，并符合相關行業標準。供電電纜及控制電纜均應采用阻燃低煙無鹵銅質專用軟電纜。

纜線的敷設要符合相關規定，電源線與信號線要分別敷設。所有供電回路電纜的工藝斷點轉接處必須使用接線端子連接，并制作回路標識。燈光電纜必須鋪設在封閉的線槽內，或墻槽內（敷設后封閉）。各回路電纜不許有電纜接頭（非工藝斷點）。

4 燈具

演播室燈具選用光效高、光質好、壽命長的綠色節能LED燈具，色溫為5 600 K±250 K，顯色指數Ra≥85。燈具配備類型和數量見表3。

燈具要具備自調光功能，同時具備手動、線控開關和調光模式，能方便完成開關和調光?？刂埔捎脴藴实腄MX512信號，控制接口符合有關標準規范。燈體上配備數字控制面板，能方便設置地址碼，查驗燈具累計運行時間等功能。燈具插座、插頭、中繼接插件必須選用三芯影視照明專用產品，符合電視臺技術要求及相關標準。

根據演播室燈具的使用要求，聚光燈分為電控動作（水平、俯仰、變焦）和桿控動作兩種形式。電控動作燈具26臺，可通過DMX512信號協議實施控制，并配備適合布光需求的相對獨立的控制系統和方便實用的控制臺，也可以使用吊掛系統控制臺完成動作控制。電控機械動作的調控和燈具調光是相互獨立的系統。

4.1 聚光燈

聚光燈技術要求：

● 燈具光效不能小于40 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續工作時光輸出穩定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長，滿負荷使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號調光，調光時色溫保持不變，控制信號在5%～100%數值范圍內，完成燈具0～100%調光變化；

● 聚光狀態時有效光斑中心與邊緣的色溫差不能大于10%；

● 燈具在失去控制信號時，能夠保持最后狀態（亮暗）不變，直到接收到新的信號指令；

● 燈具間要求具有良好的調光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具帶有遮扉裝置，遮擋時不能出現光影重疊現象；

● 燈具不能出現明顯的漏光現象；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于200 W；

● 聚光狀態下，輸出光斑在6 m處光斑直徑為2 m時，中心照度不小于1 500 lx；

● 燈具的水平、俯仰運動采用電控或桿控方式，調焦采用電動或桿控方式，調節機構應平滑連續，精度高；

● 燈具調焦范圍要保證光束角具備10°～60°變化范圍；

● 燈具噪聲演播室環境噪聲要求；

● 燈具安全性能應達到相關部門的安全認證標準，符合GB7000.217的相關要求。

4.2 反射式柔光燈

反射式柔光燈技術要求：

● 燈具光效不能小于45 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續工作時光輸出穩定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號調光，調光時色溫保持不變；控制信號在5%～100%數值范圍內，完成燈具0～100%調光變化；

● 燈具要求光場均勻，光線柔和，無明顯眩光；

● 燈具光斑角不小于80°，每只燈具配備一套30°或45°格柵；

● 燈具在失去控制信號時，能夠保持最后狀態（亮暗）不變，直到接受到新的信號指令；

● 燈具要求具有良好的調光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于180 W；

● 燈具的水平、俯仰采用桿控方式，調節機構應平滑連續，精度高；

● 燈具不能出現明顯的漏光現象；

● 燈具噪聲演播室環境噪聲要求；

● 燈具安全性能應達到相關部門的安全認證標準，符合GB7000.217的相關要求。

4.3 成像燈

成像燈技術要求：

● 燈具光效不能小于30 lm/W；

● 燈具散熱良好，連續工作時光輸出穩定，光輸出變化要小于5%；

● 燈具壽命要長，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；

● 燈具采用DMX信號調光，調光時色溫保持不變；控制信號在5%～100%數值范圍內，完成燈具0～100%調光變化；

● 燈具要求光斑均勻，光質好；

● 燈具要配備良好的切割片和成像片。切光時，光斑邊緣清晰、一致；成像時，圖案清晰均勻；

● 燈具光斑角要保證在15°～30°之間，若具備變焦功能更好；

● 燈具在失去控制信號時，能夠保持最后狀態（亮暗）不變，直到接受到新的信號指令；

● 燈具要求具有良好的調光一致性和光源光色的一致性；

● 燈具采用220 V交流電源供電，額定功率不小于250 W；

● 燈具的水平、俯仰、調焦采用手動控制方式，調節機構應平滑連續，精度高；

● 燈具不能出現明顯的漏光現象；

● 燈具噪聲演播室環境噪聲要求；

● 燈具安全性能應達到相關部門的安全認證標準，符合GB7000.217的相關要求。

結束語

該演播室投入運行以來，已經完成數十場節目的直播和錄制，特別是2016年和2017年兩屆網絡春晚都在此演播室直播。大家普遍認為，該演播室燈光系統干凈整齊，吊掛系統運行平穩、安全可靠，燈光控制系統簡單、操作易行，燈具性能穩定可靠、光質優良。演播室燈光系統受到廣大用戶的一致好評。

（編輯 張冠華）