電視臺及劇場燈光系統網絡化設計分析

隨著國內近期電視臺/劇場的新建及改建大型項目的頻繁發生,利用網絡的強大功能引進先進的管理技術，合理利用資源，高效控制設備運行，也就是大型演播室/劇院的管理網絡化、設備網絡化成為專家、學者、燈光師、投資者非常關心的話題。作為大型演播室/劇院的燈光系統，燈光設備的網絡應用已經在一些系統局部初現端倪，但怎樣選擇—個燈光網絡系統，讓所有不同的燈光設備在網絡內都能協調運行，讓所有的燈光設計師通過網絡方便地對所有燈光設備控制自由，是當今所有燈光系統設計師進行設計時地理想追求。

　　網絡技術在燈光系統的應用，現在主要有調光系統、電腦燈上的部分應用，整個燈光系統的網絡化，現在還只是剛剛起步，但可以預見不久的將來，燈光系統必然會進入網絡時代。在國外，已經有不少的公司對燈光系統的網絡化進行研究，提出了多種解決方案，各自制訂了信號協議標準和系統功能要求。怎樣選擇—個"二十年不落后"而財力又承受得起的符合國情的燈光網絡系統成為時下系統設計師追求的理想目標，同時也為國內燈光設備制造廠家提供了新的發展方向和機會，對它們的研發力量提出了更高的要求.

　　專家、學者、系統設計師、監理公司呼吁國家有關部門盡早制訂關于燈光網絡系統及信號協議的標準，以依法處理日益增多影、視、舞臺方案設計、監理工程和驗收工程事件;同時，有了自己中國的標準，為國內燈光設備制造商提供設計制造依據，統一標準，減少盲目的研究。專家們十分關心國家在2010年以前對全國目前1000多個劇場進行全面改造改造的計劃。燈光網絡系統布線方案的設計的標準化問題，牽涉龐大的經費預算和在日后在劇場管理中發揮系統的先進性作用等長遠利益。

　　1．傳統DMX燈光控制系統方案

　　首先，由于一條DMX信號只包容512個通道信號，所以又叫DMX-512信號，一般的大型演播室或劇院的調光系統的調光回路都超過512個控制回路，有些甚至有一千多兩千回路，這樣的話就需要多條的DMX信號才能滿足調光系統對控制資源的要求；電腦燈的功能越來越強大，要求的控制通道也越來越多，有些電腦燈的控制通道已經超過三十個，一條DMX信號頂多能控制十來支燈，一場演出往往需要幾十支電腦燈，這樣就需要更多的DMX信號。

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　　其次，一場演出、一臺晚會燈光設計師除了要控制調光硅箱、電腦燈，還要控制諸如換色器、煙機、電動吊桿、特效燈等等，它們都要占用DMX資源。由于受DMX信號資源的限制，控制信號的布線已經使得控制系統顯得非常復雜。

　　譬如一個大型的演播室，從燈光控制室輸出的DMX信號線可分為兩條支路,第一條DMX信號支路由調光控制臺直接聯接到調光器系統,第二條DMX信號支路包括電腦燈、換色器及其它智能燈具等DMX信號,從控制室布設到燈光橋架或設備層的DMX分配器/放大器,然后從分配器分配到各條吊桿,同一條吊桿上往往可能裝有好幾種DMX信號的設備，一般每條吊桿上的DMX信號線有2至4條,隨著演出對燈光控制方案的要求日益提高, DMX燈光設備品種的增多，有些場所(如中央電視臺)己采用每條吊桿5—6條DMX信號線的方案.有些場所甚至采用每條吊桿使用8條DMX信號線的設計方案。

　　燈光設計師在進行燈光系統設計的時候，面對的是如此復雜多變的系統，要想做到面面具到，滿足各種各樣的演出的燈光設備的控制要求是非常困難的。

　　但由于現在大多數燈光設備都是DMX設備，在小型的燈光系統上，DMX的信號聯接簡單明了，DMX系統仍然是最實用、應用最廣泛的燈光系統，是小型燈光系統的首選方案。

　　2．半網絡燈光控制系統方案

　　半網絡燈光控制系統是網絡技術在燈光系統的第一個應用，但嚴格上來說，這不是一個網絡調光系統，它只是將DMX信號傳輸的一部分轉換為網絡傳輸，這個方案是目前大部分國外公司在國內競標時采用的網絡布線方案。與傳統的DMX布線方案相比, 半網絡燈光控制系統把從控制室到設備層和調光器室之間較長距離的信號傳輸用網絡傳輸方式代替了傳統的DMX傳輸方式.從各控制臺輸出的TCP/IP網絡信號輸入網絡集線器HUB(非網絡控制臺的DMX信號經DMX網絡編碼器轉換成TCP/IP網絡信號后輸入),從網絡集線器HUB輸出的TCP/IP網絡信號分兩條支路,第—條TCP/IP網絡信號支路從控制室傳輸到調光器室,在那里TCP/IP網絡信號通過網絡DMX解碼器轉換成標準的DMX信號驅動調光器,第二條TCP/IP網絡信號支路包括電腦燈、換色器及其它智能燈具的控制信號,在燈橋或設備層上的DMX解碼器轉換成DMX信號,然后通過DMX信號分配器和放大器將DMX信號分配到每一條吊桿.從本質上看這個方案僅解決了部分線路的網絡傳輸,并未把所有的燈光設備(如燈具、調光器等)視為網絡的終端設備,因此它不是—個完全的網絡的解決方案.

　　3．全網絡燈光控制系統方案

　　全網絡燈光控制系統方案如附圖3所示。

　　這個方案的最大特點是從控制臺到所有的燈光設備,全部采用TCP/IP網絡信號線傳輸,從控制室輸出的TCP/IP網絡信號分兩條支路,第—條TCP/IP網絡信號支路從控制室傳輸到調光器室,在那里TCP/IP網絡信號線直接接入網絡調光器,需要指出的是, 在全網絡燈光系統布線方案中,網絡調光器通過網絡信號線與系統中的其它調光設備,如網絡調光臺,文件服務器,中央監控器等雙向交換控制信息,這些控制信息包括：調光控制DMX信號,調光器狀態信息報告Reporting、調光臺備份、調光曲線設置、中央控制調光命令等. 第二條TCP/IP網絡信號支路包括電腦燈、換色器及其它智能燈具的雙向交換控制信息,在燈光橋架或設備層上通過網絡集線器轉換成多路TCP/IP網絡信號,在這里傳統的DMX信號分配器和放大器己被多路網絡集線器取代,分配到吊桿上的多路DMX信號線被一條網絡線所取代,TCP/IP網絡信號在吊桿上可以直接連接帶TCP/IP網絡信號接口的網絡燈光設備,也可由網絡DMX解碼器轉換成DMX信號以控制電腦燈、換色器等DMX燈光設備·

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　　綜上所述，全網絡燈光控制系統方案真正實現了燈光系統的網絡化，可以兼容網絡控制器、DMX控制器和網絡燈光設備、DMX燈光設備，是當今最為先進的燈光系統。全網絡燈光控制系統除了可以實現燈光系統中控制臺與各設備之間的完全實時雙向通信外，還具有線路結構比前2種方案大大簡化、節省布線及維修費用的巨大優勢.

　　4．網絡DMX矩陣燈光控制系統方案

　　圖4是網絡DMX矩陣燈光控制系統方案,它是在完全網絡燈光控制布線方案的基礎上進行了重大改進,由中國河東電子有限公司率先推出的網絡燈光系統方案.

　　網絡DMX矩陣燈光控制方案是通過網絡DMX矩陣編碼器把所有不同燈光控制臺的網絡信號和DMX信號重新編排，利用網絡直接傳送到網絡燈光設備或通過網絡DMX解碼器解調出DMX信號控制DMX燈光設備。

　　與完全網絡燈光控制布線方案相比,本方案有以下2方面的優點.

　　1 由于采用了吊掛式網絡調光器,從而部分或全部取消了調光器控制室的作用,只需把電力線和網絡線布在吊桿上,布線結構進一步大大簡化.

　　2 采用最新網絡DMX矩陣技術,把輸入到吊桿上的多路DMX信號和網絡信號合并成一個DMX信號線輸出或網絡信號輸出,也就是說無論在節目中吊桿上使用多少了種DMX燈具,只需一個1通道輸出網絡的DMX—512解碼器便可以解決問題,真正做到了不變應萬變!

　　綜上所述,有了網絡DMX矩陣燈光控制系統，無論燈光設計中怎樣添加燈光臺和燈光設備，只要在網絡DMX矩陣編碼器重新編排，不需要考慮信號的傳送和布線，控制網絡DMX矩陣系統方案在先進性和和經濟性方面比完全網絡燈光控制布線方案更勝一籌.

　　下面簡述在網絡DMX矩陣布線方案中幾個主要網絡燈光設備的功能.

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　　A 網絡DMX編碼/解碼器

　　主要功能:
　　把非網絡燈光控制臺的一路或多路DMX信號轉換成TCP/IP網絡信號,或把TCP/IP網絡信號轉換成多路DMX信號,一般有1通道、2通道、4通道和8通道DMX-512信號輸入/出4種
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :SN103
　　ETc????????? :ETCNET-2
　　Compulite??? :E-mix
　　HDL????????? :N001

　　B 無線網絡DMX編碼/解碼器
主要功能:
　　把非網絡燈光控制臺的多路DMX信號轉換成TCP/IP網絡信號,或把TCP/IP網絡信號轉換成多路DMX信號,用802.11b標準把TCP/IP網絡信號以無線方式接入網絡,最大無線傳輸距離為800米.
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :無見報道
　　ETc????????? :無見報道
　　Compulite??? :無見報道
　　HDL????????? :WN001

　　C 網絡DMX矩陣解碼器
　　
　　主要功能:
　　把TCP/IP網絡信號轉換成的多路DMX信號重新編碼為單路DMX-512信號輸出,根據網絡DMX矩陣編輯器的邏輯指令有選擇地控制相應的DMX燈光設備.
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :無見報道
　　ETc????????? :無見報道
　　Compulite??? :無見報道
　　HDL????????? :N005

　　D 網絡DMX矩陣編輯器
　　
　　主要功能:
　　根據現場燈光設計的要求,規劃網絡DMX矩陣解碼器的單路DMX-512信號輸出的邏輯關系,有選擇地控制相應的DMX燈光設備.
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :無見報道
　　ETc????????? :無見報道
　　Compulite??? :無見報道
　　HDL????????? :N006

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　　E固定式網絡調光器
　　
　　主要功能:
　　新型網絡技術調光器,TCP/IP網絡信號接入,同時兼容DMX512信號,與燈光網絡的相關設備雙向通信,一方面接受系統的DMX及其它控制指令,另一方面接受網絡其它設備的訪問,向系統報告調光回路的電氣參數,它是燈光網絡糸統控制中的主要設備. 它是最主要的燈光網絡設備之一。

　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? :D96Plus

　　F吊掛式網絡調光器

　　主要功能:
　　吊掛式設計,流動與固定兩.用有2x2KW和4x2KW功率輸出2種,其它功能同固定式網絡調光器.
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :無見報道
　　ETc????????? :無見報道
　　Compulite??? :無見報道
　　HDL????????? :N008

　　G 網絡調光臺

　　主要功能:
　　具有TCP/IP接口的電腦調光臺，通過網絡信號線與系統中的其它調光設備,如網絡調光器,文件服務器,中央監控器等雙向交換控制信息，它是最主要的燈光網絡設備之一。
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? : 東方龍2008系列網絡調光臺

　　H 網絡調光臺離線編輯器

　　主要功能:
　　便攜式手提電腦配合網絡調光臺軟件.通過網絡同主調光臺同步,在預演中可作為燈光師離線編輯和修改燈光程序的輔助工具,在演出中可作為同步備份調光臺.
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? :2008B

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　　I 網絡文件服務器

　　主要功能:
　　與網絡中的調光臺雙向交換演出程序及歷史演出資料，定時記錄網絡調光器工作參數等。
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? :有

　　J 網絡調光器監控器?

　　主要功能:
　　實時記錄和顯示網絡系統中調光器的工作狀態參數，在系統出現故障時發出警報。
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? :有

　　K 帶備份控制臺的網絡調光器監控器??
　　主要功能:
　　具有與網絡調光器監控器的USB接口手動控制臺，通過網絡可接收網絡調光臺的集控（Sub masters）控制資料，在緊急情況下可啟動作為備份控制臺使用，其它功能同網絡調光器監控器。這是一個非常適合中國國情的網絡燈光產品。 Stand??????? :無見報道
　　ETc????????? :無見報道
　　Compulite??? :無見報道
　　HDL????????? : 2008c

　　L 無線網絡燈光遙控器
　　主要功能:
　　采用802.11b無線以太網絡通訊技術，用PDA掌上電腦作為燈光網絡的無線終端，可直接與電腦調光臺交換命令，在演出裝臺、排練時作對光輔助工具，在正式演出時作為系統的備份調光臺使用。
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? :WN002

#Next#
　　M 有線網絡燈光遙控器
　　主要功能:
　　有線TCP/IP網絡接口，功能同無線網絡燈光遙控器。
　　廠家參考產品
　　Stand??????? :有
　　ETc????????? :有
　　Compulite??? :有
　　HDL????????? : N002

　　5、展望

　　DMX信號協議雖然還是目前非常流行的標準信號協議, DMX-512信號協議雖然還是目前非常流行的標準信號協議,然而由于它的傳輸信息量少和單向通訊等致命缺點,它己不能滿足現代電視臺及劇場的技術及業務管理對燈光控制系統的要求，因此DMX-512信號協議必然是一個過渡性的信號協議。事實上近期在歐洲己出現了符合TCP/TP協議的網絡燈具,世界上己有好幾家著名廠商,包括中國的HDL;開始生產符合TCP/TP協議的網絡調光臺和網絡調光器,由于TCP/TP網絡協議信號具有的通用性和高速雙向傳輸等絕對優勢,它將在未來電視臺/劇場的現場控制,技術管理,運營管理方面扮演最重要的角色,可以預計在今后幾年內TCP/TP網絡協議將會取代DMX成為電視臺/劇場燈光控制系統的標準信號協議.筆者相信，未來幾年內在電視臺及劇場燈光網絡布線方案設計中，，"全網絡燈光系統布線方案"和"網絡DMX矩陣燈光方案"將全面取代傳統的DMX燈光系統布線方案，成為主流的控制系統結構方案！