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    美宜照明

    2024年第三次广州灯光调研报告—控制篇

    2024-10-11  来源:舞台电影电视照明专业委员会  有2342人阅读
        调研组:李传舵 熊英 秘根杰 刘阳 冯德仲 刘建臻 唐平 王京池

      9月25—28日,中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会(以下简称:专委会),由8位专家组成调研组先后到广州明道文化科技集团股份有限公司(以下简称:明道),广州南艺灯光音响实业有限公司(以下简称:南艺灯光),广州时光电子有限公司(以下简称:时光电子),广州鸿彩舞台设备有限公司(以下简称:鸿彩灯光),广州鹏林照明灯具有限公司(以下简称:CKC),广州明静科技有限公司(以下简称:明静科技)6家企业走访调研。

      调研组通过实地调研,深入了解行业灯光专业设备及技术发展现状,并就企业技术创新、产品研发及未来企业面临的发展方向等方面同各企业展开了深入交流与探讨。本报告结合企业在LED智能光色管理控制技术方面的新技术、新应用,进行分析介绍,与大家共享。报告中所列举例证仅作为参考代表,并非所属企业独有。

      一、灯光控制系统实现多终端智能化

      随着城市景观、文旅等项目的舞台化,舞台灯光控制技术的内涵也随之走向多元化、多终端,逐步实现自动化、智能化。为了提高灯光、音视频、喷泉等融合表演的观赏性和互动性,多终端智能控制系统应运而生。

      多终端智能控制系统通常包括控制台、灯光子系统、视音频子系统、电力子系统等,一般通过预设的程序和模式控制,能够自动完成各种复杂的表演任务,如与视频、音乐同步的表演、灯光秀等。

      明静科技开发的金刚多终端智能控制系统(图1),是声光电水影集成的智能控制系统,也是一款秀(show)制作和表演的软硬件系统。能够集中控制灯光、音响、大屏播放器、电力系统、喷泉等多种设备,并且可录制灯光程序,将其与音乐、视频、以及中控指令一起混合编排成show,最终实现一键完成show播放。系统中,智能控制台和多媒体服务器关键核心设备。

    图1 明静科技多终端智能控制系统示意图

      据介绍,系统结合现代灯光、音视频、多媒体等技术设备,通过先进的控制技术和可视化人机交互界面,实现对多个设备的精确控制和实时监控,可根据预定时间表实现无人值守定时播放,还可根据需求和喜好设置不同的表演模式和效果。

      1、智能控制台满足更多需求

      接收、处理和发送指令的智能控制台,可对多个设备精确控制。明静科技的金刚6616智能控制台(图2),支持无线Art-Net、 AI、远程手机\IPAD控制等技术,具有灯位可视化、音乐节拍可视化、定时播放、视音频播放等功能,不仅能控制灯光,还能够控制喷泉等多种设备。控制台能够预设多种程序和模式,根据场景需求自动切换,从而营造出不同的视觉效果。为了提高控制(如喷泉)精度和操作方便,控制面板上除了推杆还增设了15个电平旋钮,方便实时调整各种参数,如喷泉的喷射高度、灯光的亮度和颜色等,以满足不同的表演需求。

    图2 金刚6616智能控台

      2、具有DMX512功能的多媒体服务器

      多媒体服务器除了处理和分发多媒体内容外,增加了专业的DMX512信号处理功能。

      明静科技的天启2688等多款多媒体服务器(图3),支持灯光、音乐、视频多轨编辑,支持多个灯光程序、音乐、视频自由搭配整合节目内容演出,可以将灯光和喷泉的演出内容(如视频、音频、图像等)进行集中存储和管理,并通过网络传输到各个展示终端,实现灯光和喷泉等设备的同步演示。

     

    图3 天启2688多媒体服务器

      二、不断创新的灯具智能光色管理系统

      LED光源通过电子与空穴的复合在半导体中发光,不同材料的半导体发出不同波长的光,生成多种颜色。LED光源灯具通常使用PWM(脉宽调制)技术,控制RGB的输出强度,实现任意颜色的合成。

      早期RGB 光源LED灯具,由于RGB三色光源光谱缺陷比较大,一些色彩和色温无法实现。为了满足舞台演出效果,需要高亮度、高色彩饱和度和高灵活性的灯光系统,为了影视制作和超高清拍摄,需要精确控制灯光系统的色彩和色温,各企业依据PLASA ANSI E1.54标准及CIE1931 色彩标准系统,通过智能光色管理控制系统控制多色LED光源(如RGBALW)的输出配比,得到高质量白光和多种色光。通过智能控制系统实现了对光谱和颜色的精确管理和控制,满足了舞台演出需要的高亮度、高色彩饱和度,达到了影视制作和超高清拍摄需要的色彩和色温等技术参数的要求。

      目前,各企业不断探索LED色彩管理系统和算法,对LED光源的进行了科学控制,实现了光源的色彩一致性和光色稳定性。

      调研中,我们对时光电子、鸿彩灯光、CKC等多家企业的灯具随机做了测试。虽然测试条件不一,测试设备不同,但对灯具光品质和光色稳定性等参数还是具有一定的参考价值,详见表1、表2、表3。

     

     

        从实测数据不难看出,尽管各企业采用的彩色光源模式不同,使用的色彩管理系统也不同,但各种灯具都能对LED光源色温、显色指数、亮度等参数的精准控制,实现了光源的光色的稳定性。

      三、光源光学系统控制管理不断优化

      为了提供更加丰富的舞台效果,企业不断优化LED光源应用。RGBAL或更多颜色组合的LED光源的灯具,采用科学的控制管理系统和不断优化的光学系统提供更宽广的颜色范围和更高的光品质。

      时光电子的SG-S250-X(250W)全彩聚光灯,其光学系统采用了两倍频宽设计,结合高显色性七合一多色光源LED模组设计,色域更宽,显色指数更好,色饱和度更高,色彩更丰富,更接近自然光品质。

      CKC TS6无风扇全彩摇头切割灯,采用单颗 500W 5色均匀 LED 阵列,由红色、绿色、蓝色、薄荷色和琥珀色光源组成。通过算法进行基色互补以及不同比例混搭,从而达到色彩输出统一性以及高质量的白光,并把数据存放至灯具IC中,线性可调色温、绿色补偿加上 CMY 或 RGB 仿真使设计人员能够立即调用。

      四、FPGA技术应用在电脑灯控制中

      FPGA是一种主要以数字电路为主的集成芯片,具有现场可编程性,即用户可以在使用时根据需要对FPGA进行编程。FPGA可以通过编程实现复杂的控制逻辑,生成精确的控制信号,从而驱动电脑灯内部的各个部件按照预定的方式和节奏进行运动,提高控制精度和响应速度。

      FPGA技术的优势主要有,具有高速并行处理的能力,可同时处理多个控制信号,并快速响应外部输入的变化;实现控制线路板的模块化,使得各种电脑灯间的部件能够互换,节约了灯具维修维护时间和成本;存储量大大增减,电脑灯中能预置更多的宏功能等。

      鸿彩灯光携手美国科罗拉多大学共同研发FPGA技术在舞台灯光领域的应用,打造舞台专业灯光的技术平台。先后推出X-4 BEAM三合一摇头灯和蜂眼系列(图4),运用多元混合模式(即一台灯,同时输入DMX512信号控制扫描、电机伸缩和Art-Net网络信号播放视频,互不干涉,同时控制同一台灯具)和FPGA大数据处理能力,实现了舞台照明和视频播放的融合。

    图4 鸿彩灯光 D6-WP D5-BS

      FPGA技术不仅能够实现复杂的控制逻辑,提高控制精度和响应速度,还能够增强系统的可扩展性和灵活性。 FPGA技术不仅具有处理数据能力强,传输速率快的特性,还可以实时监测外部输入信号(如控制台发出的指令),并立即生成相应的控制信号,从而实现对电脑灯的精确控制。

      结束语

      企业热切关注新产品应用和市场对新技术的需求,在灯光及智能控制系统技术中不断探索和创新应用。

      调研使我们了解到灯光控制技术发展不仅加强了对灯具的精确控制,丰富了灯光色彩;同时,多终端智能控制系统的研发应用,对视音频、喷泉等视效设备的一体化控制,带来了更加丰富多彩的视听盛宴。

      随着技术的发展,对光源的色彩精度和一致性要求越来越高,不同LED光源间存在参数的差异,需要通过精确控制和校正来消除,这也要求色彩管理系统具备更高的精度和稳定性。LED 多色光谱颜色智能管理是一个具有广阔应用前景和发展潜力的技术。随着技术的不断进步和市场需求的不断发展,它将为照明和显示领域带来更多的创新和变革。

      以市场需求为导向,企业不断提升产品品质,促进灯光及智能控制技术不断创新,推动行业向更高质量发展。

     

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