攝像燈光照明技術(shù)的發(fā)展

　　近年來(lái),隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,在影視技術(shù)領(lǐng)域由于微電子技術(shù),計算機應用技術(shù)、數字化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、可靠性理論和技術(shù)等高新技術(shù)的廣泛應用，技術(shù)設備已進(jìn)入數字化時(shí)代。這些高新技術(shù)也為燈光系統新設備、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、使用和維護帶來(lái)了巨大的變化，影視照明設備數字化、智能化、電腦化、網(wǎng)絡(luò )化是不可避免的發(fā)展趨勢。新技術(shù)設備的使用極大地豐富了影視創(chuàng )作手段，大大提高了影視作品的技術(shù)質(zhì)量和藝術(shù)效果。在這種新形勢下，如何認識和掌握燈光系統技術(shù)的發(fā)展趨勢以便更好地應用這些新設備就顯得尤為迫切和必要。下面簡(jiǎn)單介紹有關(guān)燈光系統技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。

　　發(fā)展中的光源

　　傳統的燈具，如聚光燈、散光燈等，作為燈光系統中最基本的元素，目前隨著(zhù)計算機技術(shù)、數控技術(shù)和光電技術(shù)等的發(fā)展，受到極大挑戰。傳統的燈具只是為再現拍攝對象提供必要的照度，并讓光束投射到被攝物體上，通過(guò)人物和環(huán)境的刻畫(huà)，曲折地表現自己的創(chuàng )作意圖。而新近發(fā)展起來(lái)的各種新型燈具，如效果燈、電腦燈等，其運用方式逐步突破了沿襲幾十年的傳統模式，使燈光創(chuàng )作走上直接表現自我的道路，使燈具和光束本身也是藝術(shù)欣賞的一部分，以直接展示自身的美。尤其是電腦燈的出現，徹底改變了燈光效果的靜止狀態(tài)，使燈光跨入藝術(shù)表演的行列，使燈光藝術(shù)從表現環(huán)境的藝術(shù)發(fā)展成為一種具備自我表演功能的藝術(shù)。

　　一、效果燈具

　　效果燈具，一般指的是我們在電視綜藝晚會(huì )或在電視畫(huà)面上看到的一排排、一片片筒子燈群和舞臺上或景片上多種多樣的霓虹燈、日光燈、跑帶燈、激光燈等新型燈具。

　　另外如1996年獲得第68屆奧斯卡技術(shù)成就獎的“強烈放電閃電效果燈”，是一種超功率的氣體放電燈。一支直徑25mm、長(cháng)800mm的燈具瞬間放電可達120kw的發(fā)光效率，其控制方法很簡(jiǎn)單，一個(gè)微型開(kāi)關(guān)能啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)放電燈，多個(gè)放電燈在同一時(shí)間同步放電，效果特別出色。

　　上述這些新型效果燈適用于晚會(huì )的舞臺上，直接放在畫(huà)面之中，使它們成為畫(huà)面內容的一部分，并且這些效果燈的光束直接面對觀(guān)眾，不再投射到環(huán)境和人物身上。因此，我們在畫(huà)面上看到它們燈光閃閃，五彩繽紛，形成了一道道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。人們在欣賞晚會(huì )的同時(shí)也感受到了燈光藝術(shù)的魅力。

　　自從有了效果燈，燈具和光效走進(jìn)了畫(huà)面，畫(huà)面里也有了燈，形成了由燈、景、人構成的電視晚會(huì )畫(huà)面欣賞的三要素。

　　二、電腦燈

　　電腦燈是九十年代初出現的一種新型的效果燈。目前在世界上普遍使用的是丹麥、意大利和美國生產(chǎn)的電腦燈具。這種燈具在設計上采用了新的數控傳動(dòng)、開(kāi)關(guān)電源技術(shù)和電腦編程技術(shù)。它的特點(diǎn)，一是在光學(xué)器件、電子元件、濾色片圖案等器件的設計加工方面均采用了許多高新技術(shù)，二是能大規模集中編程控制。

　　電腦燈的出現使燈光藝術(shù)成為動(dòng)態(tài)的、表演的、多手法的藝術(shù)形式。電腦燈在電視晚會(huì )中的大量運用，給光注入了生命的活力。電腦燈能夠通過(guò)煙霧，使人們直接看到光束;通過(guò)鏡頭，直接看到光的投影圖案;通過(guò)色片，直接看到光束的顏色;通過(guò)反光鏡片或燈具本身的搖動(dòng)，直接看到光束的運動(dòng)。電腦燈的這些功能，即光束、圖案、顏色，以及它們的變化和運動(dòng)，構成了燈光藝術(shù)新的語(yǔ)言要素。光束在畫(huà)面中自由運動(dòng)，上下翻飛，光束的位置、圖形、顏色不斷的變化和組合，也可以隨音樂(lè )的節奏而變化形成了一道道絢麗多彩的新景觀(guān)，創(chuàng )造出了氣勢恢宏的壯觀(guān)場(chǎng)面。我們可在更大空間范圍內欣賞歌舞與燈光造型變化的整體表演，晚會(huì )上光中有景、景中有光，光中有舞、舞中有光，光中有聲、聲中有光，其色彩之艷麗、變化之豐富，場(chǎng)面之壯觀(guān)，效果之強烈，都是舞蹈表演本身做不到的。我臺世紀之交的“千年之慶”大型文藝晚會(huì )現場(chǎng)直播成功，電腦燈也功不可沒(méi)。

　　三、冷光源燈具

　　冷光源燈具即SRGB恒定三基色柔光燈最早是由美國VIEDSSENCE公司于二十世紀8年代后期研制生產(chǎn)出來(lái)的，現已普遍使用于世界各國電視臺的演播室內。

　　SRGB燈具具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：一是它幾乎只發(fā)出紅、綠、藍三基色可見(jiàn)光，其光束完全符合攝像機所需要的色溫要求;二是該燈具中有一個(gè)特殊的電子“器件”解決了普通熒光燈必定產(chǎn)生照明技術(shù)不能接受的閃爍問(wèn)題，這就是商標SRGB中的S(SVSTAINED)字母的含義所在;三是它只發(fā)出可見(jiàn)光，幾乎不發(fā)出紅外線(xiàn)等其他頻譜的光，所以幾乎不發(fā)出熱量，既省電又減少了空調的通風(fēng)量，這兩項就可節省演播廳總運行費用的90%;四是該燈具的更換費用也大大降低，該燈管使用壽命為10000小時(shí)，中、小演播室如每天用10小時(shí)，約可用3年，而白熾燈壽命為200~300小時(shí)。

　　由于SRGB燈具光線(xiàn)柔和，照射在人物面部非常細膩，被攝對象感覺(jué)很舒服。而畫(huà)面效果具有一種更“自然”更“柔和”的效果，給電視觀(guān)眾眼睛提供與現場(chǎng)觀(guān)眾看到的完全真實(shí)的效果。

　　這種燈具可用在中小演播室，如新聞、經(jīng)濟、專(zhuān)題及各類(lèi)欄目等由主持人串聯(lián)的節目中。我臺幾個(gè)小演播廳已經(jīng)或正在進(jìn)行冷光源燈具的安裝改造工作，其中一個(gè)演播廳正在試運行中。

　　數字化的燈光控制系統

　　燈光控制系統即俗稱(chēng)的調光設備目前已由模擬調光設備逐步過(guò)渡到電腦數字調光設備。調光設備從最初的三相閘刀控制、空氣開(kāi)關(guān)控制、可變電阻器控制、自耦變壓器控制、可控硅控制，到今天的計算機監測控制，實(shí)現了控制的數字化、程控化、多功能化、自動(dòng)化。

　　電腦數字調光設備一般由電腦調光臺、數字(智能)調光立柜及二者之間的信號連接線(xiàn)組成?，F在的電腦調光臺大多是通過(guò)DMX512信號控制調光立柜使其各個(gè)光路的輸出電壓在0~220V內變化，從而達到控制燈光亮度的目的。兩年前我臺大演播廳已經(jīng)引進(jìn)并使用這種設備。

　　數字化燈光控制系統具有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn);

　　一、數字化、智能化

　　短短幾年，調光臺由模擬手動(dòng)調光臺、數字化手動(dòng)調光臺發(fā)展到大型電腦調光臺，調光立(硅)柜也由模擬式、數字模擬式發(fā)展到全數字式，真可謂日新月異。數字化使得調光臺和調光立柜的功能大大增強。

　　電腦調光臺是計算機技術(shù)與調光技術(shù)結合的產(chǎn)物，它具有控制燈光亮度變化準確、容量大、操作方便靈活等特點(diǎn)，可編幾百至上千個(gè)燈光場(chǎng)，新編資料還可以保存。它不但具備常規的調光臺功能(如場(chǎng)、集控、效果、配線(xiàn)等)，還拓展了調光臺的使用空間(如雙用調光臺兼有智能燈具控制及調光功能)具有多種特殊效果和效果模型的效果庫，用戶(hù)友好的編輯器等，還有各種信息的反饋。

　　全數字調光立柜的內核是計算機控制系統，因此具有智能化的優(yōu)點(diǎn)。它的輸入輸出接口采用光電隔離技術(shù)，機柜采用了強冷通風(fēng)系統。它能自動(dòng)檢測系統各個(gè)工作狀態(tài)與誤差狀態(tài)，如負載狀態(tài)、溫度狀況、電流狀況、保護裝置狀態(tài)等，并能將狀態(tài)和信息等參數反饋到數字調光臺，即所謂Reporting(報告)功能。它能平穩調光，調光曲線(xiàn)可調，過(guò)熱保護等。

　　由于智能燈具的出現，通過(guò)對DMX數字信號的譯碼，帶微處理器的智能燈具可以很方便地控制圖案、效果、亮度、色彩、速度及反射鏡片的水平垂直角度等十幾個(gè)參數，達到最佳的光學(xué)、圖形、顏色和運動(dòng)的組合，燈光設計師們可將創(chuàng )造力發(fā)揮到極至。

　　二、網(wǎng)絡(luò )化

　　網(wǎng)絡(luò )化是數字化燈光控制系統的一個(gè)新的發(fā)展趨勢。調光網(wǎng)絡(luò )控制系統示意圖如圖一。它具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　一是資源共享。主控臺上存有各類(lèi)信息資源庫，如電腦燈控制信息庫，演出數據庫等通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，分控臺可以調用有關(guān)資料。

　　二是集散控制。演出時(shí)分控臺可以放置在不同地方，主控臺借助網(wǎng)絡(luò )將任務(wù)分解到各個(gè)分控臺上。在主控臺的協(xié)調下，各分控臺分工合作，完成整個(gè)演出任務(wù)。

　　三是風(fēng)險分散。當某個(gè)分控臺出現故障時(shí)，主控臺可以直接接管或指定另一臺分控臺接管其工作任務(wù)，保證演出順利進(jìn)行。

　　燈光系統的網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)主要用于較大型的舞臺、演播廳中。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )化的燈光控制系統可以有效地使用設備，提高系統可靠性，達到分散風(fēng)險之目的。

　　三、冗余及容錯技術(shù)

　　冗余技術(shù)通常指雙機熱備份。如我臺使用的佑圖公司的智能型調光立柜中，兩個(gè)解碼器(主輔兩個(gè)系統)同時(shí)接收調光控制臺的DMX信號，同時(shí)進(jìn)行數據處理，主解碼的輸出信號進(jìn)行調光。當主解碼器(主系統)出現故障而失效時(shí)，則自動(dòng)切換到輔助解碼器繼續進(jìn)行解碼調光，以保證演播工作的正常進(jìn)行。

　　容錯技術(shù)指的是當操作者發(fā)出錯誤的指令時(shí)，系統能依據預定的規則予以糾正。如：當控制臺上輸入某一錯誤命令時(shí)，若該錯誤命令違反有關(guān)規則，屬于屏蔽指令集，則系統不予以反應，或按預定的要求予以糾正。在燈光控制系統中使用容錯技術(shù)是十分必要的。

　　電腦輔助燈光設計系統

　　傳統的燈光設計是由燈光師根據演出場(chǎng)地的情況、舞臺背景的設計情況以及節目對燈光的要求等進(jìn)行考慮，列出所需設備清單、手工畫(huà)出燈位圖和效果圖，然后在現場(chǎng)根據圖紙施工安裝，最后進(jìn)行手工操作、調試。這項工作頭緒復雜，進(jìn)度緩慢，既浪費設備、電力資源，又費時(shí)費力，且不容易對效果作出事前預計，事后也難于修改。

　　近幾年來(lái)，國外許多公司都開(kāi)發(fā)出電腦輔助燈光設計系統及軟件。這一成果使得燈光設計師們如虎添翼，無(wú)論從設計快速性、準確性上還是設計質(zhì)量上都上了檔次。如國外MARTIN公司的MARTIN SHOW DESIGNER(MSD)系統可用生動(dòng)的三維圖形來(lái)創(chuàng )造場(chǎng)景和燈光設計，通過(guò)逼真的渲染效果很容易仿真場(chǎng)景和燈光設計，非常接近現實(shí)效果。燈光設計人員可以預先在PC機上編制好方案、燈位、色彩等并在使用時(shí)下載到燈光控制板上。A.C.Lighting 公司的WYSIWYG(所見(jiàn)即所得系統)系統可實(shí)現實(shí)時(shí)可視化燈光設計，可視參數包括亮度、顏色、圖案、運動(dòng)、光圈、鏡片、聚焦、換色等。

　　去年我臺引進(jìn)了以色列compulite公司開(kāi)發(fā)的compuCAD燈光設計軟件，已經(jīng)用于大演播廳的燈光設計工作。我臺在雜技廳舉辦的世紀之交“千年之慶”大型文藝直播晚會(huì )中，燈光師們就借助了這套軟件在電腦上進(jìn)行了燈位、布光等的燈光設計工作。

　　智能演播廳

　　演播廳由模擬式發(fā)展為數字式是大勢所趨、必由之路。數字化演播廳無(wú)非是從拍攝、切換、錄制到傳輸等均采用數字化設備來(lái)工作，它只涉及到視頻和音頻信號。近年來(lái)電視制作領(lǐng)域中的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)--虛擬演播室技術(shù)也是演播廳數字化技術(shù)的發(fā)展，它綜合運用現代計算機圖形、圖像處理、計算機視覺(jué)、虛擬現實(shí)技術(shù)和現代影視技術(shù)，將攝像機拍攝的圖像實(shí)時(shí)地與計算機三維虛擬背景或另一地點(diǎn)實(shí)拍的背景按統一的三維透視成像關(guān)系進(jìn)行合成，從而形成一種新的電視節目制作系統。這一技術(shù)具有傳統演播室技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它的發(fā)展將會(huì )給電視制作帶來(lái)一場(chǎng)革命。

　　不管模擬化也好，數字化也好，還是虛擬演播室技術(shù)也好，它們所解決的只是視音頻數據處理的優(yōu)化問(wèn)題。這里不包括演播廳內極其重要的燈光系統的問(wèn)題。只有演播廳內燈光系統實(shí)現智能化，才能有效地與視音頻信號整合，統籌解決所有的問(wèn)題。

　　該示意圖共有三層。第一層是核心層，有仿真技術(shù)、CAD系統、專(zhuān)家系統;第二層為數字化燈光控制系統;第三層為各類(lèi)自動(dòng)控制系統的組合。信息流從第一層、第二層到第三層，并通過(guò)傳感器把信息反饋到各層。反饋信息與各自的設定目標相比較，自動(dòng)調整有關(guān)參數(如燈具的亮度、機械燈的投射角、追光燈的跟蹤位置，電腦燈的狀態(tài)等等)以達到最佳的演出效果。

　　智能演播廳大致有以下幾大特點(diǎn)：

　　一、傳感器件無(wú)處不在

　　智能演播廳借助大量的、各種類(lèi)型的傳感器件(如位置、重量、溫度、色溫、聲音、顏色等)收集目標系統的各類(lèi)參數，為中央處理系統提供翔實(shí)可靠的信息以作出正確的判斷。

　　二、自動(dòng)控制系統

　　各類(lèi)電腦燈具、調光立(硅)柜、追光燈等就大量使用了自動(dòng)控制系統。

　　三、數字化燈光控制系統

　　統一協(xié)調和處理諸如燈光表演，燈具定位，亮度調整，色溫校正，顏色切換等。這一領(lǐng)域尚待大力開(kāi)發(fā)。

　　四、專(zhuān)家系統

　　它是一個(gè)決策系統，包含有各類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識庫及推理規則。它根據外界反饋回來(lái)的信息進(jìn)行綜合處理，并根據處理結果和推理規則作出決策。

　　五、電腦輔助設計(CAD)系統

　　它是必不可少的工具，通過(guò)CAD系統，勾畫(huà)出所需的操作模型，供專(zhuān)家系統和仿真技術(shù)使用。

　　六、仿真技術(shù)

　　它包括可視化、虛擬化技術(shù)等，是提高燈光設計效率的主要途徑。

　　從以上可以看出，使用智能演播廳后，不但可以統一完成布光設計、燈具定位、調光控制及電腦燈控制問(wèn)題，而且可以大大節省人力、物力和財力，工作效率大幅度提高。

　　智能化代表了電視燈光系統新技術(shù)、新設備的重要發(fā)展方向。