穆懷恂 甄何平
(1.中國藝術(shù)研究院,北京 100000;2.北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司,北京 100000)
國家“十二五”規(guī)劃綱要,科學(xué)概括和深刻闡述中國特色社會主義文化發(fā)展道路,提出了文化大發(fā)展大繁榮的總體規(guī)劃。規(guī)劃中將綠色照明列入了重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目,隨著LED光源技術(shù)的進(jìn)步,賦予了綠色照明更多的內(nèi)容,從普通民用照明逐步發(fā)展到許多專業(yè)照明領(lǐng)域,為推動中國演藝照明事業(yè)的科學(xué)發(fā)展,發(fā)揮文化和科技的融合作用,促進(jìn)文化的發(fā)展和繁榮。2011年6月中國藝術(shù)研究院與北京星光影視設(shè)備科技股份有限公司共同承擔(dān)了國家文化科技提升計劃項(xiàng)目《基于綠色光源的舞臺功能燈具研發(fā)與示范應(yīng)用》課題。
我國照明消耗約占整個電力消耗的20%左右,而演藝場館照明則是其中的能耗大戶;20世紀(jì)初瑞士舞臺美術(shù)家A.阿庇亞及英國導(dǎo)演、舞臺美術(shù)家戈登·格雷先后提出了燈光藝術(shù)造型理論:要求舞臺燈光要表達(dá)出視覺雕塑感、音樂感和舞臺空間中的運(yùn)動與節(jié)奏感。舞臺演藝照明經(jīng)過一百多年的發(fā)展,已形成了“主、輔、逆及背景光、效果光”組成的較完整的布光體系;目前國內(nèi)外劇場舞臺及藝術(shù)照明使用的燈具基本上是以1kW—5kW的“鹵鎢光源”燈具為主。
該課題旨在結(jié)合我國劇場建設(shè)規(guī)范及演播室燈光系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范對劇場舞臺及演播室照明的要求和藝術(shù)表演對燈光效果的需求,研究、開發(fā)、改進(jìn)基于綠色、環(huán)保、節(jié)能的LED新型舞臺功能燈具,逐步取代現(xiàn)有高能耗的鹵鎢光源布光體系,為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)舞臺燈具大多采用鹵鎢光源。因鹵鎢光源為連續(xù)光譜,并以顯色指數(shù)接近100的優(yōu)勢,一直占據(jù)舞臺影視劇場照明市場。采用鹵鎢光源燈具一般均采用反光碗和/或透鏡的光學(xué)設(shè)計,反光碗和透鏡的材料、包光角和加工質(zhì)量等直接影響燈具的效率,加之舞臺影視燈具對配光的苛刻要求,使得舞臺影視燈具的效率非常低下,以舞臺照明常用的平凸透鏡聚光燈為例,其燈具效率一般均小于30%,因此舞臺影視照明的能耗非常高。另外鹵鎢燈具還有光源壽命短、紅外輻射高、安全性差等缺點(diǎn),尤其是舞臺燈光的可控硅調(diào)光裝置引起的電流波形畸變,使諧波干擾問題尤為嚴(yán)重。
LED照明具有耗電少、光效高、壽命長、色彩豐富、可控性強(qiáng)、紅外輻射低等特點(diǎn),尤其是其節(jié)能效果顯著,以一個中型劇場為例,按照傳統(tǒng)鹵塢光源燈具設(shè)計,照明用電功耗將達(dá)到650kW左右,而采用綠色光源的舞臺功能燈具,照明用電功耗不過180kW左右,節(jié)能幅度高達(dá)70%以上,同時舞臺燈光系統(tǒng)配電容量也大幅降低,可節(jié)約大量電纜線材,由于LED燈具采用直通電源供電且功率小,消除了由調(diào)光可控硅產(chǎn)生的諧波污染,還可節(jié)省可控硅調(diào)光系統(tǒng)和諧波抑制器等的大筆資金投入。
表1
表2
表3
表4
我國每年用于大型文化場所演出的工程近萬場,全國各省市擁有藝術(shù)表演場所二千多家,大中型劇場近千家;全國廣電系統(tǒng)擁有電視臺二千多家,各類演播室達(dá)到近5000個;降低照明用電能耗是節(jié)省電力的重要途徑。
長安大戲院,建于1937年,是北京市最有影響力的劇院之一,也是北京長安街上高檔、豪華、舒適的現(xiàn)代化劇場。劇場可容納800余人,以上演經(jīng)典劇目為主,同時可夠勝任各門類藝術(shù)形式的演出。
本次改造工程應(yīng)用后全部采用LED專業(yè)燈具,其中舞臺采用LED的400W聚光燈具、300W光束燈具、400W變色聚光燈、100W柔光燈、150W成像燈等;舞臺附屬區(qū)域采用LED的筒燈、燈管、平板燈等。這次改造工程使長安大戲院成為第一家全部采用LED燈具照明的劇場。
長安大戲院舞臺面積300平方米,原使用2000W鹵鎢舞臺聚光燈、1250W雙反射柔光燈和1000W光束燈共計330套,演出時舞臺燈光全部開啟,照明用電功率約400kW,以平均每場演出開燈3小時計算,每場演出用電1200度電。據(jù)統(tǒng)計,長安大戲院舞臺照明年用電60萬度。大功率LED舞臺燈具應(yīng)用后,長安大戲院舞臺照明用電功率僅為65kW,平均每場演出用電195度,舞臺照明年用電僅9.75萬度,年節(jié)約用電50.25萬度,節(jié)電率83.75%。
LED燈具在節(jié)電的同時,由于幾乎沒有紅外輻射,使臺上演員感覺到前所未有的舒適。演員們在接受中央電視臺戲曲頻道采訪時紛紛表示,在LED燈光的照射下,演出時不再飽嘗灼熱之苦。同時,LED燈光照的非常透亮,非常完美。
譚派傳人譚正巖直率說:“以往我們一上臺,還沒怎么動就已經(jīng)一身汗了,這次演出,涼爽的感覺非常明顯。師弟按照慣例為我準(zhǔn)備了一摞擦汗紙,但一次趕場下來居然沒出汗,再一次還沒出汗,一摞紙幾乎沒怎么用?!?/p>
“這是唯一一次唱完后沒有汗流夾背?!敝﹦⊙輪T杜鎮(zhèn)杰說。
麒派掌門人陳少云稱,舞臺上傳統(tǒng)的燈具都換成了LED,通過實(shí)踐效果非常好,臺上亮度感覺還是那么亮,但是一點(diǎn)兒都不熱。
著名京劇表演藝術(shù)家耿其昌說:“這次低碳演出非常有意義。光變化特別大,很亮但不熱,是對環(huán)保、科技的一大進(jìn)步,我非常支持?!?/p>
不光是舞臺上溫度降低了,燈具本身的溫度也大幅降低。這徹底解決了舞臺照明最令人頭疼得防火安全問題。圖1是改造前后燈具的溫度測試圖像。
從圖1中可以看出,LED燈具燈體最高溫度49.1度,燈光照射下的水杯溫度26.3度,僅比環(huán)境溫度上升4.8度。同等照度下原有燈具燈體最高溫度183.4度,燈光照射下的水杯溫度42.8度,比環(huán)境溫度上升21.3度!
圖1
2007年北京市新少年宮劇場開工建設(shè),2009年北京市少年宮委托中國藝術(shù)研究院為其制定了舞臺燈光、音響設(shè)計方案,2011年初北京市財政審批通過了燈光音響實(shí)施方案,準(zhǔn)備實(shí)施招標(biāo)。
2009版?zhèn)鹘y(tǒng)光源舞臺燈光方案如圖2、表5所示:
表5
圖2
圖2(續(xù))
2011年2月17日,北京市政府為落實(shí)“十二五”期間北京節(jié)能減排任務(wù),常務(wù)副市長吉林等相關(guān)單位領(lǐng)導(dǎo)到長安大戲院調(diào)研LED燈具安裝使用情況之后,叫停北京市新少年宮劇場燈光項(xiàng)目,確定由中國藝術(shù)研究院根據(jù)“綠色、節(jié)能”的環(huán)保理念,重新設(shè)計北京市新少年宮燈光方案。
2011版綠色光源舞臺燈光方案如圖3、表6所示:
圖3
表6
2011版綠色光源的舞臺燈光方案考慮到演出的功能需求,保留了部分750W成像燈具;LED光源方案總功率為217.12kW,而傳統(tǒng)鹵鎢光源方案總功率為663kW,LED燈光方案耗電僅為傳統(tǒng)方案的32.7%。(傳統(tǒng)與節(jié)能兩套方案比較)。
人民大會堂是我國標(biāo)志性建筑之一,萬人大禮堂是人民大會堂的主體建筑,東西進(jìn)深60 m,南北76 m,高32 m,穹隆頂,舞臺臺口寬32 m、臺口高16 m,大幕線至底幕16.5 m、大幕線至臺唇7.5 m,在此做純藝術(shù)性的演出,舞臺藝術(shù)照明的難度很大。
2012年4月6日,“招商銀行25周年慈善音樂會”在人民大會堂萬人大禮堂隆重舉行。國際鋼琴彗星郎朗攜手獲得12座格萊美大獎和40次音樂影片大獎的赫比·漢考克、中國著名民歌歌唱家宋祖英及以指揮家譚利華領(lǐng)銜的北京交響樂團(tuán)的音樂家們,為觀眾奉獻(xiàn)了一場跨界視聽盛宴。整場音樂會分為上下兩個篇章,兩位風(fēng)格迥異鋼琴演奏家 (赫比?漢考克的演奏風(fēng)格激情多變的爵士音樂)和北京交響樂團(tuán)的三管樂隊(duì)通過獨(dú)奏、協(xié)奏、合奏等方式,對眾多世界名曲進(jìn)行了精彩的演繹,中國著名女高音歌唱家宋祖英在朗朗和北京交響樂團(tuán)的伴奏下為觀眾演唱了“感恩”、“苗嶺飛歌”、“康定情歌”等經(jīng)典的民族曲目。
本屆音樂會最突出的特點(diǎn),就是綠色光源舞臺燈具的運(yùn)用。這是人民大會堂舉辦的第一場以綠色光源舞臺燈具為主的音樂盛會。人民大會堂使用具有環(huán)保節(jié)能特點(diǎn)的綠色光源燈具無疑具有“風(fēng)向標(biāo)”的意義,同時,也是檢驗(yàn)文化部課題《綠色光源的舞臺功能燈具研發(fā)與示范應(yīng)用》的絕佳時機(jī)。本屆音樂會上,綠色光源舞臺燈具達(dá)到281臺,使用國內(nèi)自主研發(fā)、技術(shù)領(lǐng)先的大功率400 W LED聚光燈、200 W LED聚光燈進(jìn)行照明,使用10×19(RGBW)的LED PAR燈進(jìn)行染色,使整個舞臺布光均勻、層次分明,不僅滿足了舞臺專業(yè)演出的藝術(shù)要求,也滿足了電視轉(zhuǎn)播和電視節(jié)目制作的要求。其中,400W LED聚光燈用作面光照明,照射距離達(dá)到60 m,銜接平滑、照度均勻、雜散光少,經(jīng)現(xiàn)場測試達(dá)到了以往在大會堂做演出時2 kW~5 kW傳統(tǒng)舞臺燈具的照明效果;200 W LED聚光燈做臺內(nèi)的延展照明,達(dá)到了1 kW傳統(tǒng)舞臺燈具的照明效果。本屆音樂會與使用傳統(tǒng)舞臺燈具的同場演出相比,照明總功率從超過700 kW下降到160 kW左右,能耗下降75%以上,節(jié)能效果顯著。
4.1.1 舞美設(shè)計
為使觀眾獲得高品質(zhì)的音樂享受,舞臺采用亞光材料制作了百葉式返音板,為音樂會營造專業(yè)的演奏環(huán)境(見圖4、圖5)。該返音板也可作為投影接收面。開場前,投影幕上顯示出深邃的星空,給觀眾帶來無限遐想。舞臺兩側(cè)是巨大的歐式花盆,盛滿金色的葵花和絢麗的紅玫瑰,紅黃兩色莊重典雅;矗立在花叢中的高清LED屏幕,以音樂總譜的樣式呈現(xiàn) (見圖6),烘托出音樂會氣氛,展示音樂會特質(zhì)。演出中,LED屏幕為曲目的銜接起到了穿針引線的作用,曲目間的銜接遷換由屏幕提字過渡,并顯示曲目簡介和相關(guān)內(nèi)容,以加深觀眾對曲目的理解 (見圖7)。同時,屏幕還可顯示符合曲目風(fēng)格的視頻,配合展示曲目主題,使音樂會的展開更自然流暢。樂隊(duì)演奏臺的立體呈現(xiàn)及舞臺前沿布滿的花藝,構(gòu)成了一幅絢麗、唯美的畫面。
圖4 舞臺設(shè)計圖
4.1.2 燈光設(shè)計
長期以來,在人們印象中,音樂會的燈光設(shè)計就是全場大白光,只要均勻照亮舞臺即可。但隨著人們欣賞水平的提高、舞美設(shè)計理念的變化,音樂會燈光設(shè)計也在改變。讓燈光隨著音樂的旋律變化,與音樂和諧共舞,使作品的內(nèi)在情感張力達(dá)到最大化,將樂曲詮釋得更加精彩,才能帶給觀眾更多美好的藝術(shù)享受。
圖5 舞臺平面圖
圖6 開場前,利用反投投影營造的效果(投影幕16 m×9 m)
圖7 宋祖英演唱時,利用正投投影營造的效果(在返音板上投影26 m×9 m)
本屆音樂體現(xiàn)這一燈光設(shè)計理念。燈光設(shè)計在了解作品內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,結(jié)合恰當(dāng)?shù)耐队爱嬅?,充分運(yùn)用舞臺燈光的亮度、色彩、分布和變化,調(diào)動燈光的內(nèi)在情緒,努力做到藝術(shù)家想要達(dá)到的藝術(shù)效果。
如上半場演奏的管弦樂組曲《鵝媽媽》是一首著名的兒童組曲,內(nèi)容取材于多個著名童話故事,不僅受到兒童的喜愛,也深深打動了成年觀眾。在演奏過程時,兩位鋼琴演奏家使用定點(diǎn)光強(qiáng)調(diào),舞臺基礎(chǔ)光為粉調(diào),樂隊(duì)氛圍光為歡快的金色,LED燈穩(wěn)定的色溫和飽滿的色彩,將觀眾帶入童話王國里純凈典雅的夢幻仙境。下半場朗朗與樂團(tuán)合作演奏的《春舞》,是一首具有新疆少數(shù)民族特色的鋼琴曲,作品民族氣息濃郁,旋律優(yōu)美。樂曲開始時,樂隊(duì)使用深藍(lán)色燈光照明,隨著演奏的開展逐漸加入嫩綠色燈光,氣氛變化,節(jié)奏柔和;鋼琴獨(dú)奏時漸漸給出定點(diǎn)光;樂曲達(dá)到高潮時,演區(qū)燈光色彩轉(zhuǎn)成綠色,舞臺上生機(jī)盎然。中段節(jié)奏漸快,演區(qū)燈光色彩轉(zhuǎn)為紅色,與樂曲所表現(xiàn)的人們圍著火堆盡情舞蹈的場面相配合。結(jié)尾時音樂舒緩幽靜,演區(qū)燈光色彩轉(zhuǎn)深藍(lán)色,帶給觀眾靜逸安祥之感。光色的節(jié)奏與音樂完美融合。
4.2.1 設(shè)計目標(biāo)
本屆音樂會舞臺燈光系統(tǒng)的設(shè)計、配置與設(shè)備性能,首先要體現(xiàn)“綠色節(jié)能”這一理念。采用的LED燈具,要達(dá)到專業(yè)演出和電視現(xiàn)場直播及錄像的要求;設(shè)備配置和系統(tǒng)構(gòu)成具有高可靠性、擴(kuò)展性和通用性,相對傳統(tǒng)舞臺燈具,節(jié)能效果更顯著。
4.2.2 系統(tǒng)指標(biāo)
照 度:舞臺平均照度不小于1200lx
光源色溫:3200K
顯色指數(shù):Ra>85
4.2.3 燈具配置方案
在燈具配置上,本屆音樂會以LED光源的舞臺燈具為主,結(jié)合部分氣體放電光源燈具。燈具布置圖如圖8所示。
圖8 音樂會燈具布置圖
音樂會燈具統(tǒng)計見表7,實(shí)際演出比表中的功率略有減少。
表7 音樂會燈具統(tǒng)計表
本屆音樂會上采用的綠色光源的舞臺燈具以LED燈具為主,故以LED燈具為例,與傳統(tǒng)舞臺燈具進(jìn)行比較。
4.3.1 面光燈具
在本屆音樂會中,面光設(shè)置及燈具選用都非常特殊。面光主要用于舞臺前區(qū)表演者或與會者的正面照明,因人民大會堂萬人大禮堂體量巨大,臺口寬度幾乎是普通劇場的2倍,且沒有設(shè)置專用的面光槽,故本屆音樂會將面光設(shè)置在3樓觀眾席搭建的燈架上,其與舞臺臺口相距60 m,投射距離遠(yuǎn)大于一般劇場 (見圖9)。對此情況,以前演出多采用2 kW~3 kW的回光燈作為面光燈具,本屆音樂會則首次采用了以400 W LED聚光燈為主的面光燈具配置,結(jié)合部分氣體放電光源燈具作樂隊(duì)的分區(qū)照明。此次采用的400 W LED聚光燈雜散光控制得非常出色,聚光效果好,特別適合遠(yuǎn)距離投射。
圖10是400 W LED聚光燈的測試數(shù)據(jù),60m處的最高照度為167lx。
圖9 3樓觀眾席架設(shè)的面光燈具到舞臺大幕線的投射距離圖
圖10 400 W LED聚光燈的照度測試
圖11為國際某著名品牌5000 W聚光燈,60 m處最高照度為110 lx??梢?,400 W LED聚光燈的照度比5000 W聚光燈的照度高近50%,完全滿足遠(yuǎn)距離面光的要求。
圖11 5000 W聚光燈的照度測試
4.3.2 LED PAR燈
本屆音樂會的頂光和逆光采用了大量LED PAR燈。該款LED PAR燈采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的10 W RGBW四合一LED芯片,配備40 mm大直徑帶有微透鏡陣列的準(zhǔn)直透鏡,光束感極強(qiáng)。燈具在透鏡內(nèi)部完成混光,輸出光線混色均勻、色彩飽滿,染色效果較鹵鎢光源PAR燈加色紙的效果有質(zhì)的提高。由于該燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計先進(jìn),光效很高,完全可以媲美1000 W鹵鎢光源PAR燈的照度。
圖12是LED PAR燈合成白光的測試數(shù)據(jù),10m處最高照度為1868 lx。
圖12 LED PAR燈白光測試數(shù)據(jù)
圖13是1000 W CP60 PAR燈白光的測試數(shù)據(jù),10 m處最高照度為1896 lx??梢姡摽頛ED PAR燈的照度與1000 W鹵鎢光源PAR燈相當(dāng)。
圖13 1000 W CP60 PAR燈白光測試數(shù)據(jù)
彩色光方面,LED PAR燈更勝一籌。鹵鎢光源PAR燈只能通過色紙濾光來得到需要的燈光色彩,其余大部分光譜能量全被色紙吸收,因此,色光的照度相對白光要低很多,一般不到白光照度的10%,而且還經(jīng)常出現(xiàn)色紙被燒壞的情況。由于LED PAR燈具是通過加色法混光,鹵鎢燈具是通過減色法產(chǎn)生色光,因此,運(yùn)用色光時,LED燈具節(jié)能效果能達(dá)到95%左右!
對比圖14中鹵鎢光源光譜和LED光源混色光譜還可以看到,鹵鎢光源光譜中非常缺乏藍(lán)色成分,因此,很難得到通透、湛藍(lán)的色彩,而LED混色光譜中紅綠藍(lán)成分都非常充足,因此彩色LED光源能提供更為寬廣的色彩范圍,為燈光藝術(shù)家提供更大的創(chuàng)作空間。
圖15分別是LED PAR燈的紅綠藍(lán)單色照度,均大大高于1 000 W鹵鎢燈的色光照度。
4.3.3 對樂器材質(zhì)和音色的影響
在音樂會演出中,尤其需要強(qiáng)調(diào)溫度對樂器材質(zhì)的影響。采用傳統(tǒng)熱光源燈具時,高溫光源輻射大量紅外線,通過燈具散發(fā)的高熱量會導(dǎo)致樂器材質(zhì)如銅質(zhì)材料、木質(zhì)材料等熱脹冷縮,樂器音質(zhì)也隨之發(fā)生變化,影響現(xiàn)場演出效果。因此,在音樂會演出中選用無紅外線輻射的LED等冷光源燈具更加合適。
圖14 鹵鎢光源光譜與LED光源混色光譜
本屆音樂會在舞臺燈光方面,沒有使用傳統(tǒng)的鹵鎢光源燈具,而是以國內(nèi)自主研發(fā)的LED光源舞臺燈具為主體,結(jié)合少量氣體放電光源燈具做造型效果,120人的交響樂團(tuán)光照均勻,顏色豐富;鋼琴演奏家與獨(dú)唱者以1200WSPOT電腦燈做定點(diǎn),干凈醒目,1200W染色電腦燈為樂隊(duì)局部提色層次分明,現(xiàn)場效果與錄像質(zhì)量極佳。整場演出藝術(shù)照明的耗電總功率為160 kW,在人民大會堂舞臺演出中是前所未有的。舞臺燈光隨著音樂的旋律而變化,與音樂組成了一部和諧的“彩色樂章”,使觀眾陶醉在音樂旋律的同時,也切身感受到了綠色環(huán)保的藝術(shù)照明的魅力。筆者充分運(yùn)用綠色光源舞臺燈具的亮度、色彩及電腦燈的造型效果變化,調(diào)動燈光的內(nèi)在情緒,在積極倡導(dǎo)綠色照明的同時也達(dá)到了藝術(shù)家們追求的理想藝術(shù)效果。
圖15 LED PAR燈的紅綠藍(lán)單色照度
目前LED光源的研發(fā)生產(chǎn)尚缺少接近傳統(tǒng)舞臺燈具“點(diǎn)光源”的單模組大功率 (200W以上)的LED光源,這也成為大功率舞臺聚光類燈具的研發(fā)瓶頸。首先應(yīng)加強(qiáng)對傳統(tǒng)舞臺燈具光源的光效了解,傳統(tǒng)光源要通過合理計算的反射器提高光效以“點(diǎn)光源”形式,再通過鏡頭的聚散才能照到被照面,因此,反射器材料的反射率、反射器的配光、燈具結(jié)構(gòu)是否合理,決定了燈具效率的高低。節(jié)能只是綠色光源的舞臺燈具的指標(biāo)之一,它還包括了諸如色溫、顯色指數(shù)、眩光限制、中心照度、光斑均勻等燈具性能的各項(xiàng)指標(biāo);一個新的技術(shù)的出現(xiàn)并最終成熟,從而得到廣泛應(yīng)用需要一個過程,需要LED生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)投入,建立完善的檢測體系,充分了解舞臺燈具的使用功能和照明要求,需要燈具生產(chǎn)廠家結(jié)合LED光源研發(fā)企業(yè)共同攻關(guān),推動LED綠色照明在影視舞臺等專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,提升文化產(chǎn)業(yè)LED綠色照明的技術(shù)能力,讓我國場館建設(shè)的舞臺燈光,成為引領(lǐng)節(jié)能LED綠色照明、節(jié)能減排的開路先鋒,為我國演藝燈光在未來在國際演藝照明領(lǐng)域成為強(qiáng)國做出貢獻(xiàn)。
[1]肖鳳強(qiáng).LED舞臺燈具在長安大戲院的應(yīng)用.演藝科技,2011(1).