譚 磊

(中央電視臺(tái)，北京 100020)

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淺談大中型綜藝演播室燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

譚 磊

(中央電視臺(tái)，北京 100020)

本文以中央電視臺(tái)新址E03演播室為例，結(jié)合大中型綜藝演播室在使用上的特點(diǎn)以及新變化和新趨勢(shì)，從配電、吊掛、信號(hào)控制、調(diào)光控制、燈具等幾大方面介紹了大中型綜藝演播室燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。最后結(jié)合演播室實(shí)際使用中遇到的問(wèn)題，給出了思考及建議。

燈光系統(tǒng)；點(diǎn)陣式吊掛系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)控制；管理系統(tǒng)；LED燈具；演播室；調(diào)光控制

引言

隨著現(xiàn)代電視相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的電視節(jié)目制作在表現(xiàn)形式、制作方式、舞美設(shè)計(jì)等方面發(fā)現(xiàn)了很大的變化。越來(lái)越多的節(jié)目不再滿足于傳統(tǒng)制作形式，從而產(chǎn)生了很多新變化、新趨勢(shì):演區(qū)和觀眾區(qū)沒(méi)有了明顯的區(qū)分,兩者融合在一起，形成全景區(qū)的概念；燈光的功能也從舞臺(tái)照明擴(kuò)展到了舞臺(tái)美術(shù)的范疇，采用立體的、多種造型的燈位布置，使燈光也成為了景的一部分；大量效果類燈具的使用，使傳統(tǒng)的DMX512信號(hào)傳輸系統(tǒng)難以滿足信號(hào)控制的需要。正是這些新變化、新趨勢(shì)促使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中央電視臺(tái)E03演播室燈光系統(tǒng)時(shí)對(duì)它的定位及功能有了更多的考量，以滿足未來(lái)節(jié)目制作的需要。下面就以央視E03演播室燈光系統(tǒng)為例談?wù)劥笾行途C藝演播室燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

1 總體構(gòu)想

該項(xiàng)目于2013年5月開(kāi)工，2013年7月完工，2013年8月投入節(jié)目制作。E03演播室面積為800 m2，實(shí)際內(nèi)部長(zhǎng)和寬分別為30 m及24 m。燈光設(shè)備層鋼梁距地面12 m。

演播室如何定位，要有哪些功能，需要達(dá)到什么樣的節(jié)目制作目標(biāo)，決定了這個(gè)演播室最終選擇的技術(shù)路線。首先，需要分析研究這個(gè)演播室的潛在用途，還要分析建成后節(jié)目制作如何安排，考慮其最復(fù)雜的工作形式。E03演播室燈光系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就將其定位為一個(gè)自由空間，不管是燈位選擇，還是舞臺(tái)造型設(shè)計(jì)都要給設(shè)計(jì)師充分的空間與自由度，并且在技術(shù)上給予充分支持，以實(shí)現(xiàn)這些構(gòu)想。本次燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)的明確目標(biāo)：演播室燈光系統(tǒng)必須是安全的、可靠的、高質(zhì)的、先進(jìn)的、靈活的、全面的，同時(shí)整體方案應(yīng)充分地應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化的最新研究成果和理念。

最終我們決定選擇采用點(diǎn)陣式的吊掛系統(tǒng)，以最大限度的滿足設(shè)計(jì)師燈光造型要求。同時(shí)燈光信號(hào)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，以充分滿足大規(guī)模燈具使用時(shí)信號(hào)擴(kuò)展的需要。同時(shí)不再設(shè)置傳統(tǒng)的觀眾席，使舞美設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)舞臺(tái)造型時(shí)可以將舞臺(tái)演區(qū)及觀眾區(qū)一體化考慮。有了這些基本思路，整個(gè)E03演播室的基本框架也就大體形成了。演播室燈光系統(tǒng)主要包括了：配電系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、信號(hào)控制系統(tǒng)、調(diào)光控制系統(tǒng)、燈具等幾大分系統(tǒng)，下面就從這幾方面對(duì)E03演播室燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 燈光配電系統(tǒng)

演播室燈光系統(tǒng)采用兩路電源供電，分別引自相應(yīng)的高低壓變配電室互為備份的兩段母線，低壓配電盤(pán)設(shè)置于燈光設(shè)備間內(nèi)，設(shè)置母聯(lián)方式, 兩路進(jìn)線電源同時(shí)運(yùn)行互為備用，各帶一部分負(fù)荷；當(dāng)其中一路電源故障時(shí)，可以手動(dòng)投入母聯(lián)斷路器，由另一路電源帶全部演播室燈光負(fù)荷。E03演播室燈光用電負(fù)荷不大于500 kW。配電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 配電系統(tǒng)圖Fig.1 Power distribution system

大中型綜藝演播室燈光用電容量的確定，根據(jù)節(jié)目制作經(jīng)驗(yàn)，可以采用演播室面積乘以0.5～0.7 kW/m2來(lái)計(jì)算。

2.2 機(jī)械吊掛系統(tǒng)

E03演播室采用全景區(qū)的設(shè)計(jì)方式，不再設(shè)置固定的觀眾席，整個(gè)演播室采用單點(diǎn)提升機(jī)(電葫蘆)組成點(diǎn)陣式吊掛提升系統(tǒng)(如圖2所示)。單點(diǎn)提升機(jī)(電葫蘆)共設(shè)56個(gè)，每個(gè)負(fù)荷1 000 kg。演播室設(shè)備層上設(shè)置18條軌道，軌道上設(shè)置了90個(gè)可手動(dòng)移動(dòng)的軌道滑車，單點(diǎn)提升機(jī)(電葫蘆)懸掛在這些滑車上，因此單點(diǎn)提升機(jī)可在18條鋼制軌道上靈活手動(dòng)移動(dòng)或更換軌道。燈光設(shè)計(jì)人員可以任意組合這些單點(diǎn)提升機(jī)，同時(shí)配置可拆卸的燈光專用組合燈架與單點(diǎn)提升機(jī)及軌道滑車配合使用，根據(jù)節(jié)目需求，組成不同結(jié)構(gòu)的造型。給使用這個(gè)演播室的節(jié)目編導(dǎo)、燈光設(shè)計(jì)人員、舞美設(shè)計(jì)人員充分的創(chuàng)作空間和自由度，最大限度發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)造力。

為了配合這種新穎的吊裝方式，配備了獨(dú)具特色的上收纜系統(tǒng)。通過(guò)單獨(dú)的電機(jī)控制電纜的升降，并且上收纜系統(tǒng)有上、下限位，同時(shí)電纜與燈架連接處在運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)下所受力不影響電纜使用安全、性能及壽命。當(dāng)電纜與燈架連接后，上收纜電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到非工作狀態(tài)，電纜的上升與下降隨同控制燈架的單點(diǎn)提升機(jī)同時(shí)進(jìn)行。同時(shí)配有60套方便接線了流動(dòng)數(shù)字轉(zhuǎn)接盒，配合上收纜裝置使用。

E03演播室演區(qū)采用的單點(diǎn)提升機(jī)設(shè)備可單控，也可多臺(tái)集中控制運(yùn)行(集中控制運(yùn)行不少于16臺(tái))，采用信號(hào)控制方式控制單點(diǎn)提升機(jī)設(shè)備(電葫蘆)升降。

考慮到設(shè)計(jì)師的造型需求主要集中在演播室中間區(qū)域，所以我們?cè)谡麄€(gè)演播室采用點(diǎn)陣式吊掛提升系統(tǒng)外，在演播室四邊設(shè)置了電動(dòng)鋁合金水平吊桿及電動(dòng)垂直吊桿共計(jì)28套，以滿足常規(guī)的掛燈需要。

圖2 吊掛設(shè)備布置圖Fig.2 Hanging equipment layout

由于設(shè)備層空調(diào)風(fēng)筒的原因，18條軌道無(wú)法在同一高度實(shí)現(xiàn)滑車的移動(dòng)，所以我們采用了分段式的處理，部分軌道敷設(shè)在設(shè)備層表面，設(shè)計(jì)了小推車進(jìn)行滑車的吊裝及移動(dòng)(如圖3、圖4所示)。

圖3 正常高度的軌道滑車Fig.3 The rail pulley with normal height

圖4 設(shè)備層表面的軌道滑車Fig.4 The rail pulley running on the equipment platform

目前大中型綜藝演播室吊掛系統(tǒng)除了E03演播室采用的電機(jī)可移動(dòng)的方式以外，還有采用電機(jī)固定安裝吊點(diǎn)可移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)吊桿以及一機(jī)多桿的多聯(lián)軸鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)吊掛系統(tǒng)(通過(guò)一臺(tái)吊機(jī)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的升降)等方式。根本目的都是為了提供一種更加方便靈活的吊掛方式，這也是未來(lái)大中型演播室吊掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)控制及管理系統(tǒng)

燈光網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)以其安全可靠、大容量的信息傳輸能力得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。E03演播室燈光控制系統(tǒng)采用了以太網(wǎng)和DMX512相結(jié)合并存的設(shè)計(jì)，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)/DMX轉(zhuǎn)換器)、光纖交換機(jī)、隔離分配放大器組成，DMX通道為2048路。這樣設(shè)計(jì)即保證大型節(jié)目有足夠的信號(hào)傳輸能力，可以擴(kuò)展，又可以在制作一些中小型節(jié)目時(shí)非常方便、快速地利用現(xiàn)有的2048個(gè)DMX通道進(jìn)行信號(hào)連接。同時(shí)兩套信號(hào)系統(tǒng)也可以互為備份，當(dāng)一套信號(hào)系統(tǒng)有故障時(shí)由另外一套系統(tǒng)承擔(dān)起節(jié)目制作任務(wù)。

演播室內(nèi)主干網(wǎng)采用雙環(huán)光纖網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸。以光纖作為傳輸媒介，將設(shè)在燈光控制室、燈光設(shè)備間、燈柵層處的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)中繼柜相互連接。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)柜至演播室內(nèi)各處節(jié)點(diǎn)的信號(hào)傳輸采用帶屏蔽的6類線。進(jìn)口光纖交換機(jī)具有高端疊堆功能，系統(tǒng)端口分配更加嚴(yán)密、緊湊，完全解決系統(tǒng)端口冗余問(wèn)題，這樣，既滿足當(dāng)前的使用要求，又為將來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)、擴(kuò)展留有冗余和充分的余地。

群內(nèi)演播室調(diào)光控制臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，具有全程跟蹤備份功能，可瞬間無(wú)間斷切換，保證演出正常進(jìn)行。

2.4 調(diào)光控制系統(tǒng)

由于新臺(tái)址E03演播室從設(shè)計(jì)之初就決定常規(guī)燈具全部采用LED燈具，故不再配置傳統(tǒng)調(diào)光立柜。配置新型可控智能直通柜，由調(diào)光臺(tái)控制電源模塊直接輸出直通電源。同時(shí)，通過(guò)調(diào)光模塊和直通模塊的互換，也可以實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換，滿足傳統(tǒng)熱光源燈具的使用。

可控智能直通柜通過(guò)以太網(wǎng)和控制臺(tái)聯(lián)系，可控智能直通柜顯示面板上可反映立柜的工作狀況和各回路的運(yùn)行，得到柜體的各種狀態(tài)，參數(shù)和反饋信息。按照演播室所在區(qū)域及空間位置，可控智能直通柜在設(shè)置時(shí)采用一體化設(shè)計(jì)方式。

E03演播室設(shè)置主備調(diào)光控制臺(tái)、電腦燈控制臺(tái)，同時(shí)為了靈活編輯燈光場(chǎng)景設(shè)置流動(dòng)控制臺(tái)。主備臺(tái)型號(hào)規(guī)格配置可完全相同，控制臺(tái)具有DMX512接口，以太網(wǎng)接口；支持Art-Net或ACN燈光網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(或可以方便升級(jí)到未來(lái)統(tǒng)一的燈光網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)；同時(shí)具備可擴(kuò)展控制更多通道的能力。

2.5 燈具設(shè)備

由于LED燈具具有綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能、安全、長(zhǎng)壽等技術(shù)特點(diǎn)，所以E03演播室在設(shè)計(jì)之初就考慮采用LED燈具。但是100 W或200 W LED燈具在總光通量上存在不足，不能滿足800 m2演播室8～10 m投射距離的需要，所以我們把目光放在了當(dāng)時(shí)剛上市不久的300 W LED聚光燈上。為了能夠替代目前大型演播室常用的2 000 W熱光源聚光燈，我們對(duì)市面主流的幾款300 W LED聚光燈做了光效測(cè)試。

1)測(cè)試時(shí)間。2013年4月。

2)測(cè)試方法。分別測(cè)試目前市面上主流的幾款300 W LED聚光燈及2 000 W 熱光源聚光燈，分別測(cè)試其投射距離為8 m及10 m處的有效光斑直徑及照度，并計(jì)算光通量。將其與2 000 W 熱光源聚光燈數(shù)據(jù)做對(duì)比，得出是否滿足需要的結(jié)論。

3)測(cè)試設(shè)備。如表1所示。

表1 測(cè)試設(shè)備Table 1 Test equipment

4)測(cè)試結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果可以看出，市面上主流300 W LED聚光燈的光效均已優(yōu)于傳統(tǒng)2 000 W熱光源聚光燈，所以可以滿足需要。同時(shí)顯色指數(shù)Ra也基本大于90，可以滿足電視演播室節(jié)目制作需要(見(jiàn)表2)。

表2 測(cè)試結(jié)果Table 2 Test result

由于現(xiàn)代大型演播室大量LED屏幕及燈箱的存在，且普遍為高色溫，為了平衡色溫，最終我們采購(gòu)了80臺(tái)300 W LED高色溫桿控LED聚光燈。

3 演播室現(xiàn)狀

E03演播室從2013年8月投入節(jié)目制作以來(lái)，承擔(dān)了大量的節(jié)目制作任務(wù)。不管是采用單點(diǎn)提升機(jī)(電葫蘆)組成點(diǎn)陣式吊掛提升系統(tǒng)，還是采用以太網(wǎng)和DMX512相結(jié)合并存設(shè)計(jì)的燈光網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其易用性及靈活性都得到了節(jié)目制作人員的認(rèn)可。近年來(lái)制作了《豪門(mén)盛宴》《一槌定音》《2015賀歲杯系列賽》《非常6+1》等一系列大中型直播、錄播節(jié)目(如圖5、圖6所示)。

圖5 《國(guó)慶戲曲晚會(huì)》Fig.5 《The National Day opera gala evening》

圖6 《音樂(lè)告訴你》Fig.6 《Music tells you》

4 思考與建議

4.1 設(shè)備層設(shè)置獨(dú)立的燈光舞美層

目前的大型演播室在使用中普遍會(huì)遇到設(shè)備層各工種混用的狀況，設(shè)備層各工種設(shè)備、設(shè)施混雜，擁擠不堪，尤其是空調(diào)與消防設(shè)備。而且空調(diào)的風(fēng)筒或消防的管道及探頭時(shí)常會(huì)影響燈光吊掛系統(tǒng)點(diǎn)位的設(shè)置、鋼絲繩的運(yùn)行。反過(guò)來(lái)，燈光、舞美長(zhǎng)期在設(shè)備層操作作業(yè)也難免會(huì)對(duì)空調(diào)機(jī)消防設(shè)施有損害。為了改變這種狀態(tài)，在演播室建安設(shè)計(jì)時(shí)建議單獨(dú)設(shè)置一個(gè)燈光舞美層，供燈光、舞美、大屏幕等工種使用，改變目前的混亂狀況。

4.2 演播室的寬高比要合適

現(xiàn)代電視節(jié)目制作已普遍進(jìn)入高清時(shí)代，電視畫(huà)面比例為16∶9，在這種情況下，舞臺(tái)臺(tái)口寬度決定了演播室高度。如果舞臺(tái)臺(tái)口足夠?qū)挼茄莶ナ腋叨炔蛔?，這樣的演播室設(shè)計(jì)是不合理的。同時(shí)演播室長(zhǎng)度也應(yīng)與演播室寬度相協(xié)調(diào)適應(yīng)。根據(jù)中廣電廣播電影電視設(shè)計(jì)研究院《高清演播室環(huán)境配置要求研究》建議，綜藝演播室長(zhǎng)寬尺寸建議值及天幕高度推薦值如表3所示。

表3 綜藝演播室長(zhǎng)寬尺寸建議值及天幕高度推薦值Table 3 Recommended value of studio length,width and velarium height

4.3 演播室的噪聲問(wèn)題

演播室的噪聲問(wèn)題一直是影響節(jié)目質(zhì)量的一大頑疾。很多演播室由于設(shè)計(jì)缺陷，底噪就已超過(guò)了噪聲許可標(biāo)準(zhǔn)，更不論使用了大量燈具及大屏幕等設(shè)備之后。建議在今后的演播室建設(shè)之初就將噪聲問(wèn)題重點(diǎn)考慮，使其不影響節(jié)目制作。

[1] 電視演播室燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范：GY 5045—2006[S].2006.

[2] 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50052—95[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1996.

[3] 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50054—95[S]. 1996.

[4] 舞臺(tái)燈具光度測(cè)試與標(biāo)注：WH/T 26—2007[S].2007.

[5] 中廣電廣播電影電視設(shè)計(jì)研究院. 高清演播室環(huán)境配置要求研究[R].2010.

[6] 趙建平，王京池，朱悅.光源顯色性對(duì)電視圖像色彩還原的影響[J].照明工程學(xué)報(bào)，2015, 26(4):11-17.

[7] 羅曉霞，劉 佳，榮浩磊. LED 舞臺(tái)照明燈具的性能測(cè)評(píng)研究[J].照明工程學(xué)報(bào)，2014, 25(1):115-120.

2017湖南省照明科技論壇圓滿舉辦

2017 年4月28日，2017 湖南省照明學(xué)會(huì)年會(huì)暨第一屆三次會(huì)員大會(huì)、2017 湖南省照明科技論壇在長(zhǎng)沙華美達(dá)酒店落下帷幕。來(lái)自湖南省 13 個(gè)市州縣(市)的城市建設(shè)管理部門(mén)的負(fù)責(zé)人和來(lái)自全省各地設(shè)計(jì)院、科研單位、城市照明管理單位、生產(chǎn)廠家、經(jīng)銷商、施工企業(yè)的 102 個(gè)會(huì)員單位的 256 名代表以及來(lái)自21個(gè)省內(nèi)外照明生產(chǎn)企業(yè)的負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員參加了會(huì)議。參加會(huì)議總?cè)藬?shù)超過(guò) 350 人。中國(guó)照明學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)高飛參加了大會(huì)并致辭。

Discussion on Lighting System Design for Large and Medium-Sized Variety Studios

TAN Lei

(China Central Television，Beijing 100020，China)

Taking CCTV E03 studio as example, this paper has introduced lighting system design for large-and-medium-sized variety studios. Considering the usage characteristics, emerging changes and trends, power distribution, hanging, signal control, dimming control and light equipment have been elaborated. Finally, discussion and suggestion are presented according to the practical problems.

lighting system；dot-matrix hanging system；network control; management system；LED light; studio; dimming control

J9,TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2017.03.007