中国教育电视台大型演播室数字化灯光系统

【摘 要】介绍中国教育电视台1 300 m2演播室数字化灯光系统方案，包括灯光吊挂系统、灯具设备、控制系统等，分析 了系统的技术特点。

【关键词】 电视演播室；数字化灯光系统；吊挂系统；控制系统

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.10.002

【Abstract】The author introduced the digital lighting system solution of the 1 300 m2 studio in China Education Television， including rigging system， lighting feature， control system. The technical characterstic of the system is also analyzed by the writer.

【Key Words】TV studio； digital lighting system； rigging system； control system

1 工程概况

中国教育电视台国家教育新媒体平台二期建设——第二步高校创意总部基地项目，于2009年11月开始深化设计、施工建设，项目选址在北京市亦庄开发区汽车会展中心内。该项目于2010年8月开始施工，2011年12月正式投入使用。

新媒体演播室灯光系统为本项目的工程之一，它包括：技术区的1 300 m2演播室、700 m2演播室、500 m2新媒体多功能厅、144 m2动漫建模演播室及网络直播室共5个演播室，设备含灯光吊挂及灯具设备、数字化布光控制系统、数字化调光控制系统、阻燃电缆布线等。

本文针对1 300 m2演播室（以下简称“本演播室”）数字化灯光系统进行介绍。本演播室建成于2011年，灯具选用的是传统灯具。

2 灯光系统功能定位及设计指标

本演播室为大型综合性演播室，建成后满足多种节目形式要求，如大中型综艺节目、会议、戏曲、访谈、知识竞赛及颁奖活动等电视节目的直播、录播等。

本演播室灯光系统实测指标为：平均照度：演区舞台平均白光垂直照度≥1 500 lx；色温：3 200 K；显色指数Ra≥90。

3 灯光吊挂及灯具设备

本演播室土建尺寸为36 m（长）×36 m（宽）×15.3 m（结构下弦高）。演播室灯光吊挂方案为全部采用多功能水平吊杆和垂直吊杆的吊挂形式，并预留多个单机吊点，使用简洁、便于维护（演播室土建平面、剖面图见图1）。

3.1 水平吊杆

多功能水平吊杆布置按全景区设计，不分演区和观众区，吊杆间距均为2.4 m，灯光效果阵列整齐。当演播室的表演区根据节目制作和导演的创意变化时，演播室多能功能水平吊杆均可满足需求，吊挂各类灯具（水平吊杆平面、剖面图见图2）。

每台多功能水平吊杆设有多重安全保护，包括：上、下限位保护；防冲顶保护；松断绳保护；电气上具有欠压、过流、过载保护；选用高质量的航空钢丝绳，保证安全系数大于10。

3.2 星空幕布

为了增加演播室录制画面景深，在演播室舞台区设置了一道“U”型黑色星空幕布，每平方米有6～7颗白光LED，具有较好的一致性、优秀的显示效果，增加演区摄像景深（星空幕实景效果见图3）。

3.3 单机吊点预留挂钩

在演播室上空灯栅层上设置48个单机吊点预留挂钩，间距尺寸均匀设置，方便电动葫芦吊挂各类异型桁架（单机吊点平面布置见图4），既能吊挂各种重型景片，也可以吊挂灯光桁架等设备，为制作特殊效果打下了技术基础，为灯光、舞美设计师提供更多的灯光布置形式和更大的创作空间。

3.4 吊杆的控制回路

每台多功能水平吊杆设置4个调光回路和2个直通回路、3路DMX 512控制回路及4个机械控制回路，均可吊挂机械动作灯具、LED灯具、电脑灯等效果器材。并且演播室墙面分别设置15个3×32A调光插座箱和2×32A+3×DMX 512直通插座箱，满足演播室地面流动设备电源使用，演播室灯栅层平面4台桁架调光、直通转接柜，每柜分别设置15个调光回路、15个直通回路，及DMX 512控制回路，为桁架吊挂效果设备提供电源及控制信号。整个演播室共设置285路调光回路和180路直通回路。

3.5 灯具方案

本演播室基础照明灯具采用112台3 kW三动作机械聚光灯和15台0.9 kW×4冷光杯柔光灯。三动作聚光灯灯体采用铝合金压铸件与挤压型材为主体，各零部件模具化制作，具有良好的兼容性，每台灯具部件均可通用。该灯的电动机械控制采用磨擦阻尼技术，灯具的水平、俯仰、调焦三动作均可电动控制和手动控制两种模式，方便使用。0.9 kW×4冷光杯柔光灯光源主要采用透红外冷光反光杯泡，以杯泡为发光体，具有温度低、灯具效率高的优点。每0.9 kW为单联，采用18个杯泡串联的方式连接，光线均匀、柔和、舒适。光源寿命长达4 000 h，为普通卤钨灯泡的10～20倍。

演播室普照灯具色温选用3 200 K标准，显色指数Ra≥90。2 000 W聚光灯为例，距测试黑幕聚光时中心照度为12 000 lx，光斑直径1.37 m，散光时中心照度2 100 lx，光斑直径6.6 m，聚散照度比达6：1。

4 数字化布光、调光控制系统

4.1 数字化布光控制系统

数字化布光控制系统采用了集散式控制系统构架，使系统结构非常简单，各吊杆控制器和灯具控制器全部通过一根串行通讯电缆相连，各控制器用拨码开关设定地址，最大控制容量达65 535点，为演播室控制留有扩展空间（数字化控制系统见图5）。该系统具体有以下特点：

（1）采用先进的变频调速技术：系统中配备了进口变频器，吊杆的起动和停止采用升降速控制，运行平滑，彻底避免了对吊杆和灯具的冲击；

（2）位置闭环控制：本系统中电机上装有位置编码器，可以测出吊杆升降的高度，与控制电路配合构成吊杆的位置闭环控制系统，吊杆位置可以预先设定，电脑控制台可自动控制吊杆升降到指定位置；

（3）具备返错功能：电源过压、欠压、电机堵转、缺相、过流等故障信息以及吊杆高度、限位状态等运行参量能返送回电脑控制台，使操作人员能及时了解系统运行情况和排除运行故障；

（4）控制方式多样化：吊杆运动速度可调，多台吊杆可以集控，也可以按不同的速度和方向同时运动；

（5）应急系统：手动控制台具有应急手动控制功能，当本控制系统遭遇黑客或病毒侵袭、系统意外死机、中心控制系统出现致命故障时，可启用手动应急控制台，可直接控制各舞台设备，对吊挂及机械灯具进行简单半自动操作。

4.2 数字化调光控制系统

本演播室调光台、调光硅柜等均采用数字化设备，组成数字化调光控制系统。其中，96路数字化调光硅柜3台，每路6 kW，柜体可液晶显示中文操作界面，触发精度为1 024级，15条调光曲线，双数字化控制模块动态热备份，每个调光回路可设置为调光方式、可控过零直通及紧急直通，可控硅、扼流圈、空气开关等采用优质进口器件。该数字化调光硅柜经过了相关认证和检验测试等。

5 系统技术特点

本演播室数字化灯光系统的设计、施工，充分满足中国教育电视台实际需求，在常规系统基础上优化设计，并且对相关方面进行技术创新，在施工中运用的施工方法及工艺，主要包括：

（1）为了满足演播室节目周期性录播、直播要求，数字化布光控制系统可将多功能吊杆按A节目布光需求进行控制操作，达到布光要求，并将控制文件存储。下个周期再进行A节目的拍摄时，数字化布光控制系统可一键操作，按存储文件调出各个吊杆记忆位置，方便、快速操作。

（2）数字化布光控制系统在主电脑控制台基础上，利用无线网络技术，增加无线掌上电脑（PDA）对多功能吊杆进行控制；操作人员可在演播室内任意位置用PDA控制，PDA控制软件为图形化操作界面，直观易用。

（3）在演播室内预留信号插口，在常规控制系统基础上优化设计，可实现任意一台笔记本电脑，可并入演播室的数字化布光控制系统内，达到控制多功能吊杆的目的。

（4）本演播室数字化灯光系统中调光硅柜采用网络型柜体，具有反馈监控功能，可监控每回路工作状态，显示每路输出电流、开关状态、调光插件温度、风扇状态、故障历史记录等，可将监控信息反馈到调光台上，使灯光操作人员及时掌握相关信息，对故障及时判断。

本演播室自工程竣工投用以来，系统运行良好，得到业主方高度赞扬，其灯光效果也得到了国内同行和观众的一致好评；演播厅不仅承担最热门的《非诚勿扰》、《职来职往》、《非童小可》、《成长不烦恼》等一系列综艺节目的录制，而且曾作为文博会分会场的一部分和全国云大会的主会场。

作者简介：

张伟，北京星光影视设备科技股份有限公司工程设计部经理，曾参与多家省市电视台的演播室灯光及配套设备的设计工作。