内蒙古广播电视台大型综艺演播室灯光工程设计思路

郝煜

【摘 要】 介绍内蒙古广播电视台1 400 m2综艺演播室的灯光系统设计思路与实施细节，阐述了当下主流大型电视演播室 灯光技术的发展现状和主要特点，结合使用经验，描述控制系统网络的设置。

【关键词】 演播室灯光；LED灯具；吊挂系统；控制系统；网络

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2016.10.008

【Abstract】Through the introducting design ideas and specific implementation details of 1 400 m2 studio lighting system in Inner Mongolia radio and television， this paper expounds the present development situation and the main characteristics of lighting technology in large TV studio ， and the author described the experience to control in the configurationuse of networksystem.

【Key Words】studio lighting； LED luminaries； hanging system； control system； network

内蒙古广播电视台（以下称本台）新媒体大楼大型演播室灯光工程于2014年基本完成。其主要包括：1 400 m2、800 m2综艺演播室各一个，和一个主要制作访谈节目的400 m2演播室。其中，400 m2演播室将利用现有同样为400 m2的旧演播室的吊挂和灯具等设备进行改造。1 400 m2和800 m2演播室设计建造思路基本一致。所以本文主要对1 400 m2演播室灯光系统进行论述。

早在2007年，中广电广播电影电视设计研究院就已经在土建蓝图基础上完成了各演播室的灯光设计。笔者及部门同事对其内容仔细分析研究，并咨询、考察了同时期的多个新建演播室后，认为：设计内容详尽、科学可靠，但由于设计时间较早，新技术使用不多，改进空间很大。

1 灯具部分

在广电技术飞速发展的今天，不能只考虑今天使用得很好，更要想着以后几年甚至十几年不落后、能够用。幸运的是，我们赶上了灯光技术的一次重大突破与转型——LED灯具的快速发展。它更节能环保、红外热辐射更少、更耐用，更有取代镍钨灯丝常规灯具的趋势。优点很多很多，但大功率白光LED灯具（300 W以上，这也正是大型演播室中要用到的）技术不成熟，电视录制要求的各项指标不令人满意（它还在发展、完善和转型的过程中）。选用LED灯具，虽然看似只是灯具选型的不同而已，却会连带改变整个设计中的很多内容：电力会减少很多负载、复合吊杆上的接口要改变、传统硅箱会被放弃、甚至灯控室也不会是以前的样子了。所以，才会在设计之初确定这个方向。经过认真而漫长的论证，得出结论：目前LED灯具作为常规灯的代替产品，只有功率为200 W以下的灯具已经成熟，因为其色温、显色性、亮度以及散热等指标已经能满足电视节目录制的要求，而且产品质量也有可靠的保证。目前，中央电视台和各省台的新闻访谈类节目已广泛使用。而大功率的LED灯具（360 W～480 W）只有少数电视台在尝试。如某省台2 000 m2演播室选用200 W LED聚光灯作为观众区照明，测试距离14 m，照度300 lx以上，也需要大量的侧光和逆光做补充，而舞台面光则是以电脑灯为主的基础照明，由此带来大量的电脑灯使用，造成设备投入和维护费用的增加。某些电视台使用进口的LED灯（360 W）做基础照明，但费用十分昂贵。也有的电视台和剧院选用国产的大功率LED，但在灯体散热和输出光质等主要技术上，国产灯具还有待突破。考虑到包括中央台和多省台的新建演播室仍然选用传统的聚光灯作为基础照明，为此在本台新建1 400 m2演播室中仍然使用传统的2 kW、3 kW镍钨聚光灯和2×1 kW双反射柔光灯作为舞台和观众席基础照明，spot图案电脑灯、wash染色灯、LED染色灯作为效果光使用。而新建的小型演播室300 m2、120 m2、100 m2和网络互动直播室使用小功率（100 W左右）LED聚光灯、LED平板灯。

2 吊挂系统

1 400 m2演播室吊挂系统还是以传统的多功能复合吊杆为主，吊杆除保持原有的调光回路、直通回路、四路DMX512信号接口，为了方便接入越来越多使用的数字信号设备，新加了一路网络接口。吊杆线槽设计后盖，可以方便地翻起查看线路和更换插座（见图1），灯杆线槽强电与弱电分开走线。另外，对于新出现的旋转灯杆、能折叠的蝶形灯架、旋转灯排等吊挂设备，选择了较为适用的侧、后方旋转灯排（见图2）。还设置了55个单机吊点和160 m桁架 。最终，1 400 m2演播室吊挂系统总体以多功能复合水平吊杆结合单机吊点下的铝合金桁架作为主要的机械悬挂装置，避免了水平吊杆的单向投射角度局限性，可根据不同的节目调整灯光布局，体现了方便和实用原则（见图3）。

3 控制系统

3.1 吊挂控制系统

吊挂控制系统是控制吊杆的升降和传统灯具的水平、俯仰、聚焦三动作，一般是一个独立的系统，将主控制台安装在一个可以观察到现场所有吊杆的位置上。操作控制台分为固定式电脑控制台和掌上移动式控制器（让操控人员可以到舞台和观众席上现场操控，对系统进行控制）。电脑控制台控制软件为图形化操作界面（与演播室实际吊杆、灯具布置图纸一致），可显示每台设备的管理信息、编号、运行位置（见图4）；同时，控制系统采用位置闭环控制，可以检测出吊杆升降的高度，吊杆位置可以预先设定，控制台可自动控制吊杆升降到指定位置，各个吊杆位置可按场景记忆和调出。还设置应急操作按钮，遇到系统失控时，能够迅速切断吊挂系统电源。

3.2 常规灯调光控制系统

主要由数字调光台strand VL3000通过DMX512或以太网信号控制调光硅柜实现常规灯灯光编程和亮、暗的控制。调光硅柜采用调光与直通组合模块，通过控制台，可根据节目布光的需要方便地切换为直通或调光回路。另配有若干直通模块，可直接替换硅柜的调光模块，也可实现一样的功能，作为控制信号故障时的备份。

3.3 电脑灯控制系统

选用德国进口MA2控制台，其性能成熟、功能强大，是当下业内认可的主流控制台之一，更主要的是它对网络的支持非常全面，几乎支持所有的灯光控制信号网络协议，这为今后演播室内录制不同类型的节目和接入各类型设备提供了保障。信号传输采用闭环形式的以太网络和DMX512兼有的控制方式，通过交换机、解码器等设备，将DMX512和以太网信号分配在每道吊杆上。考虑到灯控室位置不能很好地观察到现场，还在全景位置安装了网络摄像头，以方便操作员编程、调光。

4 各种信号的合理分配

从机械到模拟，从模拟到数字，现在信号传输已经来到了网络时代。不是单纯用网线代替了各种类型的信号线，而是通过使用网络设备配合优化的传输协议提高数据传输（不再是以前的单向而是双向传输）速度和距离，提高系统扩展能力和可靠性。整个网络负责传输多种信号，包括常规灯控制信号、电脑灯控制信号、吊挂控制信号等。考虑到本台实际情况，一步到位使用全网络系统不现实，故采用主干用以太网长距离传输，通过中继站分配、转码到各个终端使用点。整个演播室配置以太网信号和DMX信号两种控制信号并行传输。DMX信号满足了当前的使用要求，以太网又为将来的系统升级、扩展留有充分的余地。当网络传输发生故障时，还可紧急启动DMX512传输信号，以保证主控制信号的接收。同时，通过光缆可与800 m2演播室联通，两个演播室选用同一型号调光台实现相互备份。

灯光网络控制信号中继站设置三个站点：灯光控制室信号中继站、调光硅室信号中继站、灯栅层信号中继站。各中继站配置DMX信号调配柜、以太网/DMX信号解码器、无线路由器、网络交换机等。厂家配置的信号解码器每台提供2 048通道（4个DMX512口）双向网络/DMX转换，可将网络交换机直接传输的以太网信号与DMX信号相互转换，从而在任一有网口处可增加DMX通道。

利用计算机网络资源，还能够实现演播室网络资源共享，计算机系统可实现文件的共享，同时可以通过计算机网络与国际互联网的连接，方便系统在网上简易实现系统升级和远程诊断维护（见图5）。

根据该系统设计方案和本台使用习惯，对重要的网络部分进行了针对性设置，以充分实现系统功能并方便使用。要求不同厂家的设备（包括吊挂控制、电脑灯控制、硅箱、摄像头等）信号，只要接入网络就必须提供确切的IP地址，避免设备冲突给系统安全和稳定性带来影响。这一点看似理所应当，但实际施工时往往会被忽略。由于系统中涉及很多不同提供商的设备，各自安装施工流程和习惯不同，在互不告知的情况下多数会按照设备默认IP地址进行安装调试。分别使用时都正常，但参与到全系统时问题就来了。事先就把不同类别设备分类划出地址区间并留出余量，是正确的解决办法。比如吊挂控制设备在192.168.2.*段，网络摄像头在192.168.1.*段，常规灯的硅箱和电脑灯的编解码设备在192.168.0.*段。

考虑到各种灯具可能由同一控制台控制，将硅箱信号和电脑灯信号设置在了同一地址段，基于它们的网络编解码设备共同支持的Art-net协议，对1 400 m2、800 m2演播室相关设备的网络解码DMX512端口号进行了如下设置：1 400 m2常规灯硅箱占用DMX端口 0、1、2；800 m2常规灯硅箱占用DMX端口 3、4；800 m2电脑灯占用DMX端口6～13；1 400 m2电脑灯占用DMX端口14以后（见图6）。

这样的设置基于几点考虑：首先，由于1 400 m2和800 m2在功能上要实现互相备份，物理上就通过光纤将两演播室信号联通，所以，所有通过解码出来的DMX信号口必须是独立、不重复的。其次，由于常规灯硅箱的信号控制系统相对固定，设置不会经常改变（网络硅箱信号接口设置界面见图7），将两个演播室的这部分端口号排在前面，给后面的电脑灯接口留出灵活的改变空间。而且在strand VL3000和MA2控制台上，这些改变很容易实现，可随时更改DMX端口数量和端口号（以1 400 m2演播室信号设置为例，两控制台设置见图8）。

5 使用情况

自2013年第一次录制节目开始，两演播室已不定期录制了如《创业内蒙古》、《这是我的家乡》等多档栏目和大型综艺节目。其中在1 400 m2制作的2015年蒙、汉春晚是第一次对系统完整的检验（见图9）。虽然不是直播节目，但为了测试系统，还是用MA2的分用户方式进行了主备控制台操作。其中控制台1控制基础光设为主台，控制台2控制效果光设为备台，第三台预先存好应急cue进行总的应急备份。

设备信号连接方面：在舞台各处和设备层使用了多台便携信号解码器，设计好每个的起始地址用网络统一控制。使用了6个单机吊点分为两组提升顶部桁架及设备。最终，制作过程和节目完成质量基本验证了系统可行性与稳定性。同时，也发现了一些不足：在制作灯具数量多、灯位不固定的不同栏目时，这种以太网与DMX512并存的系统，每次录制前期要更改DMX512信号解码器设置、位置，大量的线路转接与跳线，给施工、维护带来不便。多种类型信号节点的存在，也增加了传输方面的不确定性。根据笔者之前对多家省台大型演播室的走访，此期间建设的演播室大都存在这样的情况。希望业界同仁就改进的系统发文，供大家学习交流。