舞台用LED屏的应用形态及存在问题

常世昌，左俊岐，杨志红，胡慧峰

（山西省艺术科技研究院有限公司，山西 太原 030001）

舞台用LED屏是舞台演艺装备的后起之秀，以亮度高、色彩丰富、动态显示、便于拆装的模块化结构等特点，得到广泛应用。LED屏的分类以显示色彩可分为单色屏、双基色屏、全彩屏（三基色屏）；以使用环境可分为室内屏和室外屏；以安装方式常见的有落地式、吊挂式、镶嵌式、支撑式、支柱式、安装在机械设备上的运动式、铺装在地面的地砖屏、悬挂在顶部的天幕屏等。

在舞台应用方面，LED屏替代传统的手绘布景、喷绘布景、幻灯布景等，丰富了舞美效果，提高了演出的艺术感染力。笔者归纳了常规、异形LED屏在剧场、电视演播厅和大型演出活动的应用形态，以及LED屏与新技术的融合应用，探讨了在舞台应用中存在的问题。

1 LED屏在舞台应用上的发展

LED屏在舞台上的应用可以追溯到30多年前。1988年，山西省合成材料舞台美术研究所研制的微机控制舞台字幕显示装置，所显示的文字为每一个字16×16点阵，屏幕呈竖向排列，每屏显示7个汉字。演出时，显示屏放在舞台两侧，演员演唱时技术人员操作计算机使其同步显示唱词。这种装置改变了以往“幻灯字幕”亮度低、远离舞台观众视角变动大的缺点，获得了国家专利[1]，得到了推广应用。1994年，浙江舞台电子技术研究所（现浙江舞台设计研究院有限公司）研制的舞台字幕机，使用红绿两种发光二极管，可显示红、绿、橙三种光色，最大可显示32×32点阵的汉字[2]。属于前一种字幕机的换代产品。

在高亮度蓝色发光二极管问世之前，LED屏只能显示红色、绿色、橙色，应用在剧场仅限于字幕屏和会标屏。

1993年日本日亚株式会社的中村修二在名古屋大学赤崎勇与天野浩师徒成果的基础上研制出了高亮度的蓝光LED，由此获得了2014年度的诺贝尔物理学奖。蓝光LED研制成功的重要意义是使制成LED白光照明灯成为现实，并且为制造全彩LED屏提供了条件，被誉为爱迪生之后的第二次照明革命。虽然蓝光LED的研制成功为制造全彩LED屏提供了条件，但并不等于有了技术成熟的产品，LED屏的商品化更是需要一个过程，还有需要解决的一些技术难点：（1）由于半导体芯片技术参数的离散性，即使同一品牌同一批次同一档次的LED产品在同样的工作条件下也存在亮度偏差和色度偏差的问题；（2）功耗、散热和噪声问题困扰LED屏的发展；（3）像素间距与图像分辨率的问题，以及图像闪烁、反伽玛修正、图像增强与噪声抑制、降低成本和售价等问题。随着LED芯片技术、驱动IC、控制等技术得到快速发展，新技术推广应用迅速，上述显示屏的技术问题逐步得以解决，全彩LED显示屏逐步发展成为一种新的大型终端显示装置。

随着LED屏技术的逐步发展,各项技术性能得到进一步提高：无风扇散热技术降低了显示屏的工作噪声；逐点校正技术的应用减小了显示屏像素的亮度差和色度差；模块化结构拼装结构设计提高了显示屏应用的灵活性，为使用者提供了更大的创意实现空间；控制电路和软件能够根据节目内容快速变换画面，极大地增加了显示屏的艺术表现力。因此，使得LED屏在舞台上的应用逐步推广开，中央广播电视总台（简称“央视”）2004年星光大道舞台上就使用了LED屏[3]。在2008年北京奥运会开幕式中，由LED地砖屏组成的长147 m、宽22 m的大型画轴（图1），具有一定的防水能力和机械强度，可在其上踩踏。自此，LED屏成为舞美设计的重要元素，掀起了在各类演出中应用的热潮。之后，研发出透明LED屏（“冰屏”），其透光率高达85%，突破了传统LED屏对场景空间营造形成的设计限制。2018年平昌冬奥会闭幕式上演的“北京八分钟”采用多项高科技，其中，24块透明LED屏（图2）的出现让观众惊呼不已。还有一种新型的可弯曲的柔性LED屏，模块采用柔性的PCB板和底壳，可在一定范围内弯曲，适合用于圆柱形、圆球形或其他弯曲形显示屏，助力舞美创新表达呈现。

2 LED屏在剧场舞台上的应用

LED显示技术改革了原有舞台布景的形态，颠覆了传统的舞台艺术手段，舞台整体设计与LED显示内容相融合，使得舞台中的背景环境动态化，丰富和拓展了艺术表达的形式与内容，更加生动逼真，增加了表演氛围；与此同时，在视觉感受上无形中扩大了舞台的表现空间，有助于观众产生共鸣，具有强烈的时代气息，深受观众们的喜爱。

现在，中国的剧场舞台多是镜框式。一般情况下，显示屏被安放在舞台后部位置用来作演出背景，形状以长方形为主，如图3所示，用于显示节目所需要的图像、代替传统天幕。不少地方剧种基层院团和一些省级以下演出单位常常采用这种形式，优点是价格相对低廉，简单灵活，拆装方便，便于流动演出。

LED屏作为舞台上一种新的表现手段，以其丰富的表现性和再现性与其他舞美手段结合，既能够创造出真实、浪漫的情境氛围，又能够创造出充满诗情画意的意境。特别是其场景画面变化自如，一会儿可以是写实的空间，一会儿可以是充满动感的写意的氛围。如吉剧《狼妻》，整个舞台无布景，场景的提示和气氛的渲染完全来自于LED屏（图4），一是体现戏剧内容，显示屏表现神话传说上天入地的离奇情节，而传统布景很难完成其时空表现；二是完整的舞台空间，为身怀绝技的演员提供了施展空间，体现出脱胎于二人转的新兴剧种吉剧的表演艺术风格及活力；三是装台施工便利，流动性大的演出，用LED屏的好处显而易见，带个U盘几乎能解决所有节目的舞美需要。

图1 北京奥运会开幕式LED地屏呈现的大型画轴

图2 平昌冬奥会闭幕式上的“冰屏”

图3 置于舞台后部的背景屏（杂技《竹林欢歌-抖杠》）

图4 吉剧《狼妻》

在镜框式舞台上单纯使用背景屏的不足之处是，位于正面观众观看的效果较好，两侧的观众会看到演员处在显示屏的背景外面，甚至出现“穿帮”现象，视觉效果有违和感。采用显示屏加宽，并呈弧形的办法，如图5所示，可以在一定程度上改善上述问题。在采用大面积弧形显示屏时，应注意LED屏表面对声音的反射系数要尽量小，以免大面积的弧形表面反射声音破坏剧场的声场。

把显示屏面设计为U型可以进一步改善两侧观众的视觉效果（图6），U形屏可以改善两侧观众的视觉效果，但U形屏两端不宜伸出过多，以免影响演员的上下场。另一种办法是在背景屏（或弧形屏）的两侧设置一对或几对辅助屏，如图4、图7所示，中间的屏称为“主屏”，两侧的辅助屏称为“副屏”，主、副屏可以连贯地显示同一幅画面，也可以显示不同的画面。副屏可以与主屏平行设置，起到传统舞台条幕的作用，还会从视觉上产生纵深感。副屏也可以与主屏呈一定角度向两边展开，呈现包围的形态，让演员犹如身临其境，扩大了舞台演区的视觉感。

3 LED屏在央视舞台（演播室）的应用

由于观众视角的原因，剧场舞台上不适宜使用LED地屏，另外由于舞台表演区上部各种灯具的悬挂，为安装天幕屏带来不便。这些困难在电视演播厅都不是问题，演播厅里，摄像机具有灵活的机位、多变的视角，无论显示屏在哪个方位，都能把绚丽的图像呈现给电视机前的观众。

进入21世纪，大型LED屏在央视逐渐成为综艺、歌舞、晚会等娱乐性节目中不可缺少的表现形式，无论是规模还是创新运用，持续升级，总能带给观众强烈的震撼效果。

图5 弧形LED屏（歌剧《马向阳下乡记》）

图6 U形LED显示屏 （舞剧《大禹》）

图7 LED屏在剧场舞台上的主屏、副屏应用方式

图8 2012年央视春晚LED屏的应用场景

2010年的央视春晚舞台被各种LED屏覆盖，形成立体的演出环境。2012年的央视春晚由板块组成的巨大“T”形舞台，板块能通过人工控制升降。地面、顶棚、舞台侧幕及背景，全部由LED屏组成，总共有圆环型的2块大型LED屏、304座LED升降台、4根LED景柱以及LED天幕屏等，并结合移动、升降的平台结构，能随时根据节目需要变化，如图8所示。如节目表现高山场景，则台面上的LED屏通过升降形成高低起伏差，并配上山石的影像，背后的LED屏为远山影像，天幕屏呈现天空的影像，共同构成了一个立体、逼真、虚实结合的舞台空间。这种设计打破了舞台晚会的传统的格局，给人以“破墙推框”的感觉。这种被各种LED屏幕覆盖的舞台，既是开放型的舞台，也是动态型的舞台，在视觉空间自由的变换中，晚会的节奏连贯紧凑、一气呵成，多彩绚丽，千娇百媚，产生了静态舞台所难以展示的韵律。2021年，央视春晚使用的LED屏总面积达4 691 ㎡，融合前沿技术手段，打造焕然一新的视觉效果，赋予观众沉浸式视听享受。以演播大厅中心为圆心布置成环形屏；在观众席后区和上方，由154块屏构成超高清大屏幕，与舞台主屏、地屏和装饰冰屏融为一体，构成一个穹顶演播空间，如图9所示，向世界展现了一幅春晚的“全景图”。

4 异形LED屏的应用

LED显示屏的一个特点是模块化结构，这种结构的优点是可以随意拼接成所需要的面积或形状，因此，显示屏并非一定是呆板的方形、长方形，也可以是所需要的其它平面外形，还可以拼接为任意的非平面形状。如弧形屏、圆柱形屏等，或者是球形、环形以及其它不规则体。

4.1 金字塔形LED屏

2010年第九届中国艺术节开幕式文艺晚会的舞台上，设计了一个金字塔形LED屏，开幕时，可整体向下倾斜，再向上升起，屏幕中间有可打开的门，如图10所示。

4.2 山峦形LED屏

2018年11月3日晚，在鸟巢举行的网易云音乐“国风极乐夜”，其舞台造型，以中国传统水墨画风格的绵延起伏山峦为主题。主屏、侧屏、返送屏都是山川状，配合中央开合LED屏、升降台LED屏作视觉传达的主要载体，如图11所示。其中，开合LED可以分拆为6道竖屏单独呈现，LED开合屏通过运动，可以形成不同组合造型。

4.3 环形与项链形LED屏

图12为2009年俄罗斯莫斯科欧歌赛舞台，由多个模块1 120 ㎡的环形LED屏环绕中心舞台，每个模块可单独移动、旋转、分开。图13为2017年欧歌赛的舞台视觉形象，LED屏的设计灵感来自乌克兰的传统项链，外形设计为拱形，仿佛一条巨大的项链悬浮在舞台上空[4]。

图9 2021年央视春晚LED屏的应用场景

图10 金字塔形LED屏

图11 山峦形LED显示屏

图12 环形LED屏

图13 项链形LED屏

4.4 龙形的LED屏

LED屏模块化拼接的方式让舞台造型更加清晰、多变，是当下展演活动中常用的一种造型手段。如浙江卫视2017跨年演唱会，用LED屏包裹构成“龙图腾”造型作为视觉中心，LED灯带勾勒龙的轮廓[4]，如图14所示。“龙图腾”造型可旋转，龙鼻处可吐“云烟”。

5 LED屏的创意及新技术的融合应用

LED屏成功占据舞美设计中的主角位置，可与演出内容联动，形成连续波动的情绪流，增强观众的视觉体验。而随着演艺市场的逐步成熟，传统单一以LED屏为背景的舞美已无法满足观众的审美需求。

在演出实践中，有经验的舞美设计师结合剧本的内容，利用LED屏的“创意”设计，往往会带来出奇的舞台演出效果。LED屏与新兴技术的融合也成为目前舞美设计与呈现的主流趋势，LED屏与舞台机械、机械臂、投影等手段的融合，能更好地助力“创意”实现，使舞台呈现更燃、更爆、更具冲击力，视觉体验更加震撼。

5.1 手持六边形LED屏

图15是一款来自日本的创意LED屏系统，采用六边形设计，LED芯片安装在超轻框架的表面，通过表演者单手操作组合出任意造型，通过无线控制系统将视频信号分配至相应的LED模块，最终显示出完整的视频画面。

5.2 可升降、倾斜、旋转的LED舞台

对舞台进行充分的利用和大胆的革新，扩大舞台的表现手段。在以视觉艺术统领艺术表现的当下，仅依靠传统舞美手段已不能适应观众的审美需求，须由舞台装置和多种技术手段共同呈现。舞剧《千手观音》制作了一块巨大LED屏幕作为“画面”，长12.5 m、宽9.5 m、重达17 吨，配合一个巨大LED“画框”，如图16所示。“画面”可升降、倾斜、旋转，是演员的主要表演区域(或可理解为主舞台)；“画框”可以倾斜、升降。

5.3 LED屏与机械装置

车台、升降台、吊挂等机械装置都可以装载显示屏，结合控制技术，产生出丰富多样的舞台效果。平昌冬奥会闭幕式8分钟文艺演出中使用了搭载透明屏的车台（见图2）。

(a)首先获得大量不同条件下的实验数据，再根据神经网络获得纸浆洗涤过程质量指标的数学模型，并进行在线校正。

过去应用于工业领域的高精度、机器手（俗称机械臂）如今也被应用于舞台演出，LED屏可以在机械臂的掌控下飞行、拼接、旋转，在舞台上空形成各种造型及画面，也可以置于演员的前后左右等任意位置，参与演出并与演员互动，还可代替大幕、条幕等。大型机械臂的使用，让LED屏不仅作为背景，而是参与到演出当中，使舞台成为变化万千的立体多维空间[5]。

2014年央视春晚除保留原升降台、LED屏等舞台设备，还应用了大型机械臂安装LED屏，采用了5台大型机械臂安装5块尺寸为7 m×3.5 m的LED屏，如图17所示，实现LED屏在演播大厅舞台上方空间的移动。

图14 龙形LED屏

图15 六边形LED显示屏

图16 舞剧《千手观音》舞台上的LED显示屏

图17 装有LED屏的机械臂

5.4 LED屏 + 全息投影

全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻象，还可以使幻象与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。2015年央视春晚中，李宇春被幻化出3个虚拟的李宇春，真假李宇春的互动表演使观众惊叹不已。这是采用的虚拟成像技术，将预先制作好的视频在铺设于地面的LED上播放，通过斜拉45°的透明全息膜把可见光折射到观众眼中（图18），就像人凌空出现在舞台上；至于4个“李宇春”之间的互动是人与视频节奏的相互配合。

5.5 LED屏 + AR结合的视觉互动

AR（增强现实）技术最早在2012年央视春晚中就有所应用，萨顶顶演唱歌曲《万物生》时，映入眼帘的绚丽景色即是AR合成的画面，创造的意境酷似爱丽丝丛林仙境的场景。2013年央视春晚中，孙俪、李健身处田野风光演唱《风吹麦浪》时出现的树木、蝴蝶也是应用了AR合成技术。至今，AR技术已连续9年登上春晚舞台，从最初的高清单机位AR，到现在的4K超高清多机位AR；渲染制作软件从最初传统的图形渲染到现在的“次世代”制作软件，质量不断提升。2021年央视春晚的节目中，共创作了二十多个AR场景，并首次尝试使用伸缩臂去展现AR效果，为春晚实体舞台增添了无法传达的空间变化。如，武术节目《天地英雄》的AR空间设计，利用垂直瀑布的高纵深场景和竹林云海、枫林长城等大景深AR场景，打造春晚舞台横向与远景的纵向空间效果，如图19所示。

《国家宝藏第三季》，现场16讯道的转传设备，4个虚拟机位，1个固定机位、1个摇臂，1个16 m的伸缩炮和30 m的电轨，组成了实现节目AR制作的“充分必要”组合。于是，带着“尘土”的秦陵铜车马（图20），身姿轻盈的虚拟国宝守护者九色鹿，飞奔而出的昭陵六骏等AR特效跃然屏上，既丰富了“盒子”的呈现形式，也为戏剧表演拓展了更大的表达空间。

图18 虚拟成像技术示意图

图19 2021年央视春晚《天地英雄》播出效果

图20 《国家宝藏第三季》带着“尘土”的秦陵铜车马

5.6 捕捉技术和3D实时成像技术的应用

LED显示技术在计算机和数字技术的发展下变得越发强大，利用雷达传感、Kinect传感，Realsence传感等交互传感工具，实现识别、跟踪、检测及合成等；利用交互内容设计工具实现声音与影像交互，创造出意想不到的舞台观感。

2012年央视春晚中，舞蹈《雀之恋》，利用动作捕捉等交互传感工具及应用软件，在演员呈现孔雀开屏姿态的同时，孔雀开屏的画面展现在显示屏上，与演员的舞姿浑然成了一体（图21），产生人与影像交互的艺术效果。2021年央视春晚的歌曲画卷节目中，在9块升起的LED升降台前，随着演员执笔挥毫起舞，LED屏上一幅中华锦绣山河画卷缓缓打开（图22），成功呈现了“人屏影像互动”的创意。

图21 《雀之恋》舞蹈演员与LED屏的互动

6 LED屏在舞台应用中需要注意的问题

6.1 技术与艺术结合

由上述内容可以看到，LED屏在演艺舞台上的应用，无论是在数量规模方面，还是在技术开发应用的深度广度方面，都不够均衡，存在电视演播厅优于剧场舞台，大型庆典活动或综艺节目优于地方传统戏曲节目的现象。出现这一现象的原因是多方面的，有节目内容方面的，有经济方面的，也有剧场和地方演出单位在技术方面匮乏的原因。

LED屏的研发、生产者应该考虑舞台演出的需要，充分发挥计算机的强大的控制能力，为演出单位提供方便调控亮度、色度、色温的、价格适中的产品。技术和艺术统一协调，使LED屏的运用为演出锦上添花。

6.2 贴合剧情内容精心制作

LED屏显示的内容应该随着节目内容而变化。一些演出单位以显示屏摆上了舞台为目的，不在显示内容上下功夫，随便从制作公购司买几张素材图片，节目内容和显示画面风马牛不相及，影响了节目的艺术感染力。

要避免这种现象，演出单位的舞美设计人员应紧跟时代发展潮流，在舞美设计经验的基础上，进一步学习与显示画面设计有关的专业知识。在设计之初，多与主创沟通，用心熟悉和理解节目内容，多与表演者磨合，对节目表演过程烂熟于心，才能做到挥洒自如，制作出与表演内容最为贴合的显示画面。

6.3 组建“大视觉”团队共同创作

基层演出单位虽然都有舞美设计师，但是可能会缺少基于计算机的多媒体艺术设计能力（包括图形、静态画面、动画、视频等）。如果去市场上委托专业设计公司设计，则接受委托的专业设计公司既不能深刻地领悟剧情的内涵、又难以把控剧情的节奏。这样设计出的作品很难有理想的艺术效果。

东莞广播电视台汤小畅认为：在舞美设计初期，组建“大视觉”团队共同开展创作工作。创作队囊括舞美没计、视频设计、灯光设计、节目编导等专业人员，让各工种的专业人员在创造伊始便深度参与其中，对每个确定的想法确保各层面技术的高度可执行性，更利于节目最终呈现时的一致性，能让各种艺术手段高度统一为一个目的，保证节目最终的视觉和艺术效果[6]。对于技术力量薄弱的基层演出单位，可以请专业设计公司的设计人员加入到创作团队中，共同参与设计工作。设计团队集中了各方人员可以充分考虑显示影像、光色、灯位等，对塑造演员形象的影响，做到显示屏画面和灯光形成有机的结合，达到符合剧情意境的、理想的舞台画面效果。

6.4 加强相关专业技能的培养

显示屏已经成了继舞台灯光、舞台音响、舞台机械之后的又一种重要的舞台演艺装备。基层演出单位的编导、演员、舞美等人员一般具有一定的艺术修养，却往往缺少专业技术方面的知识，缺少操控、维护和开发使用LED屏的能力。采用租赁人员的方法只不过是权宜之计，只有拥有自己的专业人员，才能应对图像设计、操控应用、与舞台灯光的配合等技术问题，使显示屏在节目演出中更大地发挥艺术魅力。

目前，一些相应高等院校的舞美专业中已经设置有数码绘画、计算机虚拟及数字影像技术一类的课程，一些尚未设置此类课程的院校中，如果能在舞美专业中增加与显示屏使用有关的课程，让学生掌握在舞台上存在有自发光元素参与的情况下，设计和调控舞台灯光的技巧；掌握用于交互表演的动态捕捉技术；掌握视觉特效设计技能，必然会受到广大基层演出单位的欢迎。

6.5 适合的就是好的

现在的大小演出，仿佛无屏不成景，在舞台后面正中立大屏已经成为演出的标配，屏的面积也是越来越大；两侧的副屏、条屏、舞台顶部的天幕屏、地面的地板屏……动辄“立体化”“全景化”，可谓是“铺天盖地”。但是，观众观看的毕竟是演员的表演，纷繁的动态画面无疑会削弱观众对演员主体的欣赏感受，脱离主题的背景烘托、喧宾夺主的展示、为显示而显示的画面只会分散观众的视线，成为舞台上可有可无的堆砌，引发非议。

对于舞台上LED屏的使用，中国舞台美术学会会长曹林教授讲到：我主张继承传统，言简意赅，虚实结合，因戏而为，风格多样，服务今人。我认为‘适应的就是好的’，不管是国家级院团的大型演出，还是这种基层院团的中小型演出，是否使用LED或投影这一类的新媒体手段，不取决于演出规模的大小，而是要看所演出的剧目是否有必要。”[7]

舞台演出的特性决定了显示屏为演员服务、为节目内容服务的从属地位，而不能喧宾夺主。无论是显示画面的亮度、色调、运动速度，都要服从节目整体氛围的要求，“用同一种语言”说活。

7 结语

笔者归纳了常规、异形LED屏在剧场、电视演播厅及大型演出舞台应用的方法和表现方式，以及LED屏与新技术的融合应用，仅是众多演出应用中的一部分。在相关科技人员努力下，必将有性能和技术指标更好的LED屏新产品提供给舞台使用。在演艺工作者的努力下，LED屏必将在舞台上发挥更大更好的作用。文章提到了显示屏在舞台应用中存在的一些问题，仅供有关人员参考。