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调光网络技术及展望

2004-10-27 凌俊 湖北电视台经济频道 依马狮网


    电视灯光是一门依赖技术和设备的艺术,离开了设备,将一事无成。为此,舞台灯光界对科学技术的进步特别予以关注并具有一种独特的敏感。如1879年爱迪生发明电灯,1881年舞台上开始使用电灯照明;1958年发明可控硅元件,60年代初就有了可控硅调光器;更令人不可思议的是在上个世纪70年代初就出现了计算机灯光控制台。在当前网络技术大行其道的局面下,灯光控制业同样不甘寂寞,也在探索搭建自己的网络系统。
    其实,舞台灯光本来就是一个控制回路众多的复杂电流系统。这也是灯光系统较早出现数字化调光台的原因。在1990年左右,调光台的控制信号逐渐统一为DMX512信号。随着技术的发展和对灯光艺术性要求的不断提高,在电视舞台上出现了大量的效果灯具,这些效果灯具和一些舞台器械也都采用了DMX512信号。控制这些效果灯具和舞台器械占用了大量的通道,通常的解决办法是使用专门的调光台。这就出现了一台大型晚会上出现5、6台调光台同时工作的情景。这么多调光台同时工作,控制信号的精度和同步都是一个令人头疼的问题。随着计算机技术的发展,使得众多灯具和器械统一在一个大型调光台下成为可能。这也是灯光控制业发展网络的初衷。在本世纪初,有的电视演播室已经出现了所有吊杆都布有DMX512信号接口的情况,调光台的控制信号经由各种分配器到达吊杆,再连接到灯具上,从而构成DMX512控制网。严格来讲,这种DMX512网并不是现代意义上的计算机网络,原因是除了调光台所在的接入点外,其他接入点并不具备发送数据的能力——因为传统上不需要灯具发送数据。
    真正的灯光控制网络是将包括灯光控制台、调光器、自动灯具、换色器等在内的各种灯光设备用网络技术连接起来,使灯光系统的运行更可靠、便捷,管理更科学、高效。一个典型的灯光控制网络结构如图:

调光网络技术及展望

    这是一个较简单的示意图,DMX节点用来在网络信号和现在广泛使用的DMX信号之间做信号转换。以上的网络化灯光控制系统至少具有以下优点:
    1.通过网络达到控制全备份,这是灯光控制业发展网络的基本目的之一。最早人们采用两台计算机一主一备的形式,当主电脑发生故障时转由后备电脑工作。这种工作方式的缺陷是转换的过程中会出现黑场。后来出现了热备份技术,就是两台调光台同时工作,输出的信号经过一个DMX512信号选择器按大者优先的方式输出到调光立柜或其他智能灯具。这种系统解决了转换的过程中出现黑场的问题,但又在控制回路中引入了新的器件和不稳定因素,如果信号选择器发生故障系统依然会失去控制信号。网络化灯光控制系统彻底解决了这个问题。通过合理的选择网络拓扑结构,可以作到网络化灯光控制系统中每一个重要的控制点都有多条回路连接到网络上,这就避免了因为某一关键器件故障引起的控制信号中断情况,从而真正达到了控制全备份的目的。
    2.远程控制,多点控制。这种情况带来的好处是明显的。因为任意控制点的信号都传到整个网络,这就意味着调光台可以布置在任何一个控制点上而不影响信号的传递。现代计算机技术的发展又使得调光台能够控制更多的回路。这样人们很自然就想到使用一台调光台控制多个演播室的灯光,从而大大节约成本。在调光时,又可以在最合适的控制点接入调光台,便于提高工作效率。
    3.对设备实行网络监控。控制网络使连接在网络上的各个不同厂商的智能化设备间实现智能双向通信,使灯光控制台和其他控制设备具有发现链路上的各种中间设备和终端设备的能力,进而对其配置、监视和管理。使用网络后,可以在控制台上直接设置调光柜或电脑灯的起始地址;可以实现“即插即用”,即在系统中可随时加入新的设备,系统会自己搜索、配置,投入运行;新的电脑灯接入后,可以直接从灯上下载灯的控制资料,不必再到制造商的网站下载或手动编制灯库。通过与互联网的连接,也使得灯光设备的远程教学、诊断和维护成为可能。真正的实现24小时及时服务。
    4.离线编程与信息资源共享。前面已经提过,网络灯光控制系统并不仅仅是传统的调光控制系统,调光控制信号、舞台机械控制信号、各类灯光监控信号等等都送到网络上,各类设备各取所需。这就允许在网络上连接多台计算机,运行各种各样的软件,共享信息资源。
    5.系统易扩展和升级。这是网络的固有特性。我们可以很方便的通过网络集线器或交换机把分布在不同地点的子网连接成一个大的网络,也可以通过增加或改用关键设备改变控制目的,提高控制性能。
    当然,网络化的路不是一步走完的。网络化的灯光控制系统当前面临的最主要问题就是网络灯光控制协议的统一。目前已出现了很多能通过网络进行控制的灯光设备,但不同厂家有各自不同的网络协议,互不兼容。尤其是几个主流调光设备厂商,出于竞争和确保自身利益的需要,其产品的网络协议不对外开放,用户如果需要安装网络灯光控制设备,必须全套购买一个厂商的所有设备,承受高昂的价格,严重制约了网络化灯光控制系统的推广与发展。
    统一的网络灯光控制协议将打破这种大厂商的垄断局面,让众多中小厂商的产品可以和大型厂商的设备在同一平台上平等竞争,这必然导致一些网络灯光设备,如通用的DMX节点、视频监控节点等价格会大幅下降。这将给终端用户和灯光工程的承包商带来直接好处。因此,统一的网络灯光控制协议的出现将直接推动灯光工程、尤其是网络灯光工程的发展。
    另外,灯光控制系统还应最大限度地利用现有的成熟网络技术和网络设备。这样用户不必再用高昂的价格去购买那些灯光网络专用的路由器、集线器或网络诊断工具等等。同时通过购买通用网络设备,用户可以直接享受新的网络技术发展带来的好处。例如新出现的无线网络接口和无线路由器,用户可以直接到各地的电脑市场进行采购,配制成无线控制网络,而不必高价购买专用无线灯光控制网络设备。将来随着灯光控制系统的网络化,通过局域网和因特网,设备制造商还可以实现24小时网络在线服务和几个专业人员的巡访,让用户享受到最完善及时的售后服务。 
    目前比较有希望的是ACN(先进网络控制)协议。ACN是ESTA正在制定的多用途网络控制协议。由于ESTA下属的TSC(技术标准委员会)是美国国家标准协会(ANSI)授权制定娱乐业技术设备安全和兼容性标准的机构,由其制定的标准有一定的合法性和权威性。ACN标准正式批准后将是美国国家标准协会的ANSI E1.17标准。ACN协议的筹备工作大约从1996年9月开始,目前已完成标准文本的起草。
    ACN标准的制定工作起步较早成型较晚,但标准的起点较高,对系统的兼容性和发展的前瞻性考虑较多、较全面,因此得到较多制造商的支持。ACN标准面向娱乐业多种设备的网络控制,不仅仅局限在灯光控制,因此其标准的名称为《娱乐技术-多用途网络控制协议组》,全套共6个文件。ACN协议以目前广泛使用的主流网络传输协议TCP/IP为基础编制,并不是一个独立的控制网络。ACN希望用户除了一些灯光专用的设备外,可以最大限度地利用现有成熟的各种网络控制设备。从ACN的名称(先进控制网络)和其设计框架中不难发现,它并没有刻意强调其在调光、甚至灯光上的应用,而是放在娱乐系统控制这一更广阔的背景中去描述。统一传统的调光设备、各种效果灯具,取代DMX协议仅仅是ACN的一个前期目标,之后布光控制设备、舞台机械设备等等也同样可以运行在ACN网络平台上;最后,可能的话,将音频、视频和多媒体设备再集成进来,形成娱乐系统的完整平台,一个集大成的统一网络,这是娱乐系统在网络平台上的发展方向,虽然它不一定就是ACN。从这个发展方向来看,要求我们能跳出传统灯光设备的限制,站在更高的角度规划控制系统的网络方案,挑选或生产更适合的网络设备。
    综上所述,将来一个网络化的电视演播室中,各种灯光设备只需通过集线器或交换机线互连接,无需其他的协议转换设备,在每一根吊杆上的不应是前述中昂贵的DMX节点,而应是价格低廉的网络集线器,只有这样用户才能真正享受到网络带来的工程布线上的好处,这也是灯光工程将来的发展方向。

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