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調光網絡技術及展望

2004-10-27 凌俊 湖北電視臺經濟頻道 依馬獅網


    電視燈光是一門依賴技術和設備的藝術,離開了設備,將一事無成。為此,舞臺燈光界對科學技術的進步特別予以關注并具有一種獨特的敏感。如1879年愛迪生發明電燈,1881年舞臺上開始使用電燈照明;1958年發明可控硅元件,60年代初就有了可控硅調光器;更令人不可思議的是在上個世紀70年代初就出現了計算機燈光控制臺。在當前網絡技術大行其道的局面下,燈光控制業同樣不甘寂寞,也在探索搭建自己的網絡系統。
    其實,舞臺燈光本來就是一個控制回路眾多的復雜電流系統。這也是燈光系統較早出現數字化調光臺的原因。在1990年左右,調光臺的控制信號逐漸統一為DMX512信號。隨著技術的發展和對燈光藝術性要求的不斷提高,在電視舞臺上出現了大量的效果燈具,這些效果燈具和一些舞臺器械也都采用了DMX512信號。控制這些效果燈具和舞臺器械占用了大量的通道,通常的解決辦法是使用專門的調光臺。這就出現了一臺大型晚會上出現5、6臺調光臺同時工作的情景。這么多調光臺同時工作,控制信號的精度和同步都是一個令人頭疼的問題。隨著計算機技術的發展,使得眾多燈具和器械統一在一個大型調光臺下成為可能。這也是燈光控制業發展網絡的初衷。在本世紀初,有的電視演播室已經出現了所有吊桿都布有DMX512信號接口的情況,調光臺的控制信號經由各種分配器到達吊桿,再連接到燈具上,從而構成DMX512控制網。嚴格來講,這種DMX512網并不是現代意義上的計算機網絡,原因是除了調光臺所在的接入點外,其他接入點并不具備發送數據的能力——因為傳統上不需要燈具發送數據。
    真正的燈光控制網絡是將包括燈光控制臺、調光器、自動燈具、換色器等在內的各種燈光設備用網絡技術連接起來,使燈光系統的運行更可靠、便捷,管理更科學、高效。一個典型的燈光控制網絡結構如圖:

調光網絡技術及展望

    這是一個較簡單的示意圖,DMX節點用來在網絡信號和現在廣泛使用的DMX信號之間做信號轉換。以上的網絡化燈光控制系統至少具有以下優點:
    1.通過網絡達到控制全備份,這是燈光控制業發展網絡的基本目的之一。最早人們采用兩臺計算機一主一備的形式,當主電腦發生故障時轉由后備電腦工作。這種工作方式的缺陷是轉換的過程中會出現黑場。后來出現了熱備份技術,就是兩臺調光臺同時工作,輸出的信號經過一個DMX512信號選擇器按大者優先的方式輸出到調光立柜或其他智能燈具。這種系統解決了轉換的過程中出現黑場的問題,但又在控制回路中引入了新的器件和不穩定因素,如果信號選擇器發生故障系統依然會失去控制信號。網絡化燈光控制系統徹底解決了這個問題。通過合理的選擇網絡拓撲結構,可以作到網絡化燈光控制系統中每一個重要的控制點都有多條回路連接到網絡上,這就避免了因為某一關鍵器件故障引起的控制信號中斷情況,從而真正達到了控制全備份的目的。
    2.遠程控制,多點控制。這種情況帶來的好處是明顯的。因為任意控制點的信號都傳到整個網絡,這就意味著調光臺可以布置在任何一個控制點上而不影響信號的傳遞。現代計算機技術的發展又使得調光臺能夠控制更多的回路。這樣人們很自然就想到使用一臺調光臺控制多個演播室的燈光,從而大大節約成本。在調光時,又可以在最合適的控制點接入調光臺,便于提高工作效率。
    3.對設備實行網絡監控。控制網絡使連接在網絡上的各個不同廠商的智能化設備間實現智能雙向通信,使燈光控制臺和其他控制設備具有發現鏈路上的各種中間設備和終端設備的能力,進而對其配置、監視和管理。使用網絡后,可以在控制臺上直接設置調光柜或電腦燈的起始地址;可以實現“即插即用”,即在系統中可隨時加入新的設備,系統會自己搜索、配置,投入運行;新的電腦燈接入后,可以直接從燈上下載燈的控制資料,不必再到制造商的網站下載或手動編制燈庫。通過與互聯網的連接,也使得燈光設備的遠程教學、診斷和維護成為可能。真正的實現24小時及時服務。
    4.離線編程與信息資源共享。前面已經提過,網絡燈光控制系統并不僅僅是傳統的調光控制系統,調光控制信號、舞臺機械控制信號、各類燈光監控信號等等都送到網絡上,各類設備各取所需。這就允許在網絡上連接多臺計算機,運行各種各樣的軟件,共享信息資源。
    5.系統易擴展和升級。這是網絡的固有特性。我們可以很方便的通過網絡集線器或交換機把分布在不同地點的子網連接成一個大的網絡,也可以通過增加或改用關鍵設備改變控制目的,提高控制性能。
    當然,網絡化的路不是一步走完的。網絡化的燈光控制系統當前面臨的最主要問題就是網絡燈光控制協議的統一。目前已出現了很多能通過網絡進行控制的燈光設備,但不同廠家有各自不同的網絡協議,互不兼容。尤其是幾個主流調光設備廠商,出于競爭和確保自身利益的需要,其產品的網絡協議不對外開放,用戶如果需要安裝網絡燈光控制設備,必須全套購買一個廠商的所有設備,承受高昂的價格,嚴重制約了網絡化燈光控制系統的推廣與發展。
    統一的網絡燈光控制協議將打破這種大廠商的壟斷局面,讓眾多中小廠商的產品可以和大型廠商的設備在同一平臺上平等競爭,這必然導致一些網絡燈光設備,如通用的DMX節點、視頻監控節點等價格會大幅下降。這將給終端用戶和燈光工程的承包商帶來直接好處。因此,統一的網絡燈光控制協議的出現將直接推動燈光工程、尤其是網絡燈光工程的發展。
    另外,燈光控制系統還應最大限度地利用現有的成熟網絡技術和網絡設備。這樣用戶不必再用高昂的價格去購買那些燈光網絡專用的路由器、集線器或網絡診斷工具等等。同時通過購買通用網絡設備,用戶可以直接享受新的網絡技術發展帶來的好處。例如新出現的無線網絡接口和無線路由器,用戶可以直接到各地的電腦市場進行采購,配制成無線控制網絡,而不必高價購買專用無線燈光控制網絡設備。將來隨著燈光控制系統的網絡化,通過局域網和因特網,設備制造商還可以實現24小時網絡在線服務和幾個專業人員的巡訪,讓用戶享受到最完善及時的售后服務。 
    目前比較有希望的是ACN(先進網絡控制)協議。ACN是ESTA正在制定的多用途網絡控制協議。由于ESTA下屬的TSC(技術標準委員會)是美國國家標準協會(ANSI)授權制定娛樂業技術設備安全和兼容性標準的機構,由其制定的標準有一定的合法性和權威性。ACN標準正式批準后將是美國國家標準協會的ANSI E1.17標準。ACN協議的籌備工作大約從1996年9月開始,目前已完成標準文本的起草。
    ACN標準的制定工作起步較早成型較晚,但標準的起點較高,對系統的兼容性和發展的前瞻性考慮較多、較全面,因此得到較多制造商的支持。ACN標準面向娛樂業多種設備的網絡控制,不僅僅局限在燈光控制,因此其標準的名稱為《娛樂技術-多用途網絡控制協議組》,全套共6個文件。ACN協議以目前廣泛使用的主流網絡傳輸協議TCP/IP為基礎編制,并不是一個獨立的控制網絡。ACN希望用戶除了一些燈光專用的設備外,可以最大限度地利用現有成熟的各種網絡控制設備。從ACN的名稱(先進控制網絡)和其設計框架中不難發現,它并沒有刻意強調其在調光、甚至燈光上的應用,而是放在娛樂系統控制這一更廣闊的背景中去描述。統一傳統的調光設備、各種效果燈具,取代DMX協議僅僅是ACN的一個前期目標,之后布光控制設備、舞臺機械設備等等也同樣可以運行在ACN網絡平臺上;最后,可能的話,將音頻、視頻和多媒體設備再集成進來,形成娛樂系統的完整平臺,一個集大成的統一網絡,這是娛樂系統在網絡平臺上的發展方向,雖然它不一定就是ACN。從這個發展方向來看,要求我們能跳出傳統燈光設備的限制,站在更高的角度規劃控制系統的網絡方案,挑選或生產更適合的網絡設備。
    綜上所述,將來一個網絡化的電視演播室中,各種燈光設備只需通過集線器或交換機線互連接,無需其他的協議轉換設備,在每一根吊桿上的不應是前述中昂貴的DMX節點,而應是價格低廉的網絡集線器,只有這樣用戶才能真正享受到網絡帶來的工程布線上的好處,這也是燈光工程將來的發展方向。

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