第2章灯具汇总_1.pdf

20 第 2 章 灯具 灯具（Fixtures/Luminaires）由电光源、透镜、反光镜、光闸系统、图案片、滤色片、触发器、配套电源、控制接口、驱动电路及灯架、遮扉、灯勾等构成。由于所用光源的类型、功能和市场定位等不同，灯具的具体构造也不尽相同。在演艺舞台、电视演播室和影视外景拍摄中，用到的灯具种类繁多。按光线的聚散程度可分为聚光灯和泛光灯两大类；按功能和作用可分为照明灯和效果灯两类灯具；按控制方式分，有手动控制灯、机械控制灯、声控灯、程控灯等；而根据灯具出现的时间先后和技术含量的高低则可分为常规灯、电脑灯和多媒体数字灯三大类别。本章从灯具的构造、功能、特性和用途出发，对演艺舞台和影视照明中常用的灯具予以分类并介绍。2.1 聚光灯 从广义上讲，凡是具有聚集光线功能的灯具都可以称之为聚光灯(Spotlight），其种类远比泛光灯要多，比如螺纹透镜灯、平凸透镜灯、回光灯、成像灯、PAR 灯、摇头灯、追光灯等，都属于聚光类灯具。和泛光灯相比，聚光灯投射光斑集中，亮度高，光线方向性强，易于控制，光线存在会聚焦点，光斑大小和焦点位置可控。根据会聚光线的方式和原理不同，聚光灯有透射式和反射式两种，螺纹透镜灯和平凸透镜灯都属于用光学透镜会聚光线的透射式聚光灯，回光灯、成像灯、PAR 灯、摇头灯、追光灯等则属于用反光镜会聚光线的反射式聚光灯。透射式聚光灯中，螺纹透镜灯和平凸透镜灯在构造上的主要区别是所用透镜不同，螺纹透镜聚光灯采用外表现呈螺纹状突起的菲涅耳透镜会聚光线，平凸透镜聚光灯则采用平凸透镜会聚光线。本节所说的聚光灯是特指螺纹透镜聚光灯和平凸透镜聚光灯，这是舞台演出和电视照明中最为基础性的两种“常规聚光灯”。2.1.1 螺纹透镜聚光灯 螺纹透镜聚光灯简称螺纹灯，由于是采用菲涅耳透镜会聚光线，形成聚光效果，所以又叫菲涅耳透镜聚光灯(Fresnel Lens Spotlight），简称菲灯。菲涅耳透镜以发明了合成透镜的法国物理学家菲涅耳的名字命名，其内面呈网格状凹凸，外面则是类似同心圆的螺纹凹凸，所以又叫螺纹透镜。菲涅耳透镜的螺纹状凹凸结构对光线具有很强的散射作用，从而使光质变得柔软，光斑轮廓边缘柔和、模糊，特别适于演播室内的人物轮廓和侧面造型用光。菲涅耳透镜的外观和横断面结构如图 2.1 所示。20 螺纹灯的核心部分由光源、球形反射镜和菲涅耳透镜构成，如图 2.2 所示。改变光源所处的位置可改变光线的发散或聚合程度，如将光源置于菲涅耳透镜的焦点位置，理论上可形成平行光束。通常光源并不是放置于菲涅耳透镜的焦点处，而是处于略偏于透镜一侧的位置，以形成的是略微发散的光束。螺纹灯的光源一般采用石英卤钨灯（有时也叫石英灯、卤素灯），功率从几百瓦到几千瓦不等。1000W 以下的螺纹灯适用于小型演播室或新闻采访照明，中小型新闻演播室所用螺纹灯的功率通常为 1000W 到 2000W，更大功率的螺纹灯通常用于体育场馆、户外演出、外景及夜景拍摄的照明等。螺纹灯又叫电视聚光灯（TV Spots），其光线柔和，色温标准，是影视照明最常采用灯种之一。大部分螺纹灯及下面所要介绍的平凸透镜聚光灯通常在灯口前装有挡光板（Barn Door，又称遮扉，如图 2.3 所示），其作用是对光束进行“整形”，控制光线的照射区域，防止光线溢出到观众席或其它不需要的地方。图 2.1 菲涅耳透镜的外观和横断面 图 2.2 螺纹灯的主要构成 20 图 2.4 是常见螺纹灯的外观，注意其透镜的螺纹状凹凸，这是区别于其他聚光灯的主要特征。2.1.1 平凸透镜聚光灯 平凸透镜聚光灯（Plano-Convex Lens Spotlight，有时简称 PC Spot、PCs 或干脆就叫 PC）采用平凸透镜会聚光线，形成聚光效果。平凸透镜的一面为平面，另一面呈球形凸起，所以叫平凸透镜。平凸透镜聚光灯具有很强的聚光和透光能力，其光斑轮廓清晰，光线亮，光质硬，光束集中，光斑轮廓处的漫射光线少，适于在舞台上作局部照明、突出细节及渲染气氛。和螺纹灯一样，调节其光源的相对位置，即可改变光线的发散程度，从而控制照射光斑的大小。平凸透镜聚光灯的功率也是从几百瓦到几千瓦不等，根据照射目标的远近，可通过改变焦距控制光斑的大小。平凸透镜聚光灯在中小型演播室中较少采用，在演艺舞台上也逐渐被光效更高、光斑更亮的回光灯取代。平凸透镜的横截面轮廓及平凸透镜聚光灯如图 2.5 所示。和螺纹灯相比，平凸透镜聚光灯透镜上没有螺纹状凹凸，其它构造基本一样。是螺纹聚光灯和平凸透镜聚光灯投射的光斑效果，不难看出二者在亮暗、软硬及光斑轮廓方面的差异。由于螺纹聚光灯的光线柔软，光斑轮廓处的亮度是逐渐变化的，所以在演艺舞台上也经常将这类聚光灯叫做柔光灯或软光灯，其真正含义是“产生柔光效果的聚光灯”，而不是后面所说的泛光类灯具，虽然泛光灯发出的也是柔光。在演艺舞台上有时候将平凸透镜聚光灯简称聚光灯，所以将螺纹灯称作柔光灯的另一个“好处”是可以更好地把这两种常规聚光灯区别开来。图 2.3 螺纹灯上的挡光板 图 2.6 两种聚光的光斑差异 20 2.2 回光灯 回光灯（Reflected Light）是一种通过反射镜对光线进行反射而形成光束效果的反射式聚光灯，和前面采用透镜会聚光线的两种透射式聚光灯相比，在同等条件下，其亮度更高，光质更硬，光束感更强，射程更远。回光灯的灯口处无透镜，光源发出的光线经光源后方的椭球反射镜(Ellipsoidal Reflector)反射，形成强烈的光束，投向目标区域。根据光束的分布状态，回光灯有硬反射和软反射两类。硬反射式回光灯的反光镜经光学抛光后再经真空镀铝而成，没有漫反射现象，反射效率极高，和平凸透镜聚光灯相比，光质更硬，光斑的轮廓更清晰，其投射范围和光线强度可调，特别适于大型演艺场所的远距离照明或作为演员的面光。软反射式回光灯通常采用高纯铝反射器，反射面经柔光处理，表面形成的微粒层可产生漫反射作用，因而光线柔和、均匀，多用于一般的综艺舞台及外景拍摄照明。回光灯的光源多为卤钨灯，偶而采用金卤灯，功率从几百瓦到几千瓦不等。由于回光灯的光束很强烈，安装使用时要远离易燃物体，另外调整光束时也要注意会聚焦点的位置，不要使其落在纸质或布质的物体上面，以免引起燃烧现象，没有特别必要，不必将焦点调得太实，可以使其适当发散一点。和透射式聚光灯相比，回光灯结构简单，价格低廉，维护方便，但光斑亮度的一致性较差中心区域常常会有一个俗称黑芯的暗光区域，这是由于光源处于反光镜的前方，对光线的反射形成一定程度的遮挡，一般情况下在灯口处加一环状挡板使光线向中心区域聚拢一下即可减轻或消除这一现象，当然这样做的代价是牺牲了部分光线照度。生活中以灯泡作为光源的手电筒，也有类似的缺点，光斑亮度不均匀，特别是中心区域往往亮度较暗或干脆呈现为光线死区，这是因为手电筒的结构和原理跟回光灯是基本一样的，因此完全可以将手电筒看成是一种小型的“手持式”回光灯。由于回光灯的灯口前没有透镜，甚至也没有起保护作用的平板玻璃，所以为了防止光源爆炸产生的碎片危及人身安全，在使用时通常都在灯口前加有防护网罩。回光灯的灯口前可以通过加装换色器投射各种彩色光线。和回光灯适配的换色器所采用滤色纸强度一般，因此，灯口前加上换色器后，仍然需要安装防护网罩。多数回光灯都有两层挂件槽，里面一层用来挂装防护网，外面一层挂换色器。2.3 成像灯 成像灯（Imaging Light）又称轮廓灯或椭球聚光灯，所用光源及功率与上述几种灯具差不多，并且像回光灯一样可产生非常明显的光斑轮廓。成像灯的光学系统由椭球形反光镜、光源和两块平凸透镜构成，在第二焦点前方还可插入遮光片及图案片，通过变换不同造型的遮光片（又称切光片），即可组合出方形、菱形、三角形等不种形状的造型光斑，通过插入不同形状的图案片还可在舞台地面、墙面或景片上投射出不同轮廓的图案花纹。成像灯的构造及成像原理如图 2.8 所示。成像灯上两片背靠背放置的平凸透镜并不是用来会聚光线，而是用来改变光斑的大小。20 真正起聚光作用的是位于光源后方的椭球形反射镜，所以成像灯又叫椭球聚光灯。另外，由于成像灯可以把图案片的轮廓投射出去，所以又叫轮廓灯（Profile Spotlight）或成型灯。有些成像灯还具有可调节光斑大小和光线强弱的光圈，也可在灯口处插入不同色彩的滤色片（一种称为凝胶体的耐高温有机透明色板），改变投射出的光线色彩。成像灯中的图案片及其产生的投影轮廓示例如图 2.9。成像灯由美国 ETC(Electronic Theatre Controls)公司首创，原名是 Ellipsoidal Reflector Spotlight，意为椭球反射镜聚光灯，缩写是 ERS，在北美叫 ERSes 或 ETC，在欧洲叫 Profile Spotlights，在我国叫成像灯。成像灯一般采用铸铝灯体，体积小，重量轻，无漏光现象，主要用处有二：一是在舞台上代替回光灯或平凸透镜聚光灯作远距离、高强度的局部照明，二是在场景空间中形成不同形状、不同颜色的光斑或几何图案。图 2.10 是外观上比较典型的两款成像灯，图 2.11 是某欧洲品牌的两款叫做 Profile Spotlight 的成像灯。2.5 PAR灯 PAR 灯(PAR Light)这一名称来自 Parabolic Aluminized Reflector Light 的缩写，意为镀铝抛物面反射灯，顾名思义，这也是一种反射式聚光灯，和前面所说的回光灯、成像灯类似，只是其反射镜是经镀铝处理的抛物面形状（回光灯和成像灯的反射镜也是经镀铝处理的，区别是其形状为椭球形）。PAR 灯的光源一般也是卤钨灯或金卤灯，功率从几十瓦到上千瓦不等。和回光灯、成像灯稍有不同的是，PAR 灯更小巧轻便，造价低廉，经久耐用。由于 PAR灯的形状多为长筒状(有长筒和短筒两种)，可产生固定的光束，所以又称筒子灯或光束灯，图 2.9 成像灯中的图案片及其“成像”效果 图 2.10 常见的成像灯外观 图 2.11 欧洲某品牌轮廓灯 20 灯口处带有透镜的 PAR 灯，可以调整其光束角的宽窄，形成极窄光束聚光（Very Narrow Spot：VNSP）、窄光束聚光（Narrow Spot：NSP）、中光束泛光（Medium Flood：MFL）和宽光束泛光（Wide Flood：WFL）等光线效果。由此可见，PAR 灯虽然被认为属于聚光灯，但有时也可以作为泛光灯来使用。PAR 灯在灯口处可加装滤色片，投射各种彩色光束。PAR 灯的应用领域很广，从大型剧场、综艺演播室到流行音乐演唱会和一般的商业演出，都有它们的身影。由于 PAR 灯体积小巧，结构简单，所用光源的功率也相对较小，因此很少“形只影单”地出现在舞台上，而是将多个 PAR 灯形成一排或一个阵列，为舞台“增光添色”，渲染场景气氛，创造色彩氛围。常见的 PAR 灯型号有 PAR64、PAR56、PAR36 等，数字部分表示灯口的直径，每一个数字单位表示一英寸的八分之一，即型号中的数字除以 8 就是口径的英寸数，比如 PAR64的口径为 8 英寸（20cm），PAR56 的口径为 7 英寸（17.5 cm），PAR36 的口径为 4.6 英寸（9.2 cm）。PAR16 由于由于口径远小于常规标准，在北美，有些剧场灯光人员将其“亲切地”称作小鸟（Birdies）。还有一种采用 AC 灯泡的 PAR 灯。AC 是 Aircraft（飞机）的缩写，是飞机上用的一种灯泡，其额定电压为 58V，功率为 28-250W，所以用 220V 的电网供电时，需要将 4 个 AC灯泡串联起来使用。将 4 个 AC 灯泡装于 PAR64 灯筒内就构成了最早的“采用 AC 泡的 PAR灯”，其特点是光窄，亮度高，照射距离远。除了上述“传统”PAR 灯外，采用 LED 固态光源的 PAR 灯正越来越多地投入使用。由于采用了自聚光型的 LED，所以 LED PAR 灯不再需要抛物面反射镜会聚光线，从这一点上讲，已经超出了 PAR 灯的原有含义，只所以还叫 PAR 灯，是因为沿用了 PAR 灯的口径规范并保持了其小巧、轻便、价廉等特点。另外，“标准”的采用抛物面反射镜的 PAR 灯，其光斑是椭圆形的，而 LED PAR 灯的光斑是圆形的，其色彩变化是通过不同色彩的 LED 光色混合而形成，不再像传统 PAR 灯那样需要外加滤色片。图 2.15 是两款采用 LED 光源的短筒PAR64 灯。2.6 追光灯 图 2.15 LED PAR64 灯 20 追光灯（Followspot/Trackspot）也是一种采用椭球反光镜会聚光线的反射式聚光灯，其亮度高，焦距长，射程远，具有清晰明亮的光斑，常用于照亮舞台上某一重点形象或追踪动态对象，具有突出局部、强调重点、吸引观众视线及渲染场景气氛等作用，适用于综艺表演、婚礼庆典等场合。追光灯大多具有调光、换色、变焦、频闪等功能。机械式追光灯的光学部分一般由光源、椭球形反射镜、遮光片及光圈组件、固定镜头与变焦镜头等构成（也有没有任何透镜的简易追光灯 绝大多数追光灯采用的光源是金卤灯，个别小功率的追光灯采用卤钨灯(卤素灯)作为光源，功率较大、档次较高的追光灯也有采用氙灯作为光源的。采用金卤灯和氙灯的追光灯，需要专用的配套电源。一般的综艺演播室内所使用的追光灯功率一般在 800W 到 2000W 之间，更大功率的追光灯用于体育场馆等大型露天场合。色温多为 6000K 左右，也有色温可调的灯种。椭球反射镜的作用是会聚光源发出的光线，形成强烈的光束和光斑效果。光闸系统由遮光片、光圈（Iris）及快门（Shutter）等构成，有时也将遮光片及光圈统称为光闸，用于切光控制，包括控制光斑的亮度及大小等，必要时可将光线暂时性关闭。快门用于控制光束的快速亮灭变化，即频闪。频闪效果一般用于节目的精彩或高潮段落，频闪速度可在每秒 1 次至 10 多次间调整。固定焦距透镜用于对椭球反射镜会聚的光线作进一步的光束控制，可改变光束角的宽窄，即改变光斑的大小。变焦透镜通过调整光线的焦点，可控制光斑的清晰或模糊程度。在两个透镜之间可以插入一个或多个滤色片，通过手动控制，可混色出多种光线色彩。由于光线是以透射的方式通过滤色片，所以这里的混色遵循的相减混色模式。目前市场上使用的追光灯，不但功能越来越多，而且控制方式也越来越先进。在功能方面，有些追光灯还可跟成像灯一样投射多种形状的图案，设有任意开合的光闸和光圈线性无级调整，换色部分采用两个颜色轮，可组合出数十种不同的色彩，并可通过颜色轮的快速转动产生彩虹效果。另外，多数产品还内置过热保护、触发高压保护等安全措施。在控制方式方面，可通过控制面板上的开关及推子或基于 DMX512 协议，以手动或远程控制的方式，对变色、变焦、调光、频闪等功能进行任意调节，控制效果快捷、准确、稳定、安静，克服了机械式换色笨拙、存在噪音等固有缺陷。“更高级”的追光灯可实现无人操作，只需在舞台上的演员身上装一接收器，即可实现光斑的自动跟随。另外，灯光行业中，通常将支持DMX512 协议，可远程控制的追光灯叫做电脑追光灯。图 2.18 是另外两款目前流行的追光灯外观。2.7 电脑灯 电脑灯对应的欧美国家术语有 Intelligent Fixtures、Intelligent Lighting 及 Moving Lights等，指具有相当智能、可基于某种协议进行远程控制的一类“会动的”舞台灯具。虽然“电脑灯”这一灯具名称并不是十分恰当，但已“约定俗成”，为广大专业人员和用户所接受。目前主流的电脑灯都可以通过 DMX512 控制协议对灯光亮度、颜色、图案、频闪、变焦、聚焦等功能进行远程控制，并可通过电机带动灯体或反光装置完成旋转、摆动等机械动作。根据光束移动方式的不同，电脑灯可分两种类型，一种是扫描式电脑灯(Scanlights)，另一种是摇头式电脑灯(Moving-Head Lights)。二者都具有相当“智能”，支持 DMX 协议，具有多种光线效果和光束运动功能。20 射出与光源色温相同的“原色”光线。因电脑灯光源的色温多为 6000K 左右，所以此时的光线一般为略偏冷色的白光。整个轮盘上共有 10 个图案片，当整个图案轮旋转时，图案片可依次转至光源的光路位置，从而投射出相应的图案效果。转到全开位置时，为无图案状态。旋转图案轮如图 2.23 所示，整个轮盘上共有 7 个图案片，图案片随图案轮旋转至光源的光路位置，即可投射出相应的图案效果。和固定图案轮不同的是：旋转图案轮的每一个图案片本身都是一个小齿轮，被中间的大齿轮带动着以一定的速度和方向旋转，所以当图案片随整个图案轮“公转”的过程中，还处于“自转”状态，因而可以投射出旋转的动态图案。和固定图案轮一样，当转到全开挡位时，为无图案状态。和颜色片一样，图案轮上的图案片也可拆下，替换为其它形状的图案片。颜色片和图案片由耐高温的涂层玻璃或凸纹玻璃构成，安装时要将有凸纹或涂层的一面（反光强度较小的一面）背对光源。也有采用金属材质的图案片，安装时要将看上去较暗的一面背对光源。有些比较高端的电脑灯内还有一个纹理轮，上面有多个纹理片，可将片上的纹理及材质效果投射出去，其结构和原理与颜色轮、图案轮相似，不再赘述。随着电脑灯技术的进步和人们对舞台灯光的要求越来越高，功能更多、性能更强的电脑灯不断出现在大型的演艺舞台上。比如世界知名多媒体投影厂商 BARCO（巴可）推出的一款 High End System SHOWBEAM2.5 电脑灯，采用 MSR 2500W 短弧金卤光源和微型菲涅耳透镜，可投射出极硬边缘和柔软边缘两种光束效果：投射图案时采用硬光斑边缘，形成清晰的图案轮廓效果；作染色灯用时投射软边缘效果，形成均匀的铺光效果。SHOWBEAM2.5电脑灯有两个独特的先进功能：一个是双光束（Twin Beam）功能，可产生两个独立的受控光束，通过 DMX 协议可对两条光束的偏移距离和旋转速度任意控制。再一个功能是 LED跟踪系统，在灯口处安装有一圈 LED，形成 LED 跟踪环，可产生 5000 流明和主光束同色的光束，也可通过 RGB 混色出另一种颜色的光束，既可作为主光束的补光，也可独立地作为 LED 跟踪系统。SHOWBEAM2.5电脑灯已经在央视春晚和2008北京奥运会中得到理想的应用，其外观、双光束效果及 LED 跟踪环 从广义上讲，凡是带有 DMX 控制接口，具有多个受控通道，可以完成多种光色变化，并且 DMX512 灯光协议的控制下具有多种机械动作的灯具，都属于“电脑摇头灯”的范畴。图 2.25 给出的摇头 PAR 灯和摇头聚光灯，虽然灯内没有颜色轮、图案轮、棱镜、光圈等部件，但都具有 DMX512 控制接口，支持多个 DMX 控制通道，在完成“摇头”动作从而改变光束方向的同时，还可实现调光、频闪等功能，所以也属于广义上的电脑摇头灯范围。由于这类灯具是在传统的常规灯基础上，增添了可以产生机械动作的水平和垂直摇臂，所以通常叫做数字机械灯或机械摇臂灯，英文是 Automated Luminaires。图 2.26 给出的是两款采用 LED 光源的聚光灯，也具有 DMX512 控制接口，在 DMX512信号的控制下，可实现“摇头”动作及调光、变色、频闪等功能，所以被称为 LED 电脑摇头灯。电脑灯的功率范围及所用光源类型等和追光灯差不多：功率通常都在几百瓦到数千瓦之间，以 1000W2000W 的最为常见，所用光源多为 HMI 或 MSR 金卤灯，少数采用卤钨灯、氙气灯或 LED 光源。使用 HMI、MSR 金卤灯（属于高强度气体放电灯）的电脑灯不能像热辐射光源那样通过改变工作电压实现亮度控制，其调光及频闪是由灯内的光闸系统完成的，通过光闸系统的开合，实现光线的全开、全关、频闪及多种风格的光束变化，这就是所谓的机械式调光（Mechanical Dimming）。很明显，通过这种机械式调光方式将光束关闭后，光源是继续满功率工作的，并不减少耗电量。不过，目前已出现一种“环保节能”型的电脑灯，20 通过灯具的自检功能，可以在光闸系统关闭时，仅消耗 50%的电量。性能更先进的有些电脑灯，还可以在控制其亮度从最大状态下降时，首先调整光源的功率从 100%到 50%线性下降，从而达到节省电能的目的。较大功率的电脑灯和追光灯在工作时，都需要一至多个起降温作用的内置风扇。风扇转动时会产生较明显的噪音，因此，工作噪音的大小也是衡量灯具性能高低的一个重要指标。电脑灯和追光灯基本都采用单相供电，在安装使用前要检查供电电源是否符合要求，做好接地处理并安装漏电保护开关。世界灯具大厂生产的灯具都是面向国际市场的，很多电脑灯都可使用 220V/50Hz 和 110V/60Hz 两种供电电压，在我国使用时，要选用 220V/50Hz 供电，务必要正确选择，以免烧坏灯具。另外还要特别注意两点：一是不要用调光系统（如硅箱或一体化调光控制台）的调光电源接口给电脑灯供电，否则可能会损坏电脑灯；二是电脑灯的信号线不要和强电线路布敷在一起，以防止控制信号受到干扰，产生错误动作或功能失灵。2.8 泛光灯 泛光灯(Floodlight)也叫散光灯，和聚光类灯具相比，其光线发散，光斑面积大且边缘模糊，光质较软，光线柔和，亮度相对不高但比较均匀，没有特定方向，不容易产生明显的照射阴影。常用的散光型灯具有三基色荧光灯、天地排灯和新闻灯等。2.8.1 三基色荧光灯 三基色荧光灯又叫三基色柔光灯，通常采用两联、四联或六联三基色荧光灯管构成，在综艺舞台及大型演播室内，一般采用大量的嵌入式顶排灯提供基础照明及辅助照明。小型新闻演播室由于空间小，一般没有观众参与，通常可以不设基础光，而直接采用多个三基色荧光灯（及聚光灯）在完成人物造型的同时，提供摄像机对光线的照度要求。图 2.27 是采用三基色灯管的两联顶排灯和六联柔光灯。演播室内采用的三基色荧光灯管外形多为单 U 形或 H 形，单管功率多为 36W，因此双联、四联和六联灯具的总功率分别是 72W、144W 和 216W。三基色荧光灯具内部装有电子镇流器，在实现快速启动和稳定工作电流的同时，还通过波形变换，基本根除了亮度闪烁现象，特别适于摄像照明，是新闻演播室的必备灯具之一。三基色荧光灯有日光色高色温（5600K 左右）和低色温（3200K）两种，外景照明选用高色温类型，演播室内选用低色温类型。在使用中需要注意的是：三基色荧光灯从冷态点亮后，有一个亮度渐高、色温趋稳的过程，大约经过 10 分钟后亮度和色温才能达到稳定状态。因此，采用三基色荧光灯具时，最好在正式拍摄前 10 分钟左右打开电源。2.8.2 天、地排灯 天、地排灯是天排灯和地排灯的合称，用于均匀地照亮大面积的区域，特别是像墙面或背景幕布等垂直方向上的大面积柔光照明。应用于舞台和演播室场合时，天、地排灯的光源多为色温为 3200K 的双端细管状卤钨灯或金卤灯。在实际使用中，天、地排灯通常将多个单元并排起来，以保证大面积的均匀照明。天排灯安装于欲照亮区域（比如舞台的背景幕布）的顶前方，向下照射，地排灯安装于欲照亮区域的下前方，向上照射，二者配合，最终达到均匀照亮目标区域的目的。地排灯又叫座地云灯，通常“坐落”于被照射区域的下方向上照射，要求光线和天排灯天排灯又叫天幕云灯，简称天幕灯，是特别适于照亮天幕（天幕即舞台最后方的背景幕布）的一类泛光灯，20 流畅衔接，和天排灯相配合，均匀地照亮目标区域。地排灯的构造和天排灯差不多，天、地排灯的功率在几百瓦到两千多瓦之间，多数产品可附加滤色片，300W 以内的小功率灯可用塑质滤色片，大功率的用钢化玻璃滤色片，当多个灯同时加装滤色片时，可在被照射区域形成非常均匀的染色效果。是四个单元自成一体、采用卤钨光源的某品牌地排灯，使用起来非常方便。2.8.3 新闻灯 新闻灯也是泛光灯的一种，其特点是体积小巧，携带轻便，一般采用细管状卤钨光源，功率多在 1000W 左右，光效较高，可均匀地照亮一定范围的拍摄区域，是新闻电视摄像的常用照明灯具，常用的有单联和双联两种 泛光灯还有条灯（Strip lights）和勺灯（Scoop lights）等。条灯呈长条形，分成多格，有多种颜色，各颜色自相均匀衔接，实现大面积的均衡铺光或照射幕布，主要用作背景天幕的均匀照明。还有一种条灯叫做洗墙灯，一般采用 LED 光源，主要作用是对某个墙面或幕布进行染色，使其变成单一色彩或五颜六色。勺灯采用椭球形柔反射镜形成大面积的柔光，一般用来自上而下地照亮舞台或天幕。2.9 数字灯 聚光灯、回光灯、PAR灯等属于“常规灯”，被认为是第一代舞台灯具，在体育场馆等规模宏大的高预算领域使用渐少。电脑灯属于第二代舞台灯具，在演艺舞台上革命性地起到了“以光代景”（用酷炫的动态光色代替了传统的舞台背景等景片）的作用，现已发展到比较成熟的阶段。在电脑灯技术进步的脚步明显趋缓的同时，又一个新的灯种“横空出世”，它就是号称第三代舞台灯具的多媒体数字灯。多媒体数字灯简称数字灯(Digital lights)，由比利时BARCO（巴可）公司首创，目前代表性产品是DML1200和DL.3，具有丰富的媒体功能，其外观和普通电脑摇头灯相似，如图 2.9.1 数字灯的应用领域 数字灯科学地、艺术性地将摇头电脑灯和多媒体投影机结合在一起，几乎可以在任何目标上投射视频影像，使演艺舞台进入到一个“以影代景”（用视频投影代替传统的舞台景片）的崭新局面，具有划时代的意义。数字灯的应用领域有体育场馆、大型会展、歌舞剧院、综艺演播室及主题公园等。最近几年的央视春晚舞台就大量采用了数字灯完成视 .9.2 数字灯的主要功能和技术规格 20 DML1200数字灯是一款不折不扣的电脑灯光与视频投影的集成产品，有灯光和视频两种工作模式。在灯光模式（Light Mode）下，DML-1200 可产生亮度高达12000流明的硬边沿圆形光束，是一台高性能的电脑摇头灯。在视频模式（Video Mode）下，DML-1200光输出亮度为10000流明，有矩形和圆形两种投影模式，在矩形模式下投影分辨率为14001050（高于电脑上的SXGA分辨率），堪称是一台多功能、高性能的DLP投影机。（DLP是Digital Light Processing(数字光处理)的缩写，是Texas Instruments（美国德州仪器公司）的一个商标。该公司以生产投影仪著称，其DLP 投影仪成为世界投影仪市场上的一大门类）。DML-1200数字灯的视频投影和灯光模式可任意无缝切换，其主要技术规格如表2.1所示。表2.1 DML-1200数字灯的部分技术规格 净重 75 kg 光源 共4只高压贡灯，每只300 W，每只灯分别安装在一个独立灯架中，有4只、2只、1只三种光源模式，四灯模式的总功能为1200 W 光源寿命 1500小时（典型值）整机功耗 1832 W 运动范围 水平540，垂直270，速度68/秒 定位精度 正常运动时小于0.1 变色方式 青、紫、黄二向滤色片，相减混色（灯光模式）色温 6200K-3000K 图像发生器 单片DLP，三倍速RGBW色轮 对比度 最小1200:1，平均1400:1 投影分辨率 14001050 图像校正 水平/垂直梯形校正，枕形/桶形失真校正 视频接口 RGBHV基色视频，YPBPR分量视频，HDSDI/SDI，DVI 媒体服务器 视频处理与媒体回放（嵌入式，可选购）控制接口 5芯卡侬输入、输出接口，两个RJ-45网络接口，两个USB和一个用于媒体播放控制的VGA接口 控制协议 DMX512，Art-Net DMX通道数 101个 DL.3属于BARCO的“DL”系列数字灯，主要型号有DL.1、DL.2、DL.3、和DL.3F，其中DL.1已不再生产。DL.3是该系列中档次最高的产品，与DML1200的最大不同有三：一是不再具有电脑灯光/视频投影双工作模式，只有视频投影单一模式；二是内置红外摄像机，灯具前部带有红外发射器，具有夜视照明功能，支持遥控方式摄取并实时投射现场影像；三是集成了媒体服务器（Media Server）功能，内置大量的数字图像和灯光专用图片，可通过太网快速上载3D图像和多种媒体文档。因此，DL.3数字灯可以理解为具有摇头能力和丰富媒体功能并且支持DMX512和Art-Net协议的投影机。DL.3F是DL.3的“精简版”，去掉了部分视频接口和现场摄像功能，适于长期固定式“专灯专用”，其型号中的字母F即指固定的场合（Fixed Venues）。DL.3的功率和亮度指标没有DML1200高，但媒体功能更为丰富，是大型电视演播室中综艺节目的最佳选择，主要技术规格参见表2.2。表2.2 DL.3数字灯的部分技术规格 20 2.9.3 数字灯媒体服务器 当数字灯没有内置媒体服务器或多台数字灯同步工作时，通常需要外部媒体服务器通过以太网进行数字媒体资源的智能管理。媒体服务器的主要功能有：1.支持DMX512和Art-Net协议。2.支持 H.264（即MPEG-4 AVC，同等画质下码流只有MPGE-2的一半，是目前最先进的数字视频压缩格式之一）、MOV 及AVI HD专业编码格式和包括S-VIDEO在内的多种模拟视频接口，支持全高清视频回放。3.支持向数字灯上载2D/3D对象和多种自定义媒体文档，以电子方式形成图案、纹理和混色效果。4.丰富的媒体控制和处理功能，如选择影像片段、影像文件转换、同步播放多个视频流、多图层组合及不透明度、缩放、旋转、模糊、遮罩、失真校正等。5.现场视频输入（Live Video-In）功能。6.梯形校正（Keystone）功能。7.消隐（Blanking）功能。8.软边缘（Soft Edged）功能。9.曲面(Curved Surface)失真校正功能。不同品牌的外置式媒体服务器外观如图 2.36 所示。下面对上述媒体服务器的最后四个功能作一简单说明：梯形校正是所有投影设备都具备的一个基本功能，通过控制图像的四个角点使其在水平和垂直方向适当位移，从而将梯形图像校正为矩形图像。数字灯媒体服务器的消隐功能是指当投影的画面尺寸大于投射目标区域时，将图像的上、下或左、右侧的一部分切除，以防止影像的溢出。图像消隐共用8个DMX通道来完成，上、下、左、右四侧各用两个通道，一个通道用于粗调，另一个用于微调，示意 当投射目标的面积很大时，需要事先对投射区域进行分割，用多台数字灯联合工作，每台灯“独当一面”，仅向属于“自己”的区域投射整个影像的一部分画面。多台数字灯联合净重 63.5 kg 光源 330W NSH灯（一种超高压汞灯，多用于高性能投影机）光源寿命 2000小时（典型值）运动范围 水平400，垂直240 对比度 2000:1 投影分辨率 1024768 摄像分辨率 768494 输出图像校正 水平/垂直梯形校正，枕形/桶形失真校正，多种翘面/扭曲校正 视频接口 VGA基色视频，RGBHV基色视频，S-Video，SDI 媒体服务器 集成Axon媒体服务器 控制接口 5芯卡侬输入、输出接口，一个RJ-45网络接口，两个USB接口 控制协议 DMX512，Art-Net DMX通道数 170个 20 工作时，如果不对各灯投射的影像边缘进行过渡处理，将会明显地看到各个子画面的分割特征。数字灯媒体服务器的软边缘功能可在水平和垂直方向上对影像的边缘进行羽化处理，形成渐变效果，最终实现影像子画面的平滑过渡。服务器的软边缘功能由媒体处理软件的边缘融合器（Collage Generator）来完成，可同时实现88个子画面的软边缘处理和同步播放。采用多个数字灯联合工作，还可以弥补单一灯具的亮度不足，确保超大面积投影画面的亮度。当投影目标是非平面形态，比如是球状凸面、弧形凹面或由两面体构成的有一定夹角的物体表面时，投影画面将会出现明显的几何失真现象。如果不对这些失真进行几何校正，不但影响视觉效果，也直接妨碍子画面的拼接。通过改变像素的空间位置，数字灯媒体服务器的曲面失真校正功能可以将投射到非平面上出现形状畸变的影像进行几何校正，形成类似在平面上的投影效果。借助三维软件，在三维场景中用聚光灯贴图投影，投射到球面和“墙角”上的影像模拟失真效果 用平行光灯具代替聚光灯贴图投影，模拟出的校正后影像效果如图 2.39 所示。上面所说的北京奥运会和 11 届全运会开闭式巨型环幕和碗幕上的影像，都离不开上述功能。和普通电脑相比，除都有类似的通信和控制接口外，数字灯还有多种视频输入和输出接口，具有丰富的视频媒体功能，这是数字灯和普通电脑灯在功能上的最大区别。为了更好地驾驭数字灯的媒体功能，有必要对数字灯的各个视频接口及相关的视频标准作深入的了解。2.9.5 数字灯的视频接口 数字灯面板上的接口有VGA输入接口、基色视频输入接口、分量视频输入接口、S-Video输入/输出接口、SDI/HDSDI输入/输出接口、DVI输入接口及DMX输入/输出接口、TCP/IP网络接口等。DMX和网络接口属于控制接口，在第三章的灯光控制协议再作详细分析。VGA、基色视频、分量视频、S-Video属于模拟视频接口，HD SDI、SDI和DVI属于数字视频接口。DL.3 数字灯支持 VGA 输入模式，可以直接和媒体服务器上的 VGA 接口相连接 在 DML1200 和 DL.3 数字灯上，基色视频中的 RGBHV 五个信号既可以用 VGA 接口传输，也可以分别用一个 BNC 端子来传输，其效果和用 VGA 接口是完全一样的。2.分量视频 分量视频（Component Video）的全称是色差分量视频，包含一个亮度信号分量和两个色差信号分量。色差信号是在三个基色图像信号基础上产生的一种高品质信号类型，产生过程如下：首先需要产生由 R、G、B 三个基色信号共同决定的用以携带灰度图像信息的亮度信号。基色图像信号由亮度和色度两种能量形式构成，在能量一定的情况下，不同的颜色具有不同的亮色比例。我国 PAL 制视频系统所采用的亮度方程式是 Y=0.30R+0.59G+0.11B，R、G、B 三个基色信号所占的亮度比例分别是 30%、59%和 11%。通过串联分压电路分别对 R、G、B 三个基色信号衰减 70%、41%和 89%，然后将其汇聚于同一电路节点即可得到由三个基色 图 2.40 DML1200 数字灯上的主要视频和控制接口 20 信号共同决定的总亮度信号，该信号携带着灰度图像的全部信息，用符号 Y 表示。将亮度信号 Y 倒相 180 度，然后分别和 B、R 基色信号相加，即可得到蓝色差信号 B-Y和红色差信号 R-Y(绿色差信号 G-Y 的信息包含在 B-Y 和 R-Y 之中，不用重复产生)。B-Y、R-Y 两个色差信号携带着图像的全部色度信息，决定着色彩的属性和质量。Y、B-Y、R-Y三个信号组成的视频模式叫做分量视频，其中 Y 为亮度分量，B-Y 为蓝色差分量，R-Y 为红色差分量。分量视频具有与基色视频十分接近的信号品质，其标识符号众多，常用的有 Y/B-Y/R-Y、Y/Pb/Pr、Y/Cb/Cr 及 Y/U/V 等，Y/Pb/Pr 用于逐行扫描，Y/Cb/Cr 用于隔行扫描。DL.3 数字灯不支持分量视频，DML1200 数字灯支持分量视频，其标识符号为 Y/Pb/Pr，与 RGBHV 基色视频共用端口。3.分离视频 S-Video 即分离视频（Separate-Video）。将分量视频中的两个色差进行必要的幅度和频带压缩后，再分别对其平衡调幅，即可形成包含全部色度信息的总色度信号。总色度信号通常用符号 C 表示，与亮度信号 Y 分别用一个信道平行传输，这样的信号模式即分离视频。理论上，分离视频的品质低于基色视频和分量视频，但因其占用的信道少，传输距离远，用一根带屏蔽层的双芯电缆即可完成信号的传输，所以也获得了极为广泛的应用。分离视频所用的接口俗称 S 端子，标识符号为 S-VIDEO 或 Y/C，是 DL.3 数字灯支持且常用的一种信号模式。SDI/HDSDI SDI（Serial Digital Interface）意为串行数字接口，由 SMPTE 组织制定，可以传输 8 位及 10 位的非压缩基带数字视频信号，传输速度从 270Mbps 到 2.970Gbp