陜西大劇院歌劇廳燈光系統(tǒng)淺析

王斌奎，應(yīng)建洪，趙祥仁

（浙江大豐實(shí)業(yè)股份有限公司, 浙江 杭州 310000）

1 工程概況

陜西大劇院坐落于西安市雁塔區(qū)曲江新區(qū)雁塔南路，總占地面積約34畝，規(guī)劃總建筑面積達(dá)52 000 m2，一共分地上3層，地下2層，由一個(gè)1 902座的歌劇廳與526座的多功能戲劇廳組成。它于2017年10月啟用，是西北地區(qū)首個(gè)國際化、專業(yè)化、綜合性大劇院。加之此前已運(yùn)營(yíng)的西安音樂廳，構(gòu)成“陜西表演藝術(shù)中心”，可滿足多種形式的文化演出。

筆者參與陜西大劇院燈光系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)與施工調(diào)試工作，本文主要分析歌劇廳燈光系統(tǒng)。

2 燈光系統(tǒng)技術(shù)要求

歌劇廳舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)定位滿足歌舞劇、音樂劇、芭蕾舞劇及各種大型文藝演出的需要，同時(shí)能滿足大型會(huì)議和電視直播的要求。考慮到能兼顧不同的演出使用要求，與傳統(tǒng)的劇院相比要復(fù)雜很多。為滿足使用功能，整個(gè)燈光系統(tǒng)遵循先進(jìn)、實(shí)用、節(jié)能、環(huán)保原則，系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、維護(hù)等功能，并預(yù)留有充分的擴(kuò)展，關(guān)鍵點(diǎn)位做到主副備份，確保運(yùn)行安全。

具體設(shè)計(jì)指標(biāo)如下:

· 主舞臺(tái)平均照度≥1 200 lx。

· 燈具光源色溫含3 200 K與5 600 K兩種。

· 燈具顯色指數(shù)Ra≥90。

· 舞臺(tái)回路是1 248路（3 kW調(diào)直兩用回路768路、6 kW調(diào)直兩用回路480路），另配置4備用電源箱（100 kW兩臺(tái)、240 kW兩臺(tái)）。

· 調(diào)光柜室采用雙路800 kVA互備供電。

3 燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備配置

歌劇廳整體規(guī)模龐大，燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，主要從控制設(shè)備、供電系統(tǒng)、控制信號(hào)傳輸系統(tǒng)和燈具設(shè)備等四方面進(jìn)行簡(jiǎn)析。

3.1 控制設(shè)備

燈光控制臺(tái)采用目前大型演出運(yùn)用最廣泛的德國MA lighting品牌，選用其全規(guī)格2張grandMA2 full-size作為主副控制臺(tái)，一主一備，相得益彰。控制臺(tái)自帶6路DMX512輸出，配合MA網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU），最多可以對(duì)65 536個(gè)控制參數(shù)加以實(shí)時(shí)控制；主備控制臺(tái)在參數(shù)控制上完全一致，兩張控制臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸加入到同一個(gè)會(huì)話（session），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)熱備份。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架見圖1。

3.2 供電系統(tǒng)

歌劇廳共配置了13臺(tái)RGB 7I智能型調(diào)光柜，每臺(tái)調(diào)光柜輸出96回路。其中3 kW調(diào)直兩用柜8臺(tái)，6 kW調(diào)直兩用柜5臺(tái)，一共1 248個(gè)回路。低壓配電房分兩組母線引入調(diào)光柜室，做主備雙路供電，每組配電柜配容量為800 kVA。調(diào)光柜室見圖2，接口箱見圖3。設(shè)計(jì)這么高的配電容量，一方面有備份作用，另一方面主要考慮在一些大型綜藝晚會(huì)，需要搭建大面積的LED屏或其他特殊用途時(shí)，能夠有充足的電量保障。

調(diào)光柜是一個(gè)劇場(chǎng)使用率最高的設(shè)備，良好的穩(wěn)定性可為業(yè)主在今后的使用中節(jié)省大量人力物力。本次選用調(diào)光柜具有直通、調(diào)光、過零觸發(fā)三種工作模式、雙系統(tǒng)備份，支持熱插拔，電流上升時(shí)間大于300 μs。在遵循HTTP的原則下同時(shí)接收DMX512和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)實(shí)時(shí)備份。

另外，歌劇院共配置4臺(tái)C2KRS/0.5小時(shí)UPS，當(dāng)市電切斷后分別提供4個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜的應(yīng)急電源，減少交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的重啟時(shí)間，確保燈光控制臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能及時(shí)保存當(dāng)前數(shù)據(jù)。

在回路分布上，從臺(tái)口外的面光、耳光、挑臺(tái)，到臺(tái)口內(nèi)的燈桿、吊籠、舞臺(tái)面流動(dòng)點(diǎn)，每個(gè)位置都設(shè)有充足的信號(hào)點(diǎn)位，并考慮到了未來大功率單體設(shè)備的減少、LED等設(shè)備增多的趨勢(shì)。除一些特殊點(diǎn)位如追光位外，其他所有的6 kW直通回路在末端都被一分為二變成兩個(gè)相當(dāng)于3 kW的回路，這種方法既增加回路數(shù)量，又充分利用回路模塊，設(shè)計(jì)思路可以借鑒。舞臺(tái)面上還設(shè)有4個(gè)備用電源箱，為一些外來演出團(tuán)隊(duì)自帶的流動(dòng)硅箱或者搭建LED大屏?xí)r提供電源；分別位于左右前后側(cè)墻，舞臺(tái)前墻兩側(cè)為100 kVA，舞臺(tái)后墻兩側(cè)為250 kVA。

圖1 歌劇廳Grand MA2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架

圖2 調(diào)光器室

圖3 電源和信號(hào)回路接口箱

3.3 控制信號(hào)傳輸系統(tǒng)

歌劇廳一共設(shè)有4個(gè)信號(hào)控制基站，分別位于燈光控制室、調(diào)光柜室、舞臺(tái)柵頂、舞臺(tái)下場(chǎng)門臺(tái)口信號(hào)基室。四個(gè)信號(hào)控制基站分區(qū)域與舞臺(tái)相關(guān)區(qū)域的信號(hào)點(diǎn)位相聯(lián)通，基站之間通過光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行串聯(lián)，保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和冗余備份。信號(hào)機(jī)柜見圖4，系統(tǒng)路由見圖5。

每個(gè)信號(hào)基站都由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、DMX信號(hào)放大器、MA 4Port Node、UPS電源等相關(guān)設(shè)備組成。整個(gè)系統(tǒng)支持MA-Net2、Art-Net、ETC Net2、sACN、ShowNet等協(xié)議，基本上可以兼容世界上所有知名控制臺(tái)。通過網(wǎng)絡(luò)就可以對(duì)MA 4Port Node輸出端口任意設(shè)置，使用起來靈活方便。每個(gè)基站都對(duì)應(yīng)舞臺(tái)相關(guān)控制區(qū)域，秉承就近靈活的理念。

另外，舞臺(tái)各點(diǎn)位的網(wǎng)絡(luò)端口，可以配合12臺(tái)MA 2Port Node流動(dòng)使用，讓歌劇廳原本復(fù)雜的燈光系統(tǒng)變得簡(jiǎn)潔明了，有充分的擴(kuò)展冗余。

圖4 信號(hào)機(jī)柜圖

圖5 系統(tǒng)路由示意圖

3.4 燈具配置

每一個(gè)劇場(chǎng)燈光系統(tǒng)的展示，最后都需要由配置的燈具來呈現(xiàn)。歌劇廳在燈具配置上，體現(xiàn)多而全的特點(diǎn)，整個(gè)廳共配置了常規(guī)燈具116臺(tái)、LED燈具402臺(tái)（包括LED成像燈、LED PAR燈、LED天地排）、電腦燈148臺(tái)（含1 500 W切割燈24臺(tái)、1 500 W染色燈48臺(tái)、1 500 W圖案燈36臺(tái)、300 W光束燈40臺(tái)），另外，還配有4臺(tái)2 500 W進(jìn)口追光燈。現(xiàn)有合理的燈具配置，可以完全滿足各類大型表演的需要，如舞劇、音樂劇、芭蕾、話劇、京劇、綜藝演出、文藝晚會(huì)等。

在目前國家提倡節(jié)能環(huán)保的趨勢(shì)下，越來越多的LED燈具走進(jìn)劇場(chǎng)，代替原先大功率的常規(guī)燈具。陜西大劇院作為如此高規(guī)格的劇場(chǎng)，大面積使用LED類燈具代替原先鹵素泡的常規(guī)燈具實(shí)屬首次。歌劇廳從耳光往主舞臺(tái)方向，除了電腦燈具外，其余燈具均采用LED光源（如：LED定焦成像燈、LED變焦聚光燈、LED天地排燈、LED PAR燈和LED腳光燈）。LED燈具采用廣州市雅江光電設(shè)備有限公司燈具，其燈具最終效果與傳統(tǒng)光源燈具并無大的差別；現(xiàn)以一款定焦成像燈（SS837SW）為例，對(duì)比同角度的常規(guī)成像燈的照度，見圖6。

雅江19°LED定焦成像燈照度

圖6 LED燈具與傳統(tǒng)光源燈具照度對(duì)比

圖6中，上為雅江19°LED定焦成像燈照度表，額定功率為400 W，顯色指數(shù)大于90；下為國內(nèi)某知名燈具廠家19°常規(guī)定焦成像燈的照度表，額定功率750 W，顯色指數(shù)大于90。可以看出，在功率相差近一倍的狀況下，兩款燈具照度幾乎無差異。由此可以得出，當(dāng)一個(gè)劇場(chǎng)運(yùn)營(yíng)后，大面積LED燈具的使用，長(zhǎng)遠(yuǎn)上為劇場(chǎng)營(yíng)運(yùn)節(jié)省大量電量，體現(xiàn)綠色劇場(chǎng)的理念。

圖7 演出劇照

4 最終效果

項(xiàng)目竣工后，燈光團(tuán)隊(duì)對(duì)整個(gè)舞臺(tái)燈光系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)燈光效果測(cè)試。在主舞臺(tái)區(qū)域均勻選取28個(gè)測(cè)試點(diǎn)，所有測(cè)試點(diǎn)之間相距2 m，A4點(diǎn)距離臺(tái)口線內(nèi)側(cè)2 m。測(cè)量時(shí)，所有面光、頂光、柱光、側(cè)光全部打開，100%亮度。測(cè)試數(shù)據(jù)如表1、表2所示，符合設(shè)計(jì)要求。

演出效果見圖7。

表1 舞臺(tái)燈光照明測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 舞臺(tái)燈光照度及色溫測(cè)試結(jié)果

結(jié)語

陜西大劇院歌劇廳燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)一切以實(shí)用創(chuàng)新為前提，加入綠色節(jié)能環(huán)保理念，《大宅門》、《圖蘭朵》等一幕幕大劇在歌劇廳的成功上演，對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)做出了最好檢驗(yàn)，得到業(yè)主和外來劇團(tuán)的肯定。希望陜西大劇院燈光系統(tǒng)的成功實(shí)施，能為行業(yè)其他劇場(chǎng)燈光設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。