杭州大劇院舞臺燈光系統改造

鐘國淼

[摘要]以歌劇院為重點，介紹杭州大劇院舞臺燈光系統改造工程方案及實施情況，包括燈光控制系統、調光系統、燈光網絡系統、燈光設備等。

[關鍵詞]杭州大劇院；舞臺燈光系統；改造工程；燈光控制系統；調光；燈具

杭州大劇院由歌劇院、音樂廳、可變劇場、下沉式露天劇場四個場館及相關配套設施組成。作為杭州市地標性文化設施，杭州大劇院自2004年投入使用以來，每年舉辦國內外各類演出180余場。自2009年與杭州愛樂樂團整合以來，全年演出場次最多時已達300余場。同時，杭州大劇院還承擔了西湖國際博覽會開閉幕式、首屆世界佛教論壇大會等上百個重大文化活動。

經過十幾年的運行，杭州大劇院的設施設備出現老化，導致一些安全問題的出現。為完善文化公共設施設備，消除潛在安全隱患，提升劇院規模品質，增強藝術效果，杭州大劇院于2015年7月啟動了建院以來的首次修繕工程。

本次修繕工程主要包括主體維修、屋面維修，水電、消防、空調、舞臺演出系統設備維修改造等。舞臺燈光系統改造是修繕工程的重點項目之一。本項目在參考新建大劇院的系統配置基礎上，結合劇院實際，特別是演出保障十多年來的舞臺燈光需求，于2015年年底完成。

改造包括升級調光柜、更換燈光控制臺、更新燈光網絡系統、添置新能源燈具、改造配套設施等，改造的重點是歌劇院舞臺燈光系統。本文分幾個部分做具體介紹。

1舞臺燈光控制系統改造

1.1改造要求

杭州大劇院歌劇院燈光控制系統原有ETC傲視控制臺1套（冗余備份4096光路），可變劇場有傲視控制臺（冗余備份750光路）各1套，因電子元件老化嚴重，處理器的控制能力、實時性、安全性已經不能滿足演出需要，需進行改造，實現調光系統的智能監控。

1.2設備的選用和搭建

經過調研和參考十多年演出接待保障的“設備開單率”，結合實際情況，控制系統選擇了以ETC控制臺為主、其他控制臺為輔的方式，具體組成如下：

（1）歌劇院燈光控制臺選用1臺ETC EOS系列TI8192，可變劇場燈光控制臺選用1臺EOS系列CJI02048，2個控制臺都屬于輸出數字網絡綜合控制臺，內置觸摸顯示屏，符合CE標準。EOS系列燈光控制臺專供演出時的常規燈、電腦燈、效果器材等控制，位于燈控室。該控制臺具有DMX512、以太網接口和調光柜信息的反饋接口等，能支持ACN格式（國際娛樂界新一代基于網絡數據的傳輸標準）。每個控制臺含液晶可觸摸顯示器2臺。增加嵌入控制臺的Capture3D燈光設計軟件，使控制臺集設計、管理、演出控制與一身。可采用燈位圖控制方式，控制直觀形象快速簡便，滿足對控制臺不很熟練操作人員的控制。能對調光立柜進行實時監控，并傳送相關的信息（如錯誤信息報告、溫度報告等）。

平時歌劇院單獨用1臺EOS系列EOS TI8192控制臺。控制臺到硅箱系統采用網絡加DMX 512混合信號走法，做到控制信號的“兩條腿”走路，確保控制系統的安全。重要演出時候把可變劇場的GI02048控制臺搬到歌劇院控制室，因為都是EOS系列控臺，所以能做到完全的冗余備份，提高控制系統的安全性。

為方便平時的裝臺，歌劇院及可變劇場各配置了NET3 IRFRIpad16G Wifi無線遙控器1套，提高工作效率。為方便操作及減少電動推桿的損耗，兩個控制臺都配置了UFW 2*20擴展推桿翼。

（2）歌劇院燈光備用控臺（兼電腦燈專用控制臺）選用1臺MA系列MA2 FLLL SIZE （8192）。MA2控制臺，特別是效果燈具控制方面，國內外大團的“設備開單率”很高，平時也可以通過ETC NET3網絡控制燈光系統，作為備用控制臺。

（3）為照顧到音樂廳、可變劇場、露天劇場演出的需要，配置了愛富麗Tiger Touch II（老虎觸摸II）作為流動電腦燈控制臺。

1.3場燈/工作燈控制系統改造

場燈/工作燈控制系統主要有藍白工作燈（工作效果見圖1）和控制設備組成。根據演出需要開啟，場燈/工作燈控制系統24小時不間斷運行，電子元件損耗最為嚴重，其控制系統已維修多次仍出現失控情況，如裝臺期間無故關燈、演出黑場時藍燈變白燈，嚴重影響演出。本次改造控制系統整體更新升級采用的是ETC Paradigm ArchitecturalControl Processor（建筑照明控制系統），使之在保持原有功能上增加密碼鎖定、定時開關等功能。控制系統包含場燈/工作燈中央處理器1臺和控制液晶面板3塊（見圖2）。

1.4控制系統電源系統的改造

歌劇院、可變劇場、音樂廳三個場所的控制系統有7套UPS不間斷電源，其中UPS配套的電池旱在2013年就全部更換了。UPS的主機一直沒有更換，嚴重影響控制系統的安全性。本次改造更換了其老舊的LTPS電源主機，改造配置了7臺CASTLE 6KS 5kW山特LTPS不間斷電源。

2調光系統改造

歌劇院原有ETC調光柜14臺，CEM作為調光柜的中央處理器，是燈光系統的核心部件，現已有多個CEM無法使用。本次調光系統方案改造，將原來的調光柜處理器全部升級為ETCCEM3調光柜中央處理器。

考慮到演出中智能燈具對直通電源需求的不斷增加，本次改造中歌劇院增加硅箱60個直通模塊（ER25AF直通模組），改造歌劇院假臺口、燈光渡橋、吊籠、舞臺面的硅路系統，增加直通回路，使調光和直通比例不少于4：1，如燈光渡橋的直通由原來的4個增加到12個，并配套改變終端的標簽。2897、2898原來是調光回路，這樣改造后能滿足電腦燈、LED燈等效果燈具的使用需求，方便演出單位使用（見圖3）。

2.1 CEM3調光柜中央處理器

Sensor⑧3控制電子模塊（CEM3）根據優先級管理以太網、DMX和預設控制，實現超平穩16位元調光、繼電器快速啟動以及應急照明系統即時支援（見圖4）。用戶可在直觀而板上直接存取或在調光控制臺遠程存取能耗、系統狀態和快速更改電路設置。

2.2優化歌劇院舞臺上空硅箱回路

原歌劇院舞臺頂光硅路系統設計不合理，造成5個燈光渡橋之間燈具取電困難。本次改造將原有手工放線模式改為采用卷線器自動放線模式，同時在舞臺兩側馬道和柵頂增加備用電源，同時增加桿式分布式流動調光器（ETC SMART BAR2 6*10A），分布式調光器形成舞臺頂光更加合理，也減少了舞臺回路的閑置問題（見圖5）。

分布式調光器運用的手法是使調光器充分接近于燈具。調，匕器安裝于合適的位置并提供最合適的接插件給燈具。雖然可能單個調光器的成本有所提高，但是它提供了負載的接插件，可以節省接線盒和負載電纜。提高回路使用靈活性和效率，減少閑置回路配置。國內近幾年建的廣州歌劇院、無錫大劇院、山西大劇院等也采用固定和分布式調光器相結合的布置方式。

3燈光網絡系統改造

本次改造更新了歌劇院和可變劇場的燈光網絡系統，把原來的ETCNET 2網絡系統升級為NET3網絡系統。NET3燈光網絡系統能以太網/DMX網絡控制，系統嚴格遵循TCP/IP通訊協議及LSITT DMX512/1990，符合ACN協議。數據傳輸介質采用光纖（工作站之間環型網絡）；流動DMX節點通過DMX終端節點實現以太網控制信號與DMX信號的相互轉換，其他DMX節點通過DMX信號分配器分布劇場DMX信號點。

燈光網絡配置具備專用的網絡配置軟件，能對網絡中各個信息節點統一配置、修改。網絡中要求具備以太網控制、DMX控制、無線遙控、有線遙控，并能接入場燈控制系統。

燈光網絡系統具有完善的安全保障機制，能實時監控網絡信息。

本次改造對機房內的網絡信號柜進行了更新：網絡交換機選用百兆以太網交換機，具有傳輸速率10/100 Mbps、應用層級三層、24個10/100BASE-T自動傳感快速以太網交換端口、2個額外的銅線G bE端口、外加2個可選的光纖CJbE（基于SFP收發器、全雙工傳輸模式，支持POE供電等特點。

以太網/DMX轉換設備由ETCNET NODE升級為NET3 TOWPORT GETEWAY。

把原信號放大器全部更換為FDL的8口放大器，通過NET3 TOWPORT CJETEWAY及跳線口把網絡信號送到舞臺每個DMX點位。實現網絡信號和DMX 512信號“兩條腿走”的信號傳輸模式，提高控制系統的安全性。

4燈具等改造

4.1添置LED燈具

本次改造，選用了ETC LED燈具Source Four LED Lustr⑧+。該燈具結合了七種不同顏色的LED燈光，所以輸出的光更強，色域更廣（見圖6）。它具有多種控制色彩的模式，包括簡單的RGB輸入、精確的HSI模式以及單獨的白光控制。同時，燈具與ETC燈光控制臺更相配，燈具控制面板上的設置還可以改變每臺燈具的色彩表現。

4.2追光燈改造

大劇院原追光系統配置的是SPOTLIHGT 2500追光燈，其電子部分已老化嚴重，光學系統效能降低，最關鍵的是該追光燈沒有DIMMER調光功能，過去多次國外演出需要有調光功能的追光，因劇院沒有只能向外租借。因此，本次改造根據國內外演出需求的“開單率”及國內新建劇院的經驗，選用了法國Robert Juliat Cvran0 3°/8°2500 W追光燈，Cyrano的調光光閘保證它極好的調光性能，使它特別適合大型劇院和體育場這種超長投射距離的場所，平衡設計的支持點，易于裝配，安全性高。

4.3舞臺工作燈綠色改造

歌劇院舞臺工作燈的白燈原是自整流汞燈，舞臺面為60臺250W燈具，馬道和臺倉是100臺125W燈具，目前已不適合使用。原因有二：其一，由于長時間工作，燈座內線頭燒死，導致燈具不能使用，10年內已經更換過兩次燈座，因燈座在16m高度，每次更換非常困難；其二，舞臺工作燈經常需要開關，自整流汞燈不能熱啟動，從而影響工作。

本次改造采用了綠色環保的LED工作燈（見圖7），把原250W自整流汞燈換為100W LED燈，原125W自整流汞燈換成12W LED燈，照度明顯提高情況下還節能，能耗節約近25kW，按每天10h計算，每天節約250kW。

5配套設施的改造方案

5.1配置專業舞臺對光梯

杭州大劇院舞臺原先使用14m普通升降梯，演出裝臺和舞臺對光時極不方便，使用年限較長，安全性能得不到保障，本次改造配置了UPLIGHT進口專業對光梯1臺。

對光梯采用套筒式設計，重心穩定、套筒間間隙小；采用高強度航空鋁合金材質，穩定性大大強于桅柱式沒計；支腿架插座上的指示燈，可顯示支腿是否安裝到位；通過安全系統自動檢測支腿安裝情況，只有當所有指示燈亮起，平臺才會升起，否則設備就不會工作，充分保證工作人員安全。

5.2配置專業儀器和工具

為方便今后對舞臺燈光系統的設備和燈具的使用、維修、保養，本次改造配置了測量燈具照度、色溫、色度的儀器CL200A 1臺，專業測試DMX信號和RDM信號的儀器SWISSON RDM CONTROL （DMX TESTER）1臺，世達53件工具組套1套。

5.3更換原工作站

原杭州大劇院舞臺燈光工程配置的用于燈光網絡維護用的工作站已經無法使用，本次改造方案配置了DELL Precision M3800 01711（含監控軟件、離線編輯軟件）1套，便于控制系統的維護、檢測及維修。

5.4其他配套設施改造

配合舞臺地板整體更新，對歌劇院使用多年舞臺燈光地板盒全部更換，定制一批外形美觀、質量可靠、結構牢固的地板盒；同時更換了吊籠的燈光電纜拖鏈機構和扁平電纜，確保安全；車載轉臺上的電纜有損壞，對其進行維護更換；因假臺口、渡橋等頂光部分的直通和調光硅路的調整改造，將相關的插座面板也進行改造；原歌劇院和可變劇場控制室控制桌使用多年已經損壞，本次改造也進行更換。

杭州大劇院舞臺燈光系統改造工程自2015年年底竣工驗收以來使用至今，已用于話劇《戲臺》《李白》、

筆者在FIRCapture軟件中創建該系列提升濾波器（分離的以一個倍頻程為帶寬的對稱均衡器），見圖1，并保歌劇《圖蘭朵》、舞劇《侗》《天鵝湖》等國內外300多場不同類型演出，無論控制系統、網絡系統、調光系統均穩定可靠。值得一提的是，杭州大劇院歌劇院在2016年杭州G20峰會期間作為其中B20峰會的分會場，大劇院承擔全部燈光系統，并圓滿完成了保障任務。