舞臺多元素集中控制的7大基本條件

　　當今時(shí)代，文化藝術(shù)與科技緊密相連。舞臺藝術(shù)家和舞臺技術(shù)工作者一直在思考，如何把各種高新技術(shù)融入舞臺表演 中。北京奧運會(huì )開(kāi)幕式 等國內外各種大型的文體表演、保留劇目與數字化多媒體技術(shù)的融合，及多媒體劇或3D Mapping表演秀等等，無(wú)不體現出多元素融合的創(chuàng )新設計理念、新穎而多元化的舞臺表現形式，和機械運動(dòng)與聲音、光影變化運動(dòng)相結合的藝術(shù)表現手法，它們都極大地豐富了舞臺藝術(shù)語(yǔ)言，構建了良好的觀(guān)演關(guān)系。

　　隨著(zhù)文藝演出舞臺形式的豐富，演出中使用的舞臺機械 、燈光 、音響 、視頻等演藝設備的種類(lèi)和產(chǎn)品數量均日益增加，設備技術(shù)應用也更加復雜，演出過(guò)程中對各種設備之間的協(xié)同工作和集中控制提出了新的要求。

　　1 舞臺系統設備集中控制的意義

　　舞臺演出是一門(mén)綜合藝術(shù)，編劇、導演、表演、舞臺美術(shù)、舞臺機械等都是其重要組成部分。對舞臺燈 光、音響、機械、視頻和多媒體等舞臺應用各技術(shù)元素在一定程度上進(jìn)行集中控制，可以拓寬舞臺表演空間、加強演員與多媒體影像的互動(dòng)性，最大限度地將各類(lèi)舞臺專(zhuān)業(yè)設備與藝術(shù)深度融合，更精確地為舞臺藝術(shù)服務(wù)。

　　2 舞臺多元素集中控制的基本條件

　　2.1構建一個(gè)穩定可靠高效的系統局域網(wǎng)

　　不同的設備之間要通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接、通訊，上傳媒體文件、發(fā)送控制指令、接收控制指令等等，需要一個(gè)穩定可靠高效的局域網(wǎng)平臺。應在不同的數據節點(diǎn)位置設置相應的數據工作站。數據工作站必須配備在線(xiàn)式UPS不間斷電源，配置可堆疊、可級聯(lián)的千兆網(wǎng)絡(luò )交換機。為方便各數據基站間隔較遠時(shí)，可通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數據交換，交換機必須帶有SFP光電轉化模塊。光接口要求符合SFP MSA和IEEE802.3 z標準，為防止光纖跳線(xiàn)脫落，建議采用雙LC連接器; SFP光電轉化模塊須支持熱插拔，支持傳輸距離不小于2 km。

　　2.2構建一個(gè)演出媒體交互平臺

　　嵌入式Windows操作系統和Linux操作系統的媒體服務(wù)器的操作系統穩定性好，但不支持多媒體素材文件本地上傳，必須采用客戶(hù)端軟件(見(jiàn)圖1)進(jìn)行上傳。另外，控制(見(jiàn)圖2)、監控系統相關(guān)信息的查閱、拾取、打印也需要一個(gè)素材交互傳輸平臺。此部分的網(wǎng)絡(luò )通訊可以采用在數據工作站的管理型交換機下堆疊交換機的方式進(jìn)行搭建。

　　圖1 Linux操作系統的媒體服務(wù)器客戶(hù)端軟件素材上傳界面

　　圖2 Linux操作系統的媒體服務(wù)器客戶(hù)端軟件部分控制界面

　　2.3支持Art-Net網(wǎng)絡(luò )控制的綜合控制臺

　　作為綜合型的網(wǎng)絡(luò )控制臺，應該具有公共的Art-Net控制功能。Art-Net是一個(gè)10BaseT(現在A(yíng)rt-Net 3已經(jīng)適用于千兆網(wǎng)，即1000BaseT)基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，其目的是用標準網(wǎng)絡(luò )技術(shù)允許遠程傳輸大量的DMX512數據?？刂婆_本身Art-Net控制域越多，意味著(zhù)它所能供給第三方被控制設備分配的DMX地址也就越多，但考慮到系統多機熱備份和控制臺本身運算壓力的問(wèn)題，一般認為超過(guò)一定參數后，需要增加具備獨立處理能力的網(wǎng)絡(luò )處理器。同時(shí)，考慮到視頻控制的便捷性，網(wǎng)絡(luò )控制臺和媒體服務(wù)器(見(jiàn)圖3)都應該支持CITP協(xié)議，支持全連通性的縮略圖導入和視頻信息預覽(見(jiàn)圖4)。綜合控制臺在對舞臺機械進(jìn)行控制時(shí)，必須能夠在控制臺上直接監視到舞臺的具體情況(見(jiàn)圖5)，若顯示器窗口不夠，可外接屏幕作為舞臺機械運行的專(zhuān)業(yè)監視器。

　　圖3 媒體服務(wù)器CITP協(xié)議設置界面

　　圖4 支持CITP協(xié)議控制臺的縮略圖自動(dòng)導入

　　圖5 綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺直接對舞臺進(jìn)行監視

　　2.4具備獨立運算能力的網(wǎng)絡(luò )參數處理器

　　隨著(zhù)局域網(wǎng)內控制參數增加到一定程度時(shí)，這時(shí)通過(guò)控制臺本身的系統狀態(tài)監控界面可以看到需要占用控制臺更多的硬件資源，從理論上講會(huì )給控制系統的運行帶來(lái)一定的系統風(fēng)險。這時(shí)，需要在系統中加入網(wǎng)絡(luò )處理器(工作界面見(jiàn)圖6)來(lái)獨立分擔參數運算或減輕控制臺的運算負擔?？刂葡到y網(wǎng)絡(luò )處理器具有和控制臺相同的主板、處理器。網(wǎng)絡(luò )處理器通過(guò)主控制臺授權經(jīng)過(guò)千兆局域網(wǎng)加入系統會(huì )話(huà)后，在運算時(shí)不會(huì )占用控制臺資源同時(shí)還能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )擴展。

　　圖6 網(wǎng)絡(luò )處理器工作界面

　　在滿(mǎn)足系統安全性的前提下，還能滿(mǎn)足控制域和物理DMX512地址擴展的需求，非常安全可靠。另外有時(shí)為了信號傳輸的便捷性，還需要在系統中加入網(wǎng)絡(luò )協(xié)議轉換器。某大型演出中的部分網(wǎng)絡(luò )處理系統(見(jiàn)圖7)。

　　圖7 大型演出中龐大的網(wǎng)絡(luò )處理系統

　　2.5支持DVI-D、DisplayPort

　　視頻信號輸出的媒體服務(wù)器數字媒體服務(wù)器，在舞臺多元素集中 控制系統中不僅承擔著(zhù)媒體文件播放控制的作用，往往還承擔著(zhù)畫(huà)面拼接融合、圖層控制、時(shí)間軸線(xiàn)性編輯、多點(diǎn)曲面校正、梯形校正、特效控制、服務(wù)器自身輸出(或通過(guò)專(zhuān)業(yè)外置聲卡輸出與影像同步的高品質(zhì)音源至調音臺 接口箱或調音臺本地)等任務(wù)。比較常見(jiàn)的服務(wù)器視頻輸出信號接口有DVI-D(見(jiàn)圖8)、DisplayPort(見(jiàn)圖9)。

　　圖8 帶DVI-D輸出接口的媒體服務(wù)器

　　圖9 帶DisplayPort輸出接口的媒體服務(wù)器

　　另外，在大型的綜藝演出或電視臺的直播節目中，媒體服務(wù)器還具有采集外來(lái)視頻信號輸入的功能。常見(jiàn)的輸入信號有DVI-D、HD-SDI等(見(jiàn)圖10)。

　　圖10 帶DVI-D、HD-SDI多通道信號采集接口的媒體服務(wù)器

　　2.6有關(guān)音頻 信號的處理

　　舞臺多元素集中控制和音頻信號有關(guān)的控制方式主要有兩種：一種是由數字調音臺給出MIDI/SMPTE等音視頻同步信號，到綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺觸發(fā)TIME CODE時(shí)間碼(見(jiàn)圖11)的方式來(lái)進(jìn)行集中同步控制;另一種是由綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺手動(dòng)控制或TIME CODE時(shí)間碼控制數字媒體服務(wù)器的素材播放，然后由數字媒體服務(wù)器的專(zhuān)業(yè)外置聲卡(見(jiàn)圖12)輸出高品質(zhì)的音頻信號至調音臺本地或數字調音臺舞臺接口箱輸入接口(見(jiàn)圖13)。

　　圖11 TIME CODE時(shí)間碼控制界面

　　圖12 配置專(zhuān)業(yè)外置聲卡的媒體服務(wù)器

　　圖13 媒體服務(wù)器輸出音頻信號至擴聲系統示意圖

　　2.7支持Art-Net協(xié)議、ACN協(xié)議控制的舞臺機械編程控制平臺

　　舞臺機械控制系統一般分為PLC軟件功能和上位機軟件功能。PLC軟件主要功能包括：權限控制、設置數據、設備互鎖、設備控制，設備編組，變頻器狀態(tài)顯示及復位報警，程控Ⅰ/Ⅱ，場(chǎng)景的編輯和運行介入，故障信息顯示等等。

　　上位機軟件主要功能包括：設置設備名稱(chēng)，設備場(chǎng)景數據設置及編場(chǎng)，劇目計時(shí)，主機信息顯示，日志生成打印，劇目下載等。采用自動(dòng)控制系統可以對舞臺機械設備的運行參數進(jìn)行高速實(shí)時(shí)的監視，如位置、速度、限位、負載等?？梢栽诒硌萸疤崆霸O定各設備的運行參數，生成預設場(chǎng)景。

　　在諸多的文藝演出中，除了單獨的機械子系統要求在表演過(guò)程中能夠對各種舞臺機械設備的運行定位、同步、速度等做出更精確的控制之外，還要求能夠接入整個(gè)演藝控制系統，實(shí)現音視頻機械燈光等系統的一體化精確集中控制。也就是說(shuō)，在舞臺機械的獨立控制系統之上有一個(gè)總體的集中控制系統，這就要求舞臺機械操作臺(見(jiàn)圖14)能夠通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接受綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺的Art-Net網(wǎng)絡(luò )信號控制，能夠直接在綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺上對舞臺機械的場(chǎng)景進(jìn)行調用或直接編輯，控制臺提前針對舞臺機械的相應功能編輯對應的設備通道信息識別文件。同時(shí)要強調的一點(diǎn)就是：舞臺機械控制系統在接受綜合網(wǎng)絡(luò )控制臺控制時(shí)，其自身應具有能夠獨立和優(yōu)先控制的操作界面系統，演出過(guò)程中由專(zhuān)人值守、監視，以確保舞臺機械系統運行的絕對安全。

　　圖14 幾種常見(jiàn)的舞臺機械控制臺