哈尔滨大剧院舞台灯光系统设计
【摘要】介绍哈尔滨大剧院的舞台灯光系统设计方案，包括灯光控制系统、调光系统、网络传输系统、灯具系统情况等。
【关键词】哈尔滨大剧院；舞台灯光系统；灯光控制系统；调光系统
1 工程概况
哈尔滨素有中国“东方莫斯科”之称，亦在2010年被联合国教科文组织授予“世界音乐之都”。
哈尔滨大剧院（见图1）坐落于哈尔滨市松北区太阳岛风情区内，是哈尔滨规模最大、水准最高、功能最完善的标志性文化设施，作为哈尔滨地标性文化演艺场所备受瞩目。
哈尔滨大剧院观众厅长29 m（其中二层楼座后墙向后延伸3.45 m，三层楼座后墙向后延伸5.14 m，见图2）。
剧院观众厅宽约20 m～31 m，平均高约16 m。
舞台开口尺寸宽18 m、高12 m（见图3）。
2 灯光系统主要功能与设计指标
2.1 主要功能
●剧场竣工后将达到国际一流、国内领先的大剧院。
图2 大剧院观众厅
图3 大剧院舞台
●能够满足以大型综艺节目和晚会为主，能满足大型舞台剧、歌舞剧、综合性歌舞、音乐会及大型国际会议等多种潜在用途的演出使用要求；
●能够满足各种歌舞剧目之间紧凑、繁忙的演出及转换使用的要求；
●能够满足各种电视现场直播或录制使用要求；
●能够适应国内外灯光师及操作人员的使用要求，满足演出特殊的要求；
●能够达到便于管理、自我完善的要求，并且具有完善的全备份功能，保证系统的高可靠性、高安全性、高先进性；
●能够针对不同文化基础的艺术，考虑其最复杂的形式，满足广泛、多样的剧目编排的使用要求。
2.2 设计综合指标
●哈尔滨大剧院大剧场舞台灯光系统供电1 200 kVA；
●照度指标：舞台平均照度不低于1 200 lx，相对于表演区内任意位置，有不少于三个方向的光，每一方向光的最大白光照度（单灯效果）不低于1 000 lx；
●色温：常规灯具3 050 K±150 K，特效灯具4 700 K～6 000 K；
●显色指数Ra＞92；
●系统符合ACN或ARTNET协议的标准；
●噪声指标：所有设备开启时的噪声及外界噪声干扰（不高于NR25）满足演出时的要求，效果器材的噪声不大于30 dB（1 m处为测试点）。
3 舞台灯光系统介绍
舞台灯光系统设计是遵循各类舞台艺术表演的规律和特殊使用要求
进行配置的，其目的在于将各种表演艺术再现过程所需的灯光工艺设备，按系统工程进行设计配置，使舞台灯光系统准确、圆满地为艺术展示服务。
●创造舞台布光自由空间，能适应各种布光要求。
●灯光系统可以持续运行，并可以适应未来演出发展，在现有灯光系统基础上预留适当的扩展空间。
●系统的抗干扰能力和安全性作为重要设计指标。
●各类新型控制设备以及新型灯具设备被引入系统设计中。
●建立一个安全性高、抗干扰能力强、传输量大、衰减小的信号传
输系统。
舞台灯光系统整体架构以光纤、以太网络为核心，配置数字化、网络化的控制及调光（可控硅）设备。
舞台灯光的回路数和布局尽可能考虑到最大使用的特殊情况。
系统方案根据在充分考虑系统的可靠性、先进性、合理性及经济性的前提下，配置一套控制灵活、操作方便、功能齐备的现代化、智能化的灯光网络系统。
大剧院完整的舞台灯光系统包含：灯光控制系统、调光系统、网络传输系统、灯具系统以及管线附件等。
3.1 灯光控制系统
舞台灯光的工程设计须满足光区控制、光色控制、光量控制这三个方面，三者的有机结合是对演出空间产生具有美学价值的舞台光的前提条件。
哈尔滨大剧院舞台灯光控制系统核心为3台ETC EOS Console 8 192路数字网络综合控制台。
3台控制台性能完全相同，彼此可以互为备份。
主备控制台能够相互之间网络热备份，可任意设置一台为主或副控制台，并可随时切换，内置触摸显示屏，符合CE标准。
配置流动控制台1台，性能与主控制台ETC EOS 8 192路数字网络综合控制台一致。
灯光控制台专供演出时的常规灯、电脑灯、效果器材、机械转臂等控制，位于灯控室。
具有DMX512、以太网接口和调光柜信息的反馈接口等，能支持ACN格式协议。
配置ETC NET3 IRFRIpad 16G Wifi无线遥控器2台，符合CE标准。
便于技术人员灵活控制现场效果。
另外，配置C2KS山特UPS电源（2 kVA）不停电电源1套。
3.2 调光系统
大剧院使用ETC HSR48AF Sensor3 dimmer rack网络反馈调光柜11套，符合UL标准。
其中3 kW舞台调光模块694路，5 kW舞台继电器直通模块362路。
3 kW工作灯/场灯调光模块32路，5 kW工作灯/场灯继电器直通模块32路。
调光和继电器直通抽屉可以互换，每个调光或继电器直通柜都能以太网直接控制，也可以DMX512控制，每个调光模块可自由设定任意的ID和输出功率。
符合UL标准的ETC调光柜具有高效扼流圈、优良的通风散热系统，充分保证设备安全、可靠、稳定性。
Smart Bar 6路分布式调光器37套，共222路，符合UL标准。
大剧院调光系统具有以下特点：
（1）调光精度高，达30 000 steps（16 bit），抗干扰能力强，上升时间大于320 μs，调光柜在电路、通风、散热等工艺设计精巧，体积小，稳定可靠，在全世界拥有广泛应用和稳定表现。
（2）使用UL标准的ETC Sensor3 HSR48AF调光柜符合ACN协议标准网络端口。
（3）调光柜同一柜体可调光直通模块通用互换，实现设备配置的集约经济。
（4）分布式调光采用自然散热设计，没有风扇没有噪声，方便在舞台现场使用。
（5）杆式调光器可以做灯杆使用直接挂灯，使用更为方便灵活。
3.3 灯光网络系统
3.3.1 灯光网络系统概述
哈尔滨大剧院灯光网络系统采用ETC NET3网络系统，对各类演出协议的开放性好、兼容性强，系统兼容DMX、RDM、ART-NET、ACN等协议和数据格式，兼容性好，可向下兼容。
网络系统严格遵循TCP/IP网络协议及USITT DMX512/1990，整体控制采用以太网控制，符合ACN协议。
主干网络采用环形结构，利用光纤把每一个中继站连接起来，形成一个封闭的环路；支线网络采用星形结构，利用六类线把信息从中继站直接送到每一个用户点。
3.3.2 灯光网络配置说明
灯光网络控制信号网络工作站设计灯光控制室、栅顶、调光硅柜控制室以及上场门四套，工作站光纤输出以环型链接。
网络工作站设置于灯光控制室作为总控制站，从总控制站输出若干对光纤分别到所有面、耳光、追光灯、挑台光、硅柜室网络工作站，另从数字调光台输出A、B两路DMX信号控制至光纤全数字智能化硅柜作为备份，整个调光控制系统就具有光纤和DMX并行信号传输，当光纤传输万一发生故障时，可紧急起动于DMX512传输信号，以保证主控制信号的接收万无一失。
网络工作站分别设置于调光硅柜室、上场门、栅顶，从就近的工作站输出若干网络分别到栅顶、后舞台栅顶、舞台地面、所有网络点位，整套网络中可在任一工作站连接点，方便用户在任意空间的使用网络控制设备来操作舞台灯光设备；另外，可用无线网络系统对舞台灯光设备进行控制。
信号分配柜信号来源主要分为四个区域：控制室、硅箱室、舞台栅顶以及舞台区域。
分配柜中均包含：
● 1～2套48口交换机，每台交换机配置24口自锁式以太网插座面板。
● 1套网络信号/DMX512（RDM Ready）信号双向转换器2组（2 048）。
● DMX跳线盘。
●多套DMX放大器，每套放大器1进10出。
●两套光纤模块，一套光纤转换器。
●符合IEEE802.3af 协议的转换器。
● UPS后备电源（2 kVA，0.5小时）。
3.4 灯光供电回路方案配置
大剧院舞台灯光系统共配置了调光及直放回路共1 056路和222路分布式调光。
还配备12个备用电源箱，在特殊演出要求下专门给流动硅箱以及临时布光供电。
综合考虑一些综艺性节目的要求，安全配电容量应为1 200 KVA。
其中：
●调光回路3 kW/回路，共692回路，直通回路5 kW/回路共364回路；
●分布式调光回路3 kW/回路，共222回路；
● 125 A备用电源：8处，250 A备用电源4处；
●以太网：139个；
●投影机光纤及信号接口：6个。
3.5 舞台灯光位置和灯具布置
哈尔滨大剧院设置面光二道，挑台光一道；乐池顶光一道；耳光左右各二道；追光三只，布置在追光室内；主舞台灯光吊杆六道，左右测灯光吊笼各六道；后舞台灯光吊杆5道。
主要灯光设备布置如图4～6所示。
（1）面光
一道面光灯具的光轴射线到台口线与舞台地面的夹角为45°～50°。
一道面光主要照明镜框舞台内表演前区，设调光回路30回路，直通回路6回路。
灯具选用10°成像聚光灯，共30只。
二道面光灯具的光轴射线到升降乐池前沿与伸出台面的夹角为45°～50°。
二道面光主要照明镜框外乐池升起的伸出舞台的表演照明，设调光回路30回路，直通回路6回路。
灯具选用5°成像聚光灯，共32只。
（2）耳光
第一道耳光主要用于主舞台的照明。
第二道耳光主要用于乐池升起后，主舞台扩大部分主舞台照明。
灯具的选用：在本剧场中，左右两道耳光各设调光回路12回路，直通回路6回路，灯具选用14°和19°成像聚光灯。
左右两道耳光各18只灯具，总共36只。
（3）观众席挑台灯光
大剧院舞台灯光系统在一层和二层观众席挑台中央及两侧各设置18路调光回路，12路直放回路。
灯具选用5°和10°成像聚光灯以及机械化智能灯具。
（4）柱光
左右柱光各设调光回路18回路，直通回路6回路，灯具选用进口19°成像灯、15°～30°变焦成像灯以及可变光束PC聚光灯。
左右各8只成像灯、6只聚光灯。
（5）侧光吊杆
位于舞台侧面的侧光，在本剧场中侧光吊杆各设调光回路18回路，以及分布式调光12路，直通回路6回路。
灯具选用进口19°成像灯、15°～30°变焦成像灯以及可变光束PC聚光灯。
每只测光吊杆上布置12只成像灯、12只螺纹灯、4只电脑灯、2只聚光灯。
共4只测光吊杆。
图4 大剧院灯光设备平面布置图
图5 大剧院灯光设备剖面布置图（6）舞台流动灯光
对应天桥侧光，在每一个天桥光下微动台位置设流动光调光回路3回路，直通回路1回路，灯具选用36°成像灯以及多功能螺纹聚光灯。
（7）顶光
主舞台区五道顶光，后舞台设五道灯光吊杆。
每道灯杆上布置6只成像灯、12只螺纹灯、12只聚光灯、12只冷光源灯、12只LED灯。
灯杆上设置调光回路24回路，分布式调光12路，直通回路12回路。
在灯具的配置上以冷光源聚光灯、柔光聚光灯、LED灯、成像灯为主，另外，还配置了染色灯、摇头电脑灯，便于布光灵活运用，以及制造舞台空间静态与动态灯光效果和人物特殊造型。
（8）天幕光
在灯光渡桥上配置了天排灯10台，在台上配置了地排灯12台。
图6 大剧院灯光设备三维布置图（后舞台区域略）
图7 舞台灯光照明测点布置示意图
表1 舞台灯光照明测试数据
测量点1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D水平照度/lx 731 863 1 272 1 293 1 279 2 015 1 346现场色温/K3 2073 1943 1893 1913 1813 1773 207垂直照度/lx1 3201 3751 5981 6691 5771 3531 322测量点1C2C3C4C5C6C7C 水平照度/lx1 8212 9103 3603 7464 0964 5281 858现场色温/K3 3083 2453 2853 2993 1973 1663 111垂直照度/lx1 3581 5341 7371 8891 8421 5031 349测量点1B2B3B4B5B6B7B水平照度/lx2 6664 0316 1815 2084 4417 7733
336现场色温/K3 2083 2713 2923 2023 2393 2103 176垂直照度/lx1 2491 2872 5531 8611 7632 0931 152测量点1A2A3A4A5A6A7A水平照度/lx1 0451 9503 2503 1382 9772 263466现场色温/K3 2273 2343 2493 2053 2253 2243 212垂直照度/lx1 2211 2322 0961 8391 5451 5871 283
表2 舞台灯光照度及色温测试结果汇总
检测项目设计标准值检测结果结论平均水平照度/lx验收标准要求≥1 500 2 780.11合格平均垂直照度/lx验收标准要求≥1 500 1 502.75合格现场平均色温/K验收标准要求3 050 ±150 3 212.46合格
4 竣工验收
项目竣工后，哈尔滨大剧院舞台灯光施工方杭州亿达时灯光设备有限公司进行了现场灯光效果测试。
舞台测光点如图7所示。
所有测点间距2 m，4A点距离台口内侧线2 m。
测量时，所有面光、顶光、柱光、侧光全部打开，100%亮度。
测试数据如表1、表2所示。
5 总结语
从哈尔滨大剧院的使用效果观察，大剧院的灯光设计满足了最初的设计目标，得到了业主和使用方的肯定。
本文也意在对此次设计过程进行一次总结，希望各位前辈和同行提出宝贵意见。
