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舞臺演出是視聽覺融合的藝術，視效是其中重要的組成部分，在演出中起著舉足輕重的作用。舞臺視效的呈現主要依靠舞臺燈具、LED顯示屏、投影等設備，但分別獨立控制給舞臺整體呈現視覺效果帶來不便。目前舞臺各類視效設備控制方式主要有以下三種形式：

現有的舞臺視效設備控制方案，無論是單純的視頻控制臺，還是網絡燈光控制臺加數字媒體服務器的方式控制LED顯示屏或投影機，都存在以下幾個方面的不足：

隨著舞臺視效設備數量越來越多，應用技術不斷更新，多系統控制、多舞臺產品的視覺效果搭配的需求越來越迫切。

1 舞臺視效聯動控制系統設計原則

舞臺視效聯動控制系統研制目標是面向非專業演出場所及一些中小型劇場，提供簡單、易用、集成化、一體化綜合控制臺。系統研發遵循以下原則。

2 舞臺視效聯動控制系統設計方案

2.1

總體方案

聯動控制系統是以CP 3072PRO視頻處理器為核心開發的，系統框架如圖1所示。

該系統重點在于人機交換界面及程序設計開發，可以分解為三層：（1）頂層為“傻瓜式”人機交互平臺，只要按系統引導預置節目點擊調用播放即可；（2）場景設置平臺，技術人員可以根據場景的要求，設置屏幕效果和燈光控制的結合聯動，舞臺配置的技術參數，按照節目類型編輯；（3）設備設置，對于舞臺設備參數的設置可以在此層預設。

聯動控制臺總體上分為五大部分：綜合控制區、綜合編輯區、多點觸摸屏、系統輸入/輸出接口區、功能設置輔區，以屏效控制和燈效控制為主要功能，兼顧音響控制。其面板設計如圖2所示。

屏效控制的主要架構為： 新的CanBUS總線和PCI-E×16高帶寬接口式視頻輸出板卡，能夠實現最高支持8K@60 Hz的視頻信號輸出簡易舞臺設備，通過內置板卡可以實現不同形式的信號端口輸出視頻信號，針對投影機或LED大屏等顯示終端非常方便選取不同類型的輸入信號接口。采用控臺式面板按鍵，能夠實現對屏體亮度、節目和進度等的簡易式操作。

燈控的主要架構：集成燈光控制臺的控制編輯接口和按鍵，能夠實現對常用舞臺燈具的控制。音效控制主要實現音量、均衡等常規功能操作?？刂婆_能夠實現通過自身及外置硬盤存儲節目素材，將舞臺現場的場景控制（各個視效單元的場景技術要求以節目單元的形式存儲）存儲或調用；實現PC機的聯網控制，同時能夠對系統周邊設備進行自動探測、自動配置、自動狀態監控。設計人機交換界面，通過監視窗口對現場的各個場景進行實時的調度監控控制。

由于非專業演出場所的燈具、燈位、LED屏等視效裝置的設置一般相對較為固定，因此，在使用之前將所有的參數均設置好，以后就可以直接進行操作。開機時，界面將出現模式選擇，用戶可以根據需要選擇推薦模式或是自定義模式。采用推薦模式時，用戶可以直接根據應用場景從視效庫中選擇需要的效果，方便快捷。

如果視效庫中無法找到對應的效果，用戶可以根據自己的需要進行自定義，自定義的所有流程系統將通過智能向導的模式對用戶進行指導，用戶只需要跟著系統提供的“引導助手”即可進行操作。系統操作流程如圖3所示。

接口區為控制臺與各外部設備的接口，主要包括USB接口、DMX接口、網絡接口、音頻接口、MIDI接口、DP1.4接口、DVI接口、SDI接口、HDMI接口、VGA接口等。

2.2

設備智能組網的設計

由于舞臺受控設備種類及數量繁多，需要保證系統能夠兼容這些設備，聯動控制系統的設備智能組網進行重點研發。為了簡化用戶操作，實現“即插即用”，將國際標準組織及各廠商所制定的不同設備控制協議統一為抽象模型，并進行標準化接口描述，注冊到協議管理組件庫中，以支持動態網絡通信協議配置，實現聯動控制系統的廣泛兼容性。針對各個協議進行開發，與通信組件進行溝通，實現前端協議的多種類支持，包括：DMX512、Artnet、sACN、RDM等國際主流演藝設備控制協議，其中Artnet、sACN、RDM等雙向傳輸協議是近年來發展日趨成熟的技術。設備組網的協議識別流程如圖4所示。

2.3

控制臺操作軟件的設計

控制臺操作軟件的設計研發也是一個工作重點。為了提高系統的易用性，良好的人機交互界面設計、智能引導設計是首要的；其次為了降低成本，軟件復用、兼容性、魯棒性、實時性也是需要重點考慮的內容。

為了降低非專業用戶的技術門檻，實現“傻瓜式”操作，任何一個區域都可以設置成相對專門的控制區域，如燈效控制區、屏效控制區、音效控制區或綜合控制區域。控制面板上設置的按鍵包括“場景”“設置”“上翻”“下翻”“確定”“取消”“節目管理”等。并且對于每一步具體的操作，系統都會引導用戶進行。系統內置有燈具信息文件，用戶可以直接調用，也可在控臺上進行編輯另行存儲在控臺或外部存儲設備上。在控制臺操作面板設置“場景”按鍵和上、下、左、右控制鍵，用戶根據應用場景和情節需求，通過上下左右控制鍵對控制臺燈具信息庫中預置的設備信息文件進行選擇預覽，按下“確認”鍵即可完成調用操作。按下控制臺操作面板上的“節目管理”按鍵，可進入節目管理界面，選擇“新建”、“刪除”或者“保存”進行節目管理，用戶也可以對燈具信息庫中的燈具信息文件進行再編輯或者自行設計新的演出文件，從而滿足多樣化、個性化的應用需求。若用戶需要自行設計添加新的效果，選擇“新建”按鍵即可新建一個節目，在智能引導下完成編輯后，選擇“保存”加入燈具信息庫，即可進行調用。用戶創建新文件的流程如圖5所示。

屏效控制要操作簡便，所見即所得?？刂婆_面板上設置播放控制鍵區和編輯鍵區。用戶按下編輯鍵，即可進入編輯界面，由兩個窗口組成，播放窗和控制窗。播放窗口是用來顯示用戶所要播放的文本、圖像、視頻等內容。軟件支持多個播放窗簡易舞臺設備，每個播放窗對應一塊顯示屏，每個播放窗中可以進行獨立打開節目文件、獨立播放、獨立編輯等而不影響其他播放窗。控制窗是用來控制播放區的位置、大小及所要播放的內容，控制窗可以展開為編輯窗，控制窗包含菜單條和工具條以及編輯控件?！霸O置”菜單包含多屏組合/同步、調整大屏亮度/對比度/色溫、設置大屏區域等。屏效控制操作流程如圖6所示。

系統以屏幕控制和燈光控制為主要功能，兼顧基本的音效控制，實現音量、均衡等常規功能操作，主要功能包括音源選擇、音量大小、音色等的簡單控制。

3 系統的特點及優勢

系統從市場應用及客戶的需求出發研發舞臺視效設備聯動控制系統，具有多用途、通用化、易操作等特點，具有良好的實用價值和市場前景。

（本文為長沙市科技計劃重大專項資助項目研究成果，項目編號：kq1703025）

選自《演藝科技》2018年第8期 白石磊，鎖意涵，范緒威，王景《舞臺視效設備聯動控制系統設計》，轉載請標注：演藝科技傳媒。更多詳細內容請參閱《演藝科技》。