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2022中国舞台影视灯光调研分析报告——工程应用篇

2023-07-25    

来源:中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会

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导语: 2022年9月?2023年3月,中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会组织40位行业专家,分成6个调研组,先后赴广州、泰州、杭州、上海、北京、佛山等地的26家企业进行调研。其中与工程应用相关的企业有6家。

  2022年9月?2023年3月,中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会组织40位行业专家,分成6个调研组,先后赴广州、泰州、杭州、上海、北京、佛山等地的26家企业进行调研。其中与工程应用相关的企业有6家。

  本次调研涉及的企业包括(以调研时间为序):广东华晨影视舞台专业工程有限公司(以下简称:华晨影视)、江苏建声影视设备研制有限公司(以下简称:江苏建声)、浙江大丰实业股份有限公司(以下简称:浙江大丰)、上海汇焰智能科技有限公司(以下简称:上海汇焰)、北京金东高科科技有限公司(以下简称:金东高科)、北京北特圣迪科技发展有限公司(以下简称:北特圣迪)等6家企业,涉及国家大型活动舞台工程、演播室、剧场、标志性文旅等9个演艺工程项目应用案例,见表1。

  演艺工程是各种技术及设备的系统应用。本文分析总结调研组所考察企业的产品研发、工程应用和技术亮点等情况。

表1 工程项目名录

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  1 舞台机械在冬奥会开闭幕式上大放异彩

  舞台机械是演出中不可或缺的一部分。近年来,中国舞台机械企业在舞台及舞台机械装置设计、研发制作、系统集成与控制等方面都得到快速发展,产品被广泛应用于各类演出工程。尤其是2022年,舞台机械等演出设备在世界瞩目的北京冬奥会开闭幕式上的应用,全面展现了中国舞台科技综合能力和水平。北特圣迪、金东高科、浙江大丰等舞台机械企业,参与奥运工程,共同承担了部分地面中央舞台机械系统,以及冰瀑大型表演机械、主火炬升降旋转机械、冰立方等(不含LED屏)特殊机械装置设计研制安装工程。下面介绍几项具有代表性的舞台机械装置系统应用案例。

  1.1 结构复杂的巨大“冰瀑”,真实、震撼

  北京冬奥会开幕式上,在场地正东侧的“冰瀑”大型表演装置(以下简称:“冰瀑”),一点水墨滴落,幻化成“黄河之水天上来”的奔腾气象,倾泻而下;瞬间“冰瀑”下部LED屏迅速升起,转换为“中国门”,运动员由此入场,成为冬奥会开幕表演的一大亮点,见图1。

  “冰瀑”的结构和机械升降系统由北特圣迪研制完成。“冰瀑”由固定显示系统、升降显示系统、固定斜坡道及后部通道等几部分组成。其主体结构长19.2 m、宽7.6 m、高59.2 m,高度高、占地面积小,呈细高形状,为提高结构的抗风能力,采用钢结构搭建,地面设置了承力平台,保证主体结构的稳定性。“冰瀑”正面底部中间设置14 m×7 m可升降提升门,其结构上布置LED显示屏,通过提升屏的升降动作,实现相关创意场景切换。当提升门处于下限位状态时,与固定显示装置的固定屏及固定斜坡道的地屏在视觉上形成一道整体屏,以展现创意视频影像。当提升门升至最高位置后,“冰瀑”下部屏迅速升起,瞬间转换为“中国门”,将地面固定坡道完整呈现,形成运动员入场通道。

  1.2 巨大的“冰立方”演绎着“五环”的诞生

  “冰立方”是北京冬奥会开幕式最核心的表演设备,是展现“冰雪五环”的主体设备,其外形是长方体,其顶部台面及四周均设置了LED屏,营造冰面效果。该装置通过与地面LED影像配合,给人一种无比真实的感觉,尤其是“冰立方”机械设备下降过程与碎冰影像融为一体,晶莹剔透的“冰雪五环”从“冰立方”碎冰块中“破冰而出”,体现了舞台升降机械和视频影像的高精度配合,实现了技术与艺术的完美结合,成为本届冬奥会开幕式的又一大亮点,见图2。

  “冰立方”的机械升降系统由金东高科深化设计与研制、完成施工。“冰立方”结构长22 m,宽7 m,升降行程10 m,升降速度最快能达到0.42 m/s,是普通升降台速度的1.4倍。由于设备体量大、载荷重、速度快、四周LED体量及整体性要求高等技术难点,技术团队采用设计建模、有限元计算、动态仿真、样机试验等方案进行优化,保证“冰立方”在开幕式中的完美呈现。

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  1.3 主火炬“大雪花”是机械应用点睛之笔

  主火炬系统设备包括中央升降台及主火炬地面装置、主火炬台、上空主火炬姿态调整执行机构组成。火炬“大雪花”直径15 m,由96片小雪花和6个橄榄枝组成,每一片小雪花、每一个枝头上采用的都是全彩LED直显屏;整体体型庞大,升降过程前尖不能与地面接触。

  地面装置主要由LED底盘、主火炬辅助翻转提升装置和台阶踏步升降装置等三部分组成。主火炬在展现之前放置在中央升降台上,当中央升降台上方盖板打开,主火炬被托举上升至舞台面,进入“点火仪式”环节。浙江大丰设计研制的主火炬翻转提升装置驱动系统托举着“大雪花”慢慢升起。随后北特圣迪负责深化研制的主火炬姿态调整执行机构在威亚小车的带动下,从表演区北侧备场移动至中央升降台上空,当下放钢索、氢气管道和电缆与主火炬相连,火炬点燃后,执行机构提升主火炬“大雪花”至空中并360°旋转,完成主火炬的姿态调整和展示,把全貌展现给主席台和世界观众,尽显中国式浪漫。主火炬“大雪花”“冰瀑”“五环”与LED屏影像,共同形成美轮美奂的舞台画面,成为冬奥开幕式的点睛之笔。大雪花升降,见图3。

  可见,在大型演出活动中,为满足创意创新的需求,舞台机械的规模体量向超大型化发展,演艺装置结构复杂、集控化程度越来越高,越来越多地采用了舞台机械搭载LED屏、灯具等视效设备的组合运动。

  2 升降设备在演出场所中的创新应用

  舞台桁架与吊杆是演播室、体育场馆等演艺工程必不可少的舞台升降设施。近年来,相关企业不断研发和创新,吊杆从单一的升降发展为旋转、升降、平移等,演出桁架也由临时组合。发展为母架系统整体组合。所谓母架系统是指由桁架和控制设备组成的固定桁架整体组合体,其下方可吊挂灯具、音响、屏幕、景片以及桁架等,为演出提供方便、快捷的操作方式,助力演出安全。

  2.1 母架系统常驻体育馆

  体育场馆举办演出的临时搭建模式不仅存在取点不规范、易损害场馆网架结构、拼接母架花费时间长、安全检查难度大、高空作业不安全等多种安全隐患等问题。为此,上海汇焰自主研发和生产的母架系统产品,该产品包括HAIC-LITE控制台、数控电葫芦、吊挂系统控制软件、HCU-VS1单路控制柜、OXCELL载荷监控单元、电动葫芦控制单元嵌入式软件,能满足各种活动对灯光、音响、视频等设备的安装施工需求,实现高难度的舞台搭建。该母架系统已成功应用且固定安装在宁波奥体中心体育馆项目中,见图4。

  宁波奥体中心体育馆主舞台区母架使用20个30 kN吊点和4个10 kN吊点,面光区母架使用8个30kN吊点。主舞台区母架自重约7 950 kg,桁架规格分别为主梁:600 mm×1 000 mm,副梁:760 mm×520 mm,四面接头:600 mm×600mm×1 000 mm,架子内接头:600 mm×1 000 mm。面光区母架自重约2 546 kg,桁架规格分别为主梁:600 mm×1 000 mm,架子内接头:600 mm×1 000 mm。该系统便于演出方和场馆方安全使用和管理,有助于提高场馆利用率。

  2.2 旋转吊杆系统成为演播室工程应用的新宠

  广州电视台600 ㎡演播厅吊挂及灯光工程项目由华晨影视承接完成。600 ㎡演播厅是全功能演播厅,主要用于各种综艺栏目、颁奖晚会、文艺演出及访谈类节目的制作,能够满足高清节目或4K、8K超高清节目录制要求。该工程获中国照明学会奖演出场所照明工程设计二等奖。

  该项目采用华晨影视创新研制的数字三维吊杆。该吊杆可上下、水平、旋转实现三维立体布光,同时亦可吊挂景片、LED屏等,其控制系统采用1对1变频控制方式(每台电机都需要变频),采用Ethernet工业以太网通讯协议;设有紧急停止按钮,配置了雷达防撞、激光测距、紧急刹车、机械防撞和精确位置检测等多重防护措施,确保安全运行。

  这次考察中了解到,江苏建声也对数字三维升降、旋转、行走吊杆等技术进行了研发,在其展厅进行了相关设备演示和应用案例介绍。

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  3 演艺设备拓展了剧场及竞技馆空间

  随着科技发展,机械臂等新技术更多用于文旅活动,舞台灯光等专业设备也应用于竞技馆的场地,拓展了演艺设备应用空间。

  3.1 机械臂成为舞台空间灵活变换的魔术师

  近年来,机械臂的灵活变化为演出提供了组合平台、分割平台、斜平台、瀑布水平台和投影表演平台。据金东高科介绍,在其完成的长征大剧院项目中使用了当前最大机械臂升降台,魔术师般最大可能地为舞台表演提供了多变的舞台空间。

  机械臂升降台由2套机械臂组成,并排布置在舞台前表演区,每套机械臂升降台有6个运动轴,运动轴设置了位置监测,对各轴的运动进行了合成,保证台面的各种姿态位置精确。台面尺寸12.5 m×12 m,台体为双层升降台,总运动载荷120 t。机械臂台面经过特殊处理,既能作为舞台面使用也能作为投影面使用,且两台机械臂台面间拼合无缝隙,见图6。

  3.2 舞台灯光为竞技场馆创造神秘空间

  浙江大丰在杭州亚运电竞中心项目中,其灯光系统设计上偏重于演艺效果,在馆内顶部安装了190多台可以旋转升降的舞台效果灯具。由此,比赛时可以用不同的光色划分观众席区域,达到区域分明、直观的效果,便于管理;同时,根据竞技内容的不同,利用灯光创造相应的空间环境,突出竞技场景,营造神秘紧张的氛围,增强与观众的情感沟通。

  该项目采用66台0.5 t和12台2 t环链电动葫芦,以及多组沿屋顶结构梁轨迹配置的弧形桁架,可根据实际需要悬挂灯具、音响、LED屏、景片等。机械桁架系统的灵活布局和22 m的大行程,能够满足电竞比赛和室内体育赛事等不同使用模式的需求。见图7。

  4 动态雕塑在文旅项目中的应用

  由于机械控制技术的发展,动态雕塑矩阵的广泛应用,动态雕塑已成为城市和文旅场所不可或缺的风景线。

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  4.1 拈花湾微笑广场动态雕塑

  拈花湾微笑广场动态雕塑,如出水芙蓉,成为广场的亮点,她盘旋在水面上楚楚动人,像8位妙龄少女,又像8棵亭亭玉立的树,用光影、色彩来装饰,用写意的方式,以“四季更迭、生命轮回、对语问禅”作为核心演绎内容,引导观众身临其境地走入梦幻世界,展开全景体验与畅想。据浙江大丰介绍,动态雕塑机械水面以

  上高18.38 m,水面以下深2.5 m,配合广场的园林景观,构建现代审美和如诗如画的意境,见图8。

  4.2 “圣火之光”动态雕塑

  “圣火之光”动态雕塑以燃烧的火炬为形,融入了光影、花朵、水滴等自然元素形态,以光色为笔、以光影表意,抽象的火焰材质使用镜面不锈钢,白天能映射出蓝天白云与周边树木,使之与环境融为一体,晚上能与光色相配合呈现夜景模式。

  据北特圣迪介绍,该动态雕塑总高度12 m,底座圆柱直径1 m,最粗胸径3.6 m,由36层结构组成,能够进行千变万化的动态组合。每个层级都安装有内置LED灯组,通过旋转时层与层之间的错位缝隙来配合灯光特效,强调变化与动感,展现出火焰的律动之美,使雕塑本身充满灵性,见图9。

  5 结语

  我国舞台机械技术设备有了长足的进步,广泛应用于剧场、演播室、文体旅等场所,应用在国家大型演出活动、竞技馆、智能休闲项目中;演艺设备的规模体量向超大型化发展;同时,机械设备作为其他演出设备的载体,可根据不同演出需要切换不同场景或声效,舞台机械与LED屏、灯光甚至音响等其他设备的组合运动成为舞台设备发展的新特征;演艺装备越来越多参与表演。演出艺术创意无限,技术与艺术深度融合,这对设备的精准性、安全性提出了更高的要求。期待相关企业发扬工匠精神,不断开拓创新,研制出更先进的产品,打造更优质的工程。

  附:调研组成员名单(按参加调研组时间先后顺序)

  王京池 曲国军 林培群 陈永刚 钟国淼 刘建臻 朱小华 祖长山

  刘敏燕 秘根杰 江中鸿 谢渝熙 熊 英 林宏恩 牛学丑 张婷玉

  郭 亮 李传舵 高园缘 罗洪峰 张 勇 白文国 秦小刚 吴剑敏

  葛广利 谭 磊 王 江 张良学 樊长青 胡耀辉 刘 明 郭振渊

  金 明 周 闻 王允祯 冯德仲 陈建民 陈江榕 钟国虹  李恺平

  参考文献:

  [1] 钟国淼,曲国军,陈永刚等. 2022年广州第一次灯光调研报告—吊挂·控制·工程篇[OL].http://www.lightingchina.com/CIES_stage/d48139.html,2022-10-7.

  [2] 谢渝熙,罗洪峰,张勇等. 2022年上海灯光调研报告—工程应用篇[OL].http://www.lightingchina.com/CIES_stage/d48151.html, 2022-11-21.

  [3] 江中鸿,谢渝熙,林宏恩等. 2022年江浙灯光调研报告—工程应用篇[OL].http://www.lightingchina.com/cies_stage/d48146.html, 2022-10-24.

  [4] 白文国,谭磊,樊长青等. 2022(2023)年度北京灯光调研报告—工程应用篇 [OL].http://www.lightingchina.com/cies_stage/d48160.html, 2023-3-1.

  [5] 刘明,钟国虹,钟国淼等. 2021中国舞台影视灯光调研分析报告—工程技术[M]. 照明工程学报, 2022(2):84-91.

编辑:严志祥

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