中国国家大剧院戏剧场舞台灯光设计

本文简要介绍中国国家大剧院戏剧场舞台灯光设计、设备配置、系统集成及新技术运用

一、项目背景：

中国国家大剧院是中国政府面向21世纪投资兴建的大型现代化文化设施，

被称为“中国第一艺术殿堂”。总建筑面积约21.75万平方米(包括地下车库近4.66万平方米),其中主体建筑10.5万平方米,地下附属设施6万平方米。地处北京市心脏地带,西长安街沿线,与人民大会堂和天安门广场相邻。

国家大剧院主体建筑由外部围护结构和内部歌剧院、音乐厅、剧场和相应的艺术展廊、表演艺术研究交流部、艺术商店、快餐厅、咖啡厅和地下停车场等配套设施组成。在地面层坐落着三幢建筑：歌剧院、音乐厅和剧场，它们由道路区分开，彼此以悬空走道相连，恍若在水面上的地面建筑是一个巨型壳体，覆盖、庇护、包围和照亮着所有的大厅和通道。建筑物在水面中的倒影构成了大剧院的外部景观。

大剧院内有三个剧场，中间为歌剧院、东侧为音乐厅、西侧为1200座戏剧场。歌剧院主要演出歌剧、芭蕾、舞剧，有观众席2416席；音乐厅主要演出交响乐、民族乐、演唱会，有观众席2017席；戏剧场是国家大剧院最具民族特色的剧场,真丝墙面烘托出亲切、热烈而传统的气氛，营造出颇具中国特色的剧场氛围。主要供戏曲（包括京剧和各种地方戏曲）、话剧及民族歌舞使用。观众厅设有池座一层和楼座三层,共有观众席1035个。

戏剧场拥有世界上最为先进的戏剧舞台，舞台采用由镜框式舞台到伸缩式舞台的可变化形式，设有主舞台、左、右辅台和后舞台。主舞台设置的“鼓筒式”转台，由13个升降块、2个升降台组成，既可整体升降又可分别单独升降，这种形式的鼓筒式转台在世界上是唯一的，可以达到边升降边旋转的舞台效果。独特的伸出式台唇设计非常符合中国传统戏剧表演的特点。

本文主要介绍戏剧场舞台灯光控制系统。

二、舞台灯光控制系统设计指标

设计一个现代化剧场的舞台灯光系统，除考虑剧院的建筑结构形式、功能要

求外，还要分析研究该剧场的用途和未来上演的剧目如何编排，要考虑各种最复杂的舞台照明形式。国家大剧院戏剧场在充分吸取已经在这方面取得成功案例的经验的基础上，结合国内外舞台设计实践，选择适宜于本剧场特殊用途的便于国内外表演团体方便使用的舞台灯光系统，其设计指标应满足以下要求：

双网络四备份数字灯光控制系统，工作电源于网络线材中游走；

主、备调光台完全跟踪备份；

网络速度：1GT比特/秒；

输出功率：每路最大10千瓦，最小3千瓦，最大输出电压可调节；

调光柜抗干扰指标：400us(230V时),在电流负荷加大至100A密度不会改变；

触发精度：16比特4000级。

三、舞台灯光控制系统使用功能及管理要求

1、该系统工艺设计和设备配置具有戏剧场的综合使用功能，满足戏曲（包括京剧和各种地方戏曲）、话剧及民族歌舞等大型综艺演出使用要求，短时间内可变换多种不同剧种的灯光操作设计。

2．该系统允许使用全部配置的各种类型灯具和其它补充设备。

3．该系统设计有足够的安全性和存储容量，整个系统在不中断主电力供应

的前提下，对主控台与灯光设备进行持续的诊断检查。

4．该系统中的设备完全符合剧场舞台背景噪声的技术要求。

5．该系统的扩展能力是该系统设计之初有意预留的，如电力硅控容量、网

络容量，待日后资金更充裕或新技术出现，使本系统不至于因设计不足而大面积修改或更新，满足节省资金和快速适应变化的需求。

四、系统总体技术方案

1、灯光系统设计思想

中国国家大剧院戏剧场舞台灯光系统采用数字化、智能化、网络化调光系统，该系统是新一代高速网络与智能数字调光设备的集成，目前已经在世界许多国家级剧场如巴黎歌剧院、新加坡国家大剧院等使用。该系统采用目前在国际上比较流行也比较成熟的环形网络结构形式，附加网络数字调光形式，即主干网络采用千兆环形网，可以同时从回路的双方传输信号，增加了网络对调光设备的双向管理，使调光设备与整个网络系统设备之间实现互相监督和资源共享，即使其中一路断路也不影响数据传输，这种传输方式既安全又快捷，网络数字调光系统在数字触发方式上与全数字调光传输形式基本相同，因此保持了全数字调光系统优良特性基础上更具有多站点及场备份的功能。尤其适合于设备密切协作之间的扩展与连接的数量，同时具有系统运行状况及重要参数报告的功能，增强了系统的可靠性和监测功能。这种网络连接形式可能随时将多台电脑控制台连成一个局域网，网络系统内部各灯光控制台都是一个站点，均可独立操作也可以根据需要任意设定主操作台和备份台及无线控制的形式等，系统内可以由多人同时在不同控制点控制同一场演出或控制不同场次的演出，极大地提高了灯光系统的使用效率。

详见网络设备配置和网络集线器图。

网络设备配置和网络集线器图

2、灯光控制网络结构

国家大剧院戏剧场灯光网络控制系统采用以光纤为主干道网络进行远距离网络传输，无线、以太网及DMX网作为辅助网络传输。整个控制系统采用以太网/DMX网络双网控制，严格遵循TCP/IP通讯协议及USITTDMX512/1990。此网络连接的特点是:一、传输速度快,

可以双向高速传输信息;二、系统容量无限制,传输距离远;三、抗干扰性能好,线路双端隔离好;四、通用性好,其软硬性及设备更标准化,技术更加普及;其中主干道网络负责各灯光网络工作站之间的数据传输及系统连接，设备主要由网络服务器、网络交换机、集线器及各种终端设备构成。其中网络应用/管理服务器、网络交换机或集线器等都属于标准的以太网网络设备，与以太网控制系统相关的终端设备有电脑终端、网络编/解码器、网络调光台（含电脑调光台、电脑灯控制台、环境照明控制器等）、网络调光硅柜、监控设备及负载（常规照明灯具、电脑灯、场灯/工作灯等），灯光控制系统成星型分布，信号集中于可控硅室，通过集线器分布以太网节点，数据传输介质采用五类以太网信号线；DMX信号由网络中的众多SN110网络节点提供。每个SN110上有LCD液晶显示来提供信息指示及两个DMX接口。所有SN110的工作电源直接由网线从网络中提供(国际标准IEEE802.3af)。所有手提型的网络单元均可直接利用插件与墙面的网络接口连接并通电工作。通过StrandSN110NODE（网络节点）实现以太网控制信号与DMX信号的相互转换，并合理分布于剧场各DMX信号节点。灯光网络配置具备专用的网络配置软件，能对网络中各个信息节点统一配置、修改。网络中具备以太网控制、DMX控制、无线遥控，并能接入场灯控制系统以及环境照明控制系统。

在戏剧场舞台灯光设计中采用世界最早开发并日趋成熟、目前处于世界领先地位的StrandShowNET技术。该技术从一开始就成功地将以太网络技术和传统的灯光控制技术相结合，并对灯光控制技术进行了系统地整合与扩充。国家大剧院戏剧场所有舞台灯光数字控制系统设备都由该系统统一地进行控制，没有任何的信号兼容问题。StrandShowNETConfiguration网络配置编辑软件，通过人性化的接口使系统实现任意放置资料，避免了从一个网点运行到另一个网点去更新系统的繁琐。该软件能通过设定来分配指派所有的以太网选址信息、IP、网关、多点传送组和分支网络信息到每个网点。它将灯光控制系统完全溶入了网络系统，并进行了无缝整合，使得灯光网络控制更加简便易行。

为了保障系统运行的可靠性和稳定性，在每个灯光中心控制室均使用不间断电源UPS。为负载提供稳频、稳压、不间断高质量纯正弦波交流电。该系统能有效地克服由外电网直接供电所引起的常见电源质量问题，如电压过高、过低、电网突波或瞬间尖波、电源线上杂波干扰、电力供应中断或瞬间断电等，从而保证仪器设备的正常运行，防止计算机及数据处理系统内的资料丢失。

3、调光回路设计

戏剧场设置3KW调光421路（含正弦波控制30路），5KW调光451路，10KW调光21路，共计893调光硅路（含正弦波30路），163直通回路，分布在各个灯位连接处。考虑要满足各种世界级大型演出，在舞台的任意需要位置都有安装灯具的可能性，因此在舞台的主要位置都大量预留以太网络接点、DMX接点和各种规格形式的照明电源。调光回路具有大功率、多回路，多种规格、多种形式的特点。

五、对系统集成、设备选择的考虑

1、灯光系统设备集成