数字电视制播技术实验

实验一调光台、调光器的使用
一、实验目的
1、了解演播厅灯光知识
2、了解掌握调光台、调光器的的原理
3、掌握调光台、调光器的的设备连接和操作使用
二、实验原理
（一）演播厅灯光知识
演播室的灯具的配置：1．以冷光源为主，灯体采用铝型材所制，重量轻，发光面积大,光线柔和.阴影谈化。

不眩目,不刺眼.长时间拍摄室内温度不升高.寿命长，灯管寿命不低于一万小时. 2．冷光聚光灯,光学设计合理，光效高、重量轻、散热性能好,灯具冲压成型,耐高温喷塑工艺。

采用新型大螺纹透镜，高纯铝金属反光碗，光洁度达到国际水平，永不老化.变色.压弹式灯泡插座，换灯泡方便，安全可靠，灯具散热性能好。

悬挂部分：1．主、副轨采用铝合金“工”字轨,重量轻，承重性能好,移动无噪音,不导磁.是演播室首选悬挂器材. 2．万向滑车、灯具滑车采用铝合金材料。

滑轮采用承重轴承，移动灵活方便,万向滑车可360度旋转、滑动.可将灯具任意调整。

布光部分：轮廓光、面光、侧光、背景光
（二）调光台、调光器
调光台走灯原理：由运放接成施密特门再接成多谐振荡器产生走灯脉冲，脉冲送入计数器CD4028，计数器再产生移位脉冲，形成走灯效果。

调光台输出原理：线性混合电路能将走灯信号、分控信号、点控信号叠加，按“输出电压大者优先输出”原则加入运放的正确输入端，进行混合，因运放的输入阻抗无穷大，减少了信号经二极管隔离后的非线性影响，等效于线性混合。

运放还有电流放大作用，信号经放大后输出。

调光器原理：模拟调光台所发出的模拟信号，经传输电缆送至本机模拟信号输入座，通过触发电源板形成触发脉冲后，使得输出模块产生随输入信号幅值而变化的输出，从而驱动与玻璃钢输出座相连的负载灯具。

三、实验仪器
HDL-3006调光台1台，HDL-调光器1台，演播厅灯光设备1套（轮廓光、面光、侧光、背景光），连接线若干，220V交流电等。

四、实验步骤
1、确认交流电源是关闭的。

2、调光台的连接和使用（见HDL-3006调光台说明书3-4）
3、调光器的连接和使用（见HDL-3006DS（N）调光台说明书6-8）
五、实验心得
附一：调光技术的基础知识
一、调光控制系统的现状
1.1 调光控制系统的构成
调光控制系统主要由调光控制台、调光器及辅助设备等组成。

调光控制台通过对灯具进行编组，控制灯光亮度和色彩的变化，将灯光师的艺术构思变成现实。

所以，调光控制台的选型是否正确对灯光师的艺术创作影响很大。

调光器接收调光控制台发送来的控制信号，根据其中的控制节拍，控制舞台上或演播厅中灯具光源两端上的电压变化，调整灯具的发光亮度，实现演出空间中光强的有序分布，从而达到灯光师的设计目的，必须指出的是：调光器是通过弱电信号来控制电信号的设备，设备选型时必须充分考虑其可靠性、抗干扰性和安全性等指针。

1.2 调光控制台
目前，国内调光控制台种类比较齐全，有模拟、数字、计算机调光台，也有小回路、中回路和大回路调光台，可以充分满足各类场所的演出需要，而且无论从产品质量、技术水平方面看都在迅速地接近国际先进水平。

国外的计算机调光台（如STRAND LIGHTING公司的500系列）早些年几乎一统国内在大回路调光台的市场，近几年来，国内灯光控制系统生产厂家迅速崛起，经过多年的发展和完善，以性能价格比高（国外同类产品价格的一半），操作灵活和编辑修改方便、性能稳定可靠、独有的中英文用户接口等特点深受电视台演播厅、剧场、体育场馆、多功能厅、电教馆灯光师的欢迎。

特别是国内生产的数字调光台，价格合理，功能强（可编程集控，走灯效果，音频控制等），兼容性好（既有数字信号也有模拟信号输出）。

1.3 调光器
从使用场合看，调光器有流动型硅箱和固定型硅箱柜两种。

流动型硅箱的主要种类有6路（6KW/路）、12路（3KW/路）等，通常将4台流动型硅箱和1台电源箱叠放在一个飞机箱里组成一个流动单元，非常适用于流动演出、小型演播厅和舞台使用。

固定型硅柜的主要种类有每单元柜60路、90路、96路，输出功率有每路3KW和6KW两种，通过单元硅柜的组合可构成120路，180路，240路，270路，360路等标准配置，适用于大中型演播厅和舞台使用。

从技术上看，调光器可分为模拟式、半数字式和全数字式三类（详见参考文献1）。

全数字调光器技术最先进，目前在国际上，在国内以调光一致性好、调光精度高、调光范围大、调光曲线多，智能化程度高等特点风磨舞台影视专业灯光界。

1.4 辅助调光设备
为确保节目的正常演出，通常在主控调光设备中加入辅助调光设备。

对调光控制台，可以增加备份控制台，此时需要配置一台信号识别器，自动完成信号切换。

除了采用给主控台增加备份控制台的方案外，还可配置一台场备份控制器，预先将设计好的场景存入场备份控制器。

当主控台出现故障时，灯光师还可以将预先存入场备从控制器的内容一一调出来完成节目演出。

对调光器，可以给控制器增加双机电源进行热备份以提高系统的可靠性，此外为使传统的模拟调光器与现代调光控制台的数字信号相匹配，需要在调光器中加入译码器完成数字信号转换为模拟信号的过程。

在调光控制台和调光器之间，当两者相距较远时，需要加入信号放大器对DMX512数字传输信号进行放大，保证系统间信号可靠地发送接收。

二、调光控制系统的发展
2.1 数字化
数字化就是将物理量（如光源亮度、电压、电流、温度等）、开关量（如空气开关的开关状态、抽风机的有风无风状态等）用二进制数字表示出来，数字量可以存储、转换、再现和处理，这是使用模拟量无法达到的。

数字化技术的典型应用就是计算机调光台和全数字调光硅箱、硅柜。

毫无疑问，传统的模拟调光技术将在未来几年内完成历史使命退出调光舞台，代之而来的将是现代数字调光技术占据舞台影视专业调光市场，在这传统模拟调光技术向现代化数字调光技术过渡过程中，很有必要对数字调光控制系统的技术特点加以认识。

概括起来，数字调光控制系统具有以下特点：
1>可靠性提高、抗干扰能力增强由于采用数字技术，系统集成度大为提高，板级故障率明显降低，单机鲁棒性增强，系统综合性能大大提升，特别是采用DMX512数字传输协议以后，系统间数据传输链路中的各类干扰得到有效的抑制，基本上解决了以住模拟信号在传输过程中引入的有线、无线干扰问题。

2>功能多、操作灵活方便与模拟调光控制系统相比，数字调光控制系统的典型功能有：控制台--集控可翻页，可记录上千个Q场、几百个效果，此外还有组、宏声等；调光器--1024级以上的调光精度，1%-100%的调光范围，10
条以上的调光曲线，电网频率自动跟踪，全数字调光且调光输出完全一致，双机双电源势备份。

数字调光控制系统的典型操作有：控制台集控，Q场，效果等的记录，修改，维护，运行，共享，备份。

调光器一现场调，场备份及重演、自检测、重要参数反馈等。

2.2 网络化
网络调光控制系统具有以下特点：
1>资源共享主控制台上存有各类信息资源库，如计算机灯控制信息库、演出数据库等，通过网络，分控台可以调用有关资料。

2>集散控制演出时分控台可以放置在不同的地方，主控台借助网络将任务分解到各个分控台上，在主控台的协调下，各分控台分工合作，完成整个演出任务。

3>风险分散当某个分控台出现故障时，主控台可以直接接管或指定中外一台分控台接管鞭工作任务，保证演出的顺利进行。

2.3 智能化
智能调光控制系统借助各类传感器件来收集有关信息，建立数字模型和数据库，并动用各种先进算法（如自学习、神经元网络、专家系统等）进行数据处理，大大地提高系统的兼容性和环境适应性。

全数字调光硅柜可以检测温度、电流、电压、空开状态、风机状态等参数，监控系统的运行情况并将各类信息实际上时反馈给上位管理系统，具有智能化的基本特征。

智能化代表了舞台影视专业调光待业的发展方向。

附二：中小演播室灯光设备系统设计的基础知识
随着我国电视事业的迅速发展，不同节目的创意形式越来越多。

为了保证演播室尽可能多方位地满足众多录制节目表现形式使用的要求，我们在新建或改造演播室时，就不能固守以前旧的设计观念，而应该跟随电视节目形式的变化与发展，通过技术设计和设备合理选择与布局，为演播室电视灯光设备系统充实更新的内容，最大程度满足各种节目录制的不同变化对灯光的要求。

本文根据多年演播室灯光使用的工作经验和对演播室灯光工艺系统设计的体会，在确定演播室设计方案时，提示应注意的事项。

我们讨论的演播室主要是指面积在200平方米以下，录制节目侧重于新闻、座谈、采访、对话、以及小型虚拟蓝箱抠像节目、演区场景布局相对不变、演员位置比较固定、每日使用频率较高的中小演播室。

一、演播室空间高度
选择演播室时，一般人看重的是其面积的大小，而灯光设备系统的设计更关注演播室的高度。

在工艺设计中，演播室内的空间高度是确定采用何种灯光吊装设备形式的重要参数。

因为灯具与灯具吊装设备将占用演播室相当大的实用空间。

如果空间高度过低，在制作节目时会因为逆光灯具位置太矮，而影响节目的录制。

所以演播室空间高度尺寸必须同时保证满足录制节目使用空间和灯具与灯具吊装设备所占用的空间（当然另外还要考虑空调管道和隔音顶层需占用的空间）。

使用不同的灯具吊装设备所占用的演播室空间高度是不同的，一般来说相对机械化程度越高的设计方案则需占用空间越大。

所以如果演播室的房屋已经建成，也就是说演播室的空间高度已经确定无法改变时，实际上就确定了对灯具吊装设备的选择和对演播室录制节目形式与规模的限制。

这就是我们为什么特别重视演播室空间高度的原因。

至于不同高度的演播室采用何种灯具吊装设备更为实用，我们将在后面的“灯具吊装设备”中继续讨论。

二、选择灯具
在选择灯具方面有两个技术参数需要分别考虑：一是灯具的品种挑选，二是灯具数量与功率的配置。

1．灯具品种的选择一般分为以热光源为主的卤钨灯或以冷光源为主的气体放电灯。

以热光源为主的设计方案最常见的是选用螺纹透镜聚光灯（菲涅尔聚光灯），选择该灯的主要理由是看中该灯光学性能好和安全可靠性大。

除此之外还要根据实际需要选配适当的其他灯具。

对于冷光源为主的设计方案主要灯具选用电视专用三基色冷光源灯，并配用一定数量的聚光灯用于播音员的造型（如果不设聚光灯，播音员的造型将大打折扣）。

当前录制节目兴采用大量景片作为节目演区的背景，很少使用过去常用的白天幕，所以现在有些演播室已不再设白天幕，当然也就没有必要设天幕灯了。

这种情况的设计方案，必须有用户明确的要求才可加以考虑。

2．灯具数量的多少在很大程度上将限制录制节目场景的大小和复杂程度。

当然灯具数量越多使用操作灯具越容易到位，使相对布光时间能短一些。

灯多的演播室使用起来更灵活，包容性更大。

灯具数量多少的确定主要根据以下依据：演播室灯光技术参数确定的具体要求；预计演播室实际节目录制的形式、规模、节目变换使用的频率；同时还要考虑经济承受力和价格比等综合因素。

灯光设备系统的总功率不仅取决于演播室规模的大小，更受设计时确定演播室灯光平均照度参数的影响。

目前有一种观点认为：由于摄像机的灵敏度越来越高，理论上要求场景的照度也就越来越低，所以设计演播室的平均照度可以取得很低。

通过大量的实践我们认为这种提法并不全面，因为灯光师在布光时不仅要考虑全场灯光效果和人物造型，同时还要保证演区的光比满足摄像机技术上的平衡。

比如说：现场景片上设有许多装饰灯，而装饰灯在发光时直接或间接地进入到摄像机镜头内，使图像画面产生大面积的高亮斑。

如果装饰灯无法压光减弱高亮斑的强度，这时就需要灯光师对画面中较暗的演区进行补光，以保证摄像机图像的整个画面在技术上达到光比平衡。

严格讲演播室灯光设备系统不仅要满足摄像机对灯光照度的要求，更要保证摄像机图像得到满意的画面。

所以选择确定演播室平均灯光照度时，要在满足摄像机对灯光照度要求（这是最低标准）的基础上，保证灯光设备系统能在一定节目规模形式下对灯光有某些特出要求的范围内，能够得到摄像机图像满意的光比平衡画面。

这也就是为什么设计人员设计前，必需详细了解演播室将来拍摄节目
的范围和节目内容，以及对灯光的特殊要求。

根据实际情况，具体确定合理的演播室平均照度。

三、灯光电源输出回路
中小演播室灯光设备系统设计的电源输出回路，首先必须满足演播室配置的所有灯具。

然后还需考虑在使用时临时灯位的电源输出和直通电源输出口。

随着演播室用灯的多样性和复杂性，对灯光电源输出回路也提出了更多的技术要求。

如大功率灯与小功率灯在使用时对电源输出回路的匹配要求、合理分配可调光电源回路与直通电源回路的比例、以及输出口在系统中位置的分布、不同接插件的合理转接匹配、不同线路的统一优选问题等等。

甚至有使用数字信号要求的，还要设计配备数字信号输出口。

在设计时要注意考虑对不同灯光设备供电要采取各自可以独立集中控制，并且操作时互不干扰的电源输出回路系统。

这一点很重要，千万不要为了节省和简化系统，使不同灯光设备只能同时共用同一电源回路，给使用操作带来极大的不便。

我们就有一个演播室将机械灯的机械动作电源与电脑灯的电源同用一路直通电源输出口，造成机械灯需要工作时打开直通电源，使得相应连接在该直通电源的电脑灯不得不被迫启动的尴尬局面。

所以一定要重视合理的电源输出回路口的配置，这会给以后的使用带来诸多便利。

四、调光配置
调光设备的配置取决于灯光调光电源输出回路的多少而定。

如果经济上有条件，最好一个调光输出回路口配置一个调光可控硅回路。

这样在使用时可以严格编组控制灯具亮度，灯光师能够很方便更细腻地调整图像画面的光比度。

如果经济条件拮据的话，可以根据演播室演区分布的情况，采用分A、B区的方式使一个调光可控硅回路控制两个调光输出回路口，并且可以在调光可控硅回路输出处设一组开关分别控制A、B两个调光输出口的通电。

一般在设计中我们不太采用一个调光可控硅回路控制多个调光输出回路口，只有在对天排灯和地排灯的控制中才会使用。

对电视灯光设备系统而言，确保调光设备系统使用的可靠性和工作运行的稳定性是第一重要的。

特别是直播节目时更不允许调光设备系统出半点差错，所以对于有直播要求的演播室调光系统必须考虑增加备用控制台或手控直通等应急措施。

目前市场上调光设备的档次分级差别很大，不同厂家的设备功能设置也是五花八门。

我们认为挑选调光设备并不是功能越全越好。

功能越多操作起来越复杂，价格也越贵。

同时整机的故障机遇也会增加，使整个系统在稳定运行方面受到影响。

所以最好根据演播室的特点和需要选择调光设备功能，够用就可以了。

我们知道调光设备主要是通过触发电路控制可控硅的触发角来实现对电路平均电压的控制，从而实现对灯具亮度的控制。

这种方法的调光只适用于热光源的卤钨灯具。

而对具有启动特性和电压特性的三基色冷光源灯具，想要通过改变电压大小进行调光是不可能的。

可以肯定的说一般的可控硅调光系统根本无法对三基色冷光源灯进行调光。

如果想对三基色冷光源灯进行调光，只能通过改变电路中交流电的频率，利用频率与功率因数之间的关系实现改变电流大小，从而实
现对灯具的调光。

这时应当注意：由于交流电在较高频率范围内变化时，会对电网和音、视频产生干扰，所以整个调光系统要有严格的技术措施加以防范。

市场上的三基色冷光源灯具有可调光与不可调光之分，两者在价格上的差别是巨大，所以经常有人提问：“对一般的演播室来说，是否一定要使用可调光的三基色冷光源灯具。

”我们经过多年的使用认为：我国的三基色冷光源灯具近几年刚刚进入可靠实用阶段，灯具功能仅仅保证了均匀柔和的散光效果，而没有其它的辅助功能（如：聚光效果、保证光的一致性等）。

所以调光前后的灯光效果并不十分明显。

如果仅为减弱照度，完全可以通过采用推拉灯具远离被照物的方法，来达到减弱亮度效果的目的。

结合价格比综合分析，我们一般不采用可调光三基色冷光源灯具，而是把省下来的资金投入到其它更需要用钱的地方去。

五、灯具吊装设备
在演播室的设计中，灯具吊装设备系统占有很重要的位置。

整个系统的结构形式和操作方法决定了布光使用时，操作灯具的灵活性和空间位置的准确性。

对于中小演播室来说常见的灯具吊装系统一般采用工字铝滑轨铰链小车式为最多。

它的优点是机动灵活性很强，操作十分简单，基本上可以保证灯具在演播室上空的布光位置无死点。

需要注意的是滑轨位置不宜过高，否则会影响灯具调整时的灵活性。

轨道的最高处最好不要超过6米；一般最佳的铝轨安装高度为5米至6米；如果演播室较小，高度为4米至5米问题也不太大；如果高度仅为3米至4米则演播室的空间就很勉强了，会很大程度上限制录制节目形式的发挥（如播音员只能采用坐姿）。

如果演播室的空间高度实在不够，可以牺牲灯具的吊装铰链收缩器让出空间高度，但是在布光操作时将会很费时费力。

所以我们不提倡在过低的建筑物内建演播室。

如果没有条件而又一定要在此录制节目，可采用灯架、灯板、以及撑杆等临时挂灯方法。

采用机械化程度高的吊装设备，操作者在使用时当然会很轻松很开心，但是对演播室的空间高度要求也就更高了。

一般吊装设备最少也要占去空间高度1.5米以上。

如果整个灯具吊装系统采用的是铺设灯栅架结构方式，则占用的空间就更大了。

从实用的角度、价格比、系统配置等因素综合考虑，我们原则上不推荐在中小演播室中使用机械化过高的灯具吊装设备。

六、直播的供电与系统配置
直播演播室要求灯光设备系统在突发事故时必须具有应急设施，以确保直播节目能够正常进行。

从技术角度考虑，不同原因造成的事故所采用的防范措施是不同的。

下面介绍几个灯光设备系统经常可能发生的故障和对应采取的措施方法：
1．调光台的失灵会造成可控硅调光柜不受控，使得整个调光系统无法工作。

解决方法，增加备用调光台。

2．由于某种原因调光台的数字信号无法到达可控硅调光柜，此时如果应急需要，可以手动可控硅调光组件上设制的直通开关，保证直播节目的制作。

3．为了预防供电线路发生故障而造成灯光设备系统停电，一般直播演播室的灯光设备系统必须要求两路供电。

一路为主供电电路、另一路为备用供电电路。

主电路用于常规的灯光设备系统，备用供电用于单独的直通灯光设备系统。

主、备用各为两个独立互不干扰的系统。

现场布光是采取两套完全独立的用光：一组光布相对较为讲究用于正常情况下使用；另一组光以保证不黑画面为原则，在紧
急情况下时使用。

应急备用系统的控制是通过调光台附近设立的紧急开关来实现的，操作形式必须保证需要时随时紧急启动。

直播演播室灯光设备系统如果采用的是以冷光源灯为主的设计方案，则在系统设计时就要把三基色冷光源灯具特有的启动特性、电压特性和荧光粉特性考虑进去。

换句话说三基色冷光源灯不仅仅只有可控硅无法调光的问题，还具有灯具冷启动时需要数分钟的稳定时间，灯光的各种参数才能趋于最佳状态等特点，这个特点原则上限制了三基色冷光源灯不能用于灯光设备系统发生故障时紧急启动立即使用。

所以我们在紧急备用系统中主要采用热光源的卤钨灯具。

当然如果有条件的话，紧急备用系统最好也考虑采用独立的调光系统控制，因为线路中设制了调光回路可以缓冲启动电压的冲击，以防止灯泡在冷启动时由于突然加上大的电压可能引起的灯泡炸泡现象。

设立调光回路还有一个好处就是可以延长灯泡的寿命。

在整个灯光设备系统设计中，我们要首先满足电视灯光技术要求。

其次是考虑合理的灯光设备配置，这是演播室将来是否好用的基本条件。

至于设计，重点应该放在处理好整体灯光设备系统的合理匹配和分布方面，这是整个灯光设备系统设计是否成功的关键。

在选择设计方案时，主要考虑灯光设备系统确保演播室安全可靠的稳定运行和尽可能满足实际操作使用的灵活性与方便性。

从技术含量上看，中小演播室灯光设备系统并不十分复杂，但是要保证设计的每个细节都到位，就不是一件容易的事了。

所以希望能通过上面的提示，激发读者的灵感，在设计中少走弯路，成功的获得理想灯光设备系统设计方案。

实验二调音台的使用
一、实验目的
1、掌握YAMAHA MG16/4调音台各个按键、接口功能和作用。

2、能正确进行YAMAHA MG16/4调音台与相关设备的线路连接。

3、能熟练使用YAMAHA MG16/4调音台切换台。

二、实验原理
调音台（Audio MixingConsole）在扩声系统和影音录音中是一种经常使用的设备。

它具有多路输入，每路的声信号可以单独进行处理，例如：可放大，作高音、中音、低音方面的音质补偿，给输入的声音增加韵味，对该路声源泉作空间定位等；还可以进行各种声音的混合，混合比例可调；拥有多种输出（包括左右立体声输出、编辑输出、混合单声输出、监听输出、录音输出以及各种辅助输出等）。

调音台在诸多系统中起着核心作用它既能创作立体声、美化声音，又可抑制噪声、控制音量，是声音艺术处理必不可少的一种机器。

（一）调音台的种类
调音台分为三大部分：输入部分、母线部分、输出部分。

母线部分把输入部分和输出部分联系起来，构成了整个调音台。

根据使用目的和使用场合的不同，调音台分为以下几种：
（1）立体声现场制作调音台（Stereo Field Production Console）（2）录音调音台（Recording Console）
（3）音乐调音台（Music Console）
（4）数字选通调音台(Digital Routing Mixing Console)。