當(dāng)今時(shí)代，文化藝術(shù)與科技緊密相連。舞臺(tái)藝術(shù)家和舞臺(tái)技術(shù)工作者一直在思考，如何把各種高新技術(shù)融入舞臺(tái)表演 中。北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式 等國(guó)內(nèi)外各種大型的文體表演、保留劇目與數(shù)字化多媒體技術(shù)的融合，及多媒體劇或3D Mapping表演秀等等，無(wú)不體現(xiàn)出多元素融合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、新穎而多元化的舞臺(tái)表現(xiàn)形式，和機(jī)械運(yùn)動(dòng)與聲音、光影變化運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的藝術(shù)表現(xiàn)手法，它們都極大地豐富了舞臺(tái)藝術(shù)語(yǔ)言，構(gòu)建了良好的觀(guān)演關(guān)系。

　　隨著文藝演出舞臺(tái)形式的豐富，演出中使用的舞臺(tái)機(jī)械 、燈光 、音響 、視頻等演藝設(shè)備的種類(lèi)和產(chǎn)品數(shù)量均日益增加，設(shè)備技術(shù)應(yīng)用也更加復(fù)雜，演出過(guò)程中對(duì)各種設(shè)備之間的協(xié)同工作和集中控制提出了新的要求。

　　1 舞臺(tái)系統(tǒng)設(shè)備集中控制的意義

　　舞臺(tái)演出是一門(mén)綜合藝術(shù)，編劇、導(dǎo)演、表演、舞臺(tái)美術(shù)、舞臺(tái)機(jī)械等都是其重要組成部分。對(duì)舞臺(tái)燈 光、音響、機(jī)械、視頻和多媒體等舞臺(tái)應(yīng)用各技術(shù)元素在一定程度上進(jìn)行集中控制，可以拓寬舞臺(tái)表演空間、加強(qiáng)演員與多媒體影像的互動(dòng)性，最大限度地將各類(lèi)舞臺(tái)專(zhuān)業(yè)設(shè)備與藝術(shù)深度融合，更精確地為舞臺(tái)藝術(shù)服務(wù)。

　　2 舞臺(tái)多元素集中控制的基本條件

　　2.1構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定可靠高效的系統(tǒng)局域網(wǎng)

　　不同的設(shè)備之間要通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接、通訊，上傳媒體文件、發(fā)送控制指令、接收控制指令等等，需要一個(gè)穩(wěn)定可靠高效的局域網(wǎng)平臺(tái)。應(yīng)在不同的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)工作站。數(shù)據(jù)工作站必須配備在線(xiàn)式UPS不間斷電源，配置可堆疊、可級(jí)聯(lián)的千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。為方便各數(shù)據(jù)基站間隔較遠(yuǎn)時(shí)，可通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，交換機(jī)必須帶有SFP光電轉(zhuǎn)化模塊。光接口要求符合SFP MSA和IEEE802.3 z標(biāo)準(zhǔn)，為防止光纖跳線(xiàn)脫落，建議采用雙LC連接器; SFP光電轉(zhuǎn)化模塊須支持熱插拔，支持傳輸距離不小于2 km。

　　2.2構(gòu)建一個(gè)演出媒體交互平臺(tái)

　　嵌入式Windows操作系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)的媒體服務(wù)器的操作系統(tǒng)穩(wěn)定性好，但不支持多媒體素材文件本地上傳，必須采用客戶(hù)端軟件(見(jiàn)圖1)進(jìn)行上傳。另外，控制(見(jiàn)圖2)、監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)信息的查閱、拾取、打印也需要一個(gè)素材交互傳輸平臺(tái)。此部分的網(wǎng)絡(luò)通訊可以采用在數(shù)據(jù)工作站的管理型交換機(jī)下堆疊交換機(jī)的方式進(jìn)行搭建。

　　圖1 Linux操作系統(tǒng)的媒體服務(wù)器客戶(hù)端軟件素材上傳界面

　　圖2 Linux操作系統(tǒng)的媒體服務(wù)器客戶(hù)端軟件部分控制界面

　　2.3支持Art-Net網(wǎng)絡(luò)控制的綜合控制臺(tái)

　　作為綜合型的網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)，應(yīng)該具有公共的Art-Net控制功能。Art-Net是一個(gè)10BaseT(現(xiàn)在A(yíng)rt-Net 3已經(jīng)適用于千兆網(wǎng)，即1000BaseT)基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)，其目的是用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)允許遠(yuǎn)程傳輸大量的DMX512數(shù)據(jù)。控制臺(tái)本身Art-Net控制域越多，意味著它所能供給第三方被控制設(shè)備分配的DMX地址也就越多，但考慮到系統(tǒng)多機(jī)熱備份和控制臺(tái)本身運(yùn)算壓力的問(wèn)題，一般認(rèn)為超過(guò)一定參數(shù)后，需要增加具備獨(dú)立處理能力的網(wǎng)絡(luò)處理器。同時(shí)，考慮到視頻控制的便捷性，網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)和媒體服務(wù)器(見(jiàn)圖3)都應(yīng)該支持CITP協(xié)議，支持全連通性的縮略圖導(dǎo)入和視頻信息預(yù)覽(見(jiàn)圖4)。綜合控制臺(tái)在對(duì)舞臺(tái)機(jī)械進(jìn)行控制時(shí)，必須能夠在控制臺(tái)上直接監(jiān)視到舞臺(tái)的具體情況(見(jiàn)圖5)，若顯示器窗口不夠，可外接屏幕作為舞臺(tái)機(jī)械運(yùn)行的專(zhuān)業(yè)監(jiān)視器。

　　圖3 媒體服務(wù)器CITP協(xié)議設(shè)置界面

　　圖4 支持CITP協(xié)議控制臺(tái)的縮略圖自動(dòng)導(dǎo)入

　　圖5 綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)直接對(duì)舞臺(tái)進(jìn)行監(jiān)視

　　2.4具備獨(dú)立運(yùn)算能力的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)處理器

　　隨著局域網(wǎng)內(nèi)控制參數(shù)增加到一定程度時(shí)，這時(shí)通過(guò)控制臺(tái)本身的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控界面可以看到需要占用控制臺(tái)更多的硬件資源，從理論上講會(huì)給控制系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)一定的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。這時(shí)，需要在系統(tǒng)中加入網(wǎng)絡(luò)處理器(工作界面見(jiàn)圖6)來(lái)獨(dú)立分擔(dān)參數(shù)運(yùn)算或減輕控制臺(tái)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理器具有和控制臺(tái)相同的主板、處理器。網(wǎng)絡(luò)處理器通過(guò)主控制臺(tái)授權(quán)經(jīng)過(guò)千兆局域網(wǎng)加入系統(tǒng)會(huì)話(huà)后，在運(yùn)算時(shí)不會(huì)占用控制臺(tái)資源同時(shí)還能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。

　　圖6 網(wǎng)絡(luò)處理器工作界面

　　在滿(mǎn)足系統(tǒng)安全性的前提下，還能滿(mǎn)足控制域和物理DMX512地址擴(kuò)展的需求，非常安全可靠。另外有時(shí)為了信號(hào)傳輸的便捷性，還需要在系統(tǒng)中加入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。某大型演出中的部分網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)(見(jiàn)圖7)。

　　圖7 大型演出中龐大的網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)

　　2.5支持DVI-D、DisplayPort

　　視頻信號(hào)輸出的媒體服務(wù)器數(shù)字媒體服務(wù)器，在舞臺(tái)多元素集中 控制系統(tǒng)中不僅承擔(dān)著媒體文件播放控制的作用，往往還承擔(dān)著畫(huà)面拼接融合、圖層控制、時(shí)間軸線(xiàn)性編輯、多點(diǎn)曲面校正、梯形校正、特效控制、服務(wù)器自身輸出(或通過(guò)專(zhuān)業(yè)外置聲卡輸出與影像同步的高品質(zhì)音源至調(diào)音臺(tái) 接口箱或調(diào)音臺(tái)本地)等任務(wù)。比較常見(jiàn)的服務(wù)器視頻輸出信號(hào)接口有DVI-D(見(jiàn)圖8)、DisplayPort(見(jiàn)圖9)。

　　圖8 帶DVI-D輸出接口的媒體服務(wù)器

　　圖9 帶DisplayPort輸出接口的媒體服務(wù)器

　　另外，在大型的綜藝演出或電視臺(tái)的直播節(jié)目中，媒體服務(wù)器還具有采集外來(lái)視頻信號(hào)輸入的功能。常見(jiàn)的輸入信號(hào)有DVI-D、HD-SDI等(見(jiàn)圖10)。

　　圖10 帶DVI-D、HD-SDI多通道信號(hào)采集接口的媒體服務(wù)器

　　2.6有關(guān)音頻 信號(hào)的處理

　　舞臺(tái)多元素集中控制和音頻信號(hào)有關(guān)的控制方式主要有兩種：一種是由數(shù)字調(diào)音臺(tái)給出MIDI/SMPTE等音視頻同步信號(hào)，到綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)觸發(fā)TIME CODE時(shí)間碼(見(jiàn)圖11)的方式來(lái)進(jìn)行集中同步控制;另一種是由綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)手動(dòng)控制或TIME CODE時(shí)間碼控制數(shù)字媒體服務(wù)器的素材播放，然后由數(shù)字媒體服務(wù)器的專(zhuān)業(yè)外置聲卡(見(jiàn)圖12)輸出高品質(zhì)的音頻信號(hào)至調(diào)音臺(tái)本地或數(shù)字調(diào)音臺(tái)舞臺(tái)接口箱輸入接口(見(jiàn)圖13)。

　　圖11 TIME CODE時(shí)間碼控制界面

　　圖12 配置專(zhuān)業(yè)外置聲卡的媒體服務(wù)器

　　圖13 媒體服務(wù)器輸出音頻信號(hào)至擴(kuò)聲系統(tǒng)示意圖

　　2.7支持Art-Net協(xié)議、ACN協(xié)議控制的舞臺(tái)機(jī)械編程控制平臺(tái)

　　舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)一般分為PLC軟件功能和上位機(jī)軟件功能。PLC軟件主要功能包括：權(quán)限控制、設(shè)置數(shù)據(jù)、設(shè)備互鎖、設(shè)備控制，設(shè)備編組，變頻器狀態(tài)顯示及復(fù)位報(bào)警，程控Ⅰ/Ⅱ，場(chǎng)景的編輯和運(yùn)行介入，故障信息顯示等等。

　　上位機(jī)軟件主要功能包括：設(shè)置設(shè)備名稱(chēng)，設(shè)備場(chǎng)景數(shù)據(jù)設(shè)置及編場(chǎng)，劇目計(jì)時(shí)，主機(jī)信息顯示，日志生成打印，劇目下載等。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)可以對(duì)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行高速實(shí)時(shí)的監(jiān)視，如位置、速度、限位、負(fù)載等?？梢栽诒硌萸疤崆霸O(shè)定各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，生成預(yù)設(shè)場(chǎng)景。

　　在諸多的文藝演出中，除了單獨(dú)的機(jī)械子系統(tǒng)要求在表演過(guò)程中能夠?qū)Ω鞣N舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行定位、同步、速度等做出更精確的控制之外，還要求能夠接入整個(gè)演藝控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)音視頻機(jī)械燈光等系統(tǒng)的一體化精確集中控制。也就是說(shuō)，在舞臺(tái)機(jī)械的獨(dú)立控制系統(tǒng)之上有一個(gè)總體的集中控制系統(tǒng)，這就要求舞臺(tái)機(jī)械操作臺(tái)(見(jiàn)圖14)能夠通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)接受綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)的Art-Net網(wǎng)絡(luò)信號(hào)控制，能夠直接在綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)上對(duì)舞臺(tái)機(jī)械的場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)用或直接編輯，控制臺(tái)提前針對(duì)舞臺(tái)機(jī)械的相應(yīng)功能編輯對(duì)應(yīng)的設(shè)備通道信息識(shí)別文件。同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)就是：舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)在接受綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺(tái)控制時(shí)，其自身應(yīng)具有能夠獨(dú)立和優(yōu)先控制的操作界面系統(tǒng)，演出過(guò)程中由專(zhuān)人值守、監(jiān)視，以確保舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的絕對(duì)安全。

　　圖14 幾種常見(jiàn)的舞臺(tái)機(jī)械控制臺(tái)