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【摘 要】 以中央电视台第六演播室灯光系统设计实践为例，解读现代电视演播室灯光系统的基本要求。
【关键词】 电视演播室；灯光系统设计；吊挂系统；灯光控制；LED灯具
文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.002
【Abstract】Taking the lighting system design practice of CCTV sixth studio as an example， the basic requirements of the modern TV studio lighting system are interpreted.
【Key Words】television studio； lighting system design； hanging system； lighting control； LED lamps and lanterns
現代电视演播室灯光系统与过去相比有了非常大的变化。节目制作形式的变化、新技术的应用，以及LED光源的迅速发展，都对演播室灯光系统的设计提出了新的要求。下面以中央电视台第六演播室灯光系统设计过程中的设备配置和技术要求为例，探讨现代电视演播室灯光系统的基本要求。
引言
第六演播室是一个400 m2演播室，2016年初改造为全LED灯具演播室。演播室主要承担专题、访谈、新闻、综艺等类型电视节目的制作任务。演播室灯光系统主要包含以下子系统：吊挂系统、调光控制系统、DMX512控制系统、配电系统、综合布线和灯具，下面分别加以介绍。
1 吊挂系统
根据工程改造要求，保持演播室原有灯光设备层不变，拆除原来的吊挂系统，新系统采用44根电动水平吊杆作为悬吊装置（吊杆具体分布见图1）。吊杆由电脑控制台控制升降，可单控，也可4根集中控制运行。
1.1 吊杆
44根电动水平吊杆按照安装位置分为三种规格，分别是3 m、3.5 m和4.5 m。每根吊杆配有独立的电动提升机和变速箱，吊杆提升负载不小于200 kg，吊杆上配备机械、电气限位装置，配备防冲顶装置、电源紧急切断装置。吊挂系统设备清单见表1。
吊杆杆体采用铝合金等型材制成，主要用于悬挂和控制LED聚光灯和LED柔光灯等设备。每个吊杆上设置有3～4个灯光供电回路，配置4个（A、B、C、D）DMX512信号接口和1个网络信号接口，每个DMX回路每个供电回路并行两路输出。杆体上明显标注吊杆序号、电源回路号、控制信号回路等各种标识，吊挂上收揽采用专用扁平柔性电缆，升降灯杆时收置于收缆筐中或其它满足使用功能的电缆收缩装置中。吊杆运行过程中，现场噪声要小于52 dB（按照规范要求在距演播室地面1.5 m处测定）。
1.2 吊杆控制系统
吊杆配备有技术先进、操作简单、维护方便、性能安全可靠的控制系统。吊杆控制系统主要由布光控制柜和控制台组成。控制系统主要完成吊杆的升降，也可同时具备控制电控动作灯具的功能。控制系统还具备变频控制功能。
控制系统配备有操作界面简洁方便、直观易用的控制台和备用控制器。备用控制器作为控制台的备用操作机构，能完成吊杆升降等基本功能。
控制台能准确控制吊杆升降到指定位置，具备信息反馈功能，使操作人员能及时了解系统运行情况。反馈信息包括电源过压、欠压、电机堵转、缺相、过流等故障信息，以及吊杆高度、限位状态等运行参数。
控制台具有记忆存储功能，各个吊杆位置可按场景记忆和调出，方便布光需要。吊杆能够在控制系统失灵时，用手动方式完成应急升降。系统能够在吊杆控制失灵时，紧急断电功能。
2 调光控制系统
调光控制系统包括调光台和灯光控制柜，以及其他相关设备。调光控制系统配置设备明细见表2。
2.1 调光台
根据演播室回路设置基本要求，该演播室配置主备调光台。调光台不少于480个控制光路，至少具有2个DMX512控制接口和1个以太网控制接口，能支持Art-Net灯光网络控制协议，具备可扩展控制更多通道的能力。
调光台设置有编辑区和操控区，具有存储、记忆、重演、跟踪等功能；配置至少48个集控推杆，便于分组控制LED灯等受控设备；外接至少2个液晶显示屏，便于监控回路工作状态；具有至少3个USB接口，可外接键盘、鼠标、打印机等外接设备。
2.2 灯光控制柜
演播室灯光控制柜安装在灯光设备间内，根据演播室吊杆数量和其他需求，该演播室配置了192个控制回路，每路负荷不小于3 kW。
灯光控制柜通过DMX512信号或以太网信号，以及手动控制回路的开与关。根据全LED灯具演播室的特点，系统设计时特别要求控制信号在5%幅度时闭合开关为灯具送电，控制信号5%～100%对应灯具0～100%线性调光，使调光台能很方便地控制LED灯具的调光。具体连接方式如图2所示。
控制柜信号处理抽屉具有双中央控制器互为备份，故障时可无间断切换不影响使用。
灯光控制柜通过DMX系统或以太网与控制台连接，灯光控制柜可反映系统的工作状况和各回路的运行状态，能得到柜体的运行状态、参数和反馈信息，显示每路输出电流、开关状态。
在失去控制信号时，控制柜能够保持最后状态（通/断）不变，直到接收到新的信号指令。控制柜采用磁保持继电器的直通型插件，信号接口采用光耦隔离。控制柜采用3NPE 400 V 50 Hz TN-S系统，三相五线制供电系统。控制柜安全性能要符合国家有关规定要求。
2.3 DMX512信号控制系统
根据该演播室的特点，采用DMX512信号控制系统，共设置A、B、C、D相互独立的4个控制单元，两个（一主一备）用于控制LED灯具，两个用于控制电脑灯等其他灯光设备。信号控制系统将设在灯光控制室、灯光设备间、吊杆、地面上的灯光设备相互连接，完成系统控制。由于DMX512信号衰减大、可控距离短的原因，系统要配置信号放大器。 3 配电箱、接插件及线缆
演播室配电系统沿用已有配电柜，仍采用两路供电模式。配电箱、接插件及线缆是重新改造设计的。
演播室一层墙壁左右两侧，配备灯光配电箱和控制信号回路插座箱。根据演播室的实际情况和使用经验，每个配电箱至少设置24个灯光配电回路，每个回路标有序号和独立的空气开关。演播室一层演区设置两个舞美专用配电箱，演播室设备层上设置一个吊点专用配电箱。
演播室内所有灯具及各种灯光专用配电箱的插座、插头、中继接插件选用三芯影视照明专用产品，并符合電视台的相关技术要求和国家及行业相关标准规范。
演播室内所有灯光线缆重新敷设。各种缆线采用符合相关规定要求的国内知名品牌产品。控制信号电缆要求具有良好的屏蔽性能，并符合相关行业标准。供电电缆及控制电缆均应采用阻燃低烟无卤铜质专用软电缆。
缆线的敷设要符合相关规定，电源线与信号线要分别敷设。所有供电回路电缆的工艺断点转接处必须使用接线端子连接，并制作回路标识。灯光电缆必须铺设在封闭的线槽内，或墙槽内（敷设后封闭）。各回路电缆不许有电缆接头（非工艺断点）。
4 灯具
演播室灯具选用光效高、光质好、寿命长的绿色节能LED灯具，色温为5 600 K±250 K，显色指数Ra≥85。灯具配备类型和数量见表3。
灯具要具备自调光功能，同时具备手动、线控开关和调光模式，能方便完成开关和调光。控制要采用标准的DMX512信号，控制接口符合有关标准规范。灯体上配备数字控制面板，能方便设置地址码，查验灯具累计运行时间等功能。灯具插座、插头、中继接插件必须选用三芯影视照明专用产品，符合电视台技术要求及相关标准。
根据演播室灯具的使用要求，聚光灯分为电控动作（水平、俯仰、变焦）和杆控动作两种形式。电控动作灯具26台，可通过DMX512信号协议实施控制，并配备适合布光需求的相对独立的控制系统和方便实用的控制台，也可以使用吊挂系统控制台完成动作控制。电控机械动作的调控和灯具调光是相互独立的系统。
4.1 聚光灯
聚光灯技术要求：
● 灯具光效不能小于40 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，满负荷使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变，控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 聚光状态时有效光斑中心与边缘的色温差不能大于10%；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接收到新的信号指令；
● 灯具间要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具带有遮扉装置，遮挡时不能出现光影重叠现象；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于200 W；
● 聚光状态下，输出光斑在6 m处光斑直径为2 m时，中心照度不小于1 500 lx；
● 灯具的水平、俯仰运动采用电控或杆控方式，调焦采用电动或杆控方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具调焦范围要保证光束角具备10°～60°变化范围；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
4.2 反射式柔光灯
反射式柔光灯技术要求：
● 灯具光效不能小于45 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变；控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 灯具要求光场均匀，光线柔和，无明显眩光；
● 灯具光斑角不小于80°，每只灯具配备一套30°或45°格栅；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接受到新的信号指令；
● 灯具要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于180 W；
● 灯具的水平、俯仰采用杆控方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
4.3 成像灯
成像灯技术要求：
● 灯具光效不能小于30 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变；控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 灯具要求光斑均匀，光质好；
● 灯具要配备良好的切割片和成像片。切光时，光斑边缘清晰、一致；成像时，图案清晰均匀；
● 灯具光斑角要保证在15°～30°之间，若具备变焦功能更好；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接受到新的信号指令；
● 灯具要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于250 W；
● 灯具的水平、俯仰、调焦采用手动控制方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
结束语
该演播室投入运行以来，已经完成数十场节目的直播和录制，特别是2016年和2017年两届网络春晚都在此演播室直播。大家普遍认为，该演播室灯光系统干净整齐，吊挂系统运行平稳、安全可靠，灯光控制系统简单、操作易行，灯具性能稳定可靠、光质优良。演播室灯光系统受到广大用户的一致好评。
（编辑 张冠华）
【关键词】 电视演播室；灯光系统设计；吊挂系统；灯光控制；LED灯具
文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.02.002
【Abstract】Taking the lighting system design practice of CCTV sixth studio as an example， the basic requirements of the modern TV studio lighting system are interpreted.
【Key Words】television studio； lighting system design； hanging system； lighting control； LED lamps and lanterns
現代电视演播室灯光系统与过去相比有了非常大的变化。节目制作形式的变化、新技术的应用，以及LED光源的迅速发展，都对演播室灯光系统的设计提出了新的要求。下面以中央电视台第六演播室灯光系统设计过程中的设备配置和技术要求为例，探讨现代电视演播室灯光系统的基本要求。
引言
第六演播室是一个400 m2演播室，2016年初改造为全LED灯具演播室。演播室主要承担专题、访谈、新闻、综艺等类型电视节目的制作任务。演播室灯光系统主要包含以下子系统：吊挂系统、调光控制系统、DMX512控制系统、配电系统、综合布线和灯具，下面分别加以介绍。
1 吊挂系统
根据工程改造要求，保持演播室原有灯光设备层不变，拆除原来的吊挂系统，新系统采用44根电动水平吊杆作为悬吊装置（吊杆具体分布见图1）。吊杆由电脑控制台控制升降，可单控，也可4根集中控制运行。
1.1 吊杆
44根电动水平吊杆按照安装位置分为三种规格，分别是3 m、3.5 m和4.5 m。每根吊杆配有独立的电动提升机和变速箱，吊杆提升负载不小于200 kg，吊杆上配备机械、电气限位装置，配备防冲顶装置、电源紧急切断装置。吊挂系统设备清单见表1。
吊杆杆体采用铝合金等型材制成，主要用于悬挂和控制LED聚光灯和LED柔光灯等设备。每个吊杆上设置有3～4个灯光供电回路，配置4个（A、B、C、D）DMX512信号接口和1个网络信号接口，每个DMX回路每个供电回路并行两路输出。杆体上明显标注吊杆序号、电源回路号、控制信号回路等各种标识，吊挂上收揽采用专用扁平柔性电缆，升降灯杆时收置于收缆筐中或其它满足使用功能的电缆收缩装置中。吊杆运行过程中，现场噪声要小于52 dB（按照规范要求在距演播室地面1.5 m处测定）。
1.2 吊杆控制系统
吊杆配备有技术先进、操作简单、维护方便、性能安全可靠的控制系统。吊杆控制系统主要由布光控制柜和控制台组成。控制系统主要完成吊杆的升降，也可同时具备控制电控动作灯具的功能。控制系统还具备变频控制功能。
控制系统配备有操作界面简洁方便、直观易用的控制台和备用控制器。备用控制器作为控制台的备用操作机构，能完成吊杆升降等基本功能。
控制台能准确控制吊杆升降到指定位置，具备信息反馈功能，使操作人员能及时了解系统运行情况。反馈信息包括电源过压、欠压、电机堵转、缺相、过流等故障信息，以及吊杆高度、限位状态等运行参数。
控制台具有记忆存储功能，各个吊杆位置可按场景记忆和调出，方便布光需要。吊杆能够在控制系统失灵时，用手动方式完成应急升降。系统能够在吊杆控制失灵时，紧急断电功能。
2 调光控制系统
调光控制系统包括调光台和灯光控制柜，以及其他相关设备。调光控制系统配置设备明细见表2。
2.1 调光台
根据演播室回路设置基本要求，该演播室配置主备调光台。调光台不少于480个控制光路，至少具有2个DMX512控制接口和1个以太网控制接口，能支持Art-Net灯光网络控制协议，具备可扩展控制更多通道的能力。
调光台设置有编辑区和操控区，具有存储、记忆、重演、跟踪等功能；配置至少48个集控推杆，便于分组控制LED灯等受控设备；外接至少2个液晶显示屏，便于监控回路工作状态；具有至少3个USB接口，可外接键盘、鼠标、打印机等外接设备。
2.2 灯光控制柜
演播室灯光控制柜安装在灯光设备间内，根据演播室吊杆数量和其他需求，该演播室配置了192个控制回路，每路负荷不小于3 kW。
灯光控制柜通过DMX512信号或以太网信号，以及手动控制回路的开与关。根据全LED灯具演播室的特点，系统设计时特别要求控制信号在5%幅度时闭合开关为灯具送电，控制信号5%～100%对应灯具0～100%线性调光，使调光台能很方便地控制LED灯具的调光。具体连接方式如图2所示。
控制柜信号处理抽屉具有双中央控制器互为备份，故障时可无间断切换不影响使用。
灯光控制柜通过DMX系统或以太网与控制台连接，灯光控制柜可反映系统的工作状况和各回路的运行状态，能得到柜体的运行状态、参数和反馈信息，显示每路输出电流、开关状态。
在失去控制信号时，控制柜能够保持最后状态（通/断）不变，直到接收到新的信号指令。控制柜采用磁保持继电器的直通型插件，信号接口采用光耦隔离。控制柜采用3NPE 400 V 50 Hz TN-S系统，三相五线制供电系统。控制柜安全性能要符合国家有关规定要求。
2.3 DMX512信号控制系统
根据该演播室的特点，采用DMX512信号控制系统，共设置A、B、C、D相互独立的4个控制单元，两个（一主一备）用于控制LED灯具，两个用于控制电脑灯等其他灯光设备。信号控制系统将设在灯光控制室、灯光设备间、吊杆、地面上的灯光设备相互连接，完成系统控制。由于DMX512信号衰减大、可控距离短的原因，系统要配置信号放大器。 3 配电箱、接插件及线缆
演播室配电系统沿用已有配电柜，仍采用两路供电模式。配电箱、接插件及线缆是重新改造设计的。
演播室一层墙壁左右两侧，配备灯光配电箱和控制信号回路插座箱。根据演播室的实际情况和使用经验，每个配电箱至少设置24个灯光配电回路，每个回路标有序号和独立的空气开关。演播室一层演区设置两个舞美专用配电箱，演播室设备层上设置一个吊点专用配电箱。
演播室内所有灯具及各种灯光专用配电箱的插座、插头、中继接插件选用三芯影视照明专用产品，并符合電视台的相关技术要求和国家及行业相关标准规范。
演播室内所有灯光线缆重新敷设。各种缆线采用符合相关规定要求的国内知名品牌产品。控制信号电缆要求具有良好的屏蔽性能，并符合相关行业标准。供电电缆及控制电缆均应采用阻燃低烟无卤铜质专用软电缆。
缆线的敷设要符合相关规定，电源线与信号线要分别敷设。所有供电回路电缆的工艺断点转接处必须使用接线端子连接，并制作回路标识。灯光电缆必须铺设在封闭的线槽内，或墙槽内（敷设后封闭）。各回路电缆不许有电缆接头（非工艺断点）。
4 灯具
演播室灯具选用光效高、光质好、寿命长的绿色节能LED灯具，色温为5 600 K±250 K，显色指数Ra≥85。灯具配备类型和数量见表3。
灯具要具备自调光功能，同时具备手动、线控开关和调光模式，能方便完成开关和调光。控制要采用标准的DMX512信号，控制接口符合有关标准规范。灯体上配备数字控制面板，能方便设置地址码，查验灯具累计运行时间等功能。灯具插座、插头、中继接插件必须选用三芯影视照明专用产品，符合电视台技术要求及相关标准。
根据演播室灯具的使用要求，聚光灯分为电控动作（水平、俯仰、变焦）和杆控动作两种形式。电控动作灯具26台，可通过DMX512信号协议实施控制，并配备适合布光需求的相对独立的控制系统和方便实用的控制台，也可以使用吊挂系统控制台完成动作控制。电控机械动作的调控和灯具调光是相互独立的系统。
4.1 聚光灯
聚光灯技术要求：
● 灯具光效不能小于40 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，满负荷使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变，控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 聚光状态时有效光斑中心与边缘的色温差不能大于10%；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接收到新的信号指令；
● 灯具间要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具带有遮扉装置，遮挡时不能出现光影重叠现象；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于200 W；
● 聚光状态下，输出光斑在6 m处光斑直径为2 m时，中心照度不小于1 500 lx；
● 灯具的水平、俯仰运动采用电控或杆控方式，调焦采用电动或杆控方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具调焦范围要保证光束角具备10°～60°变化范围；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
4.2 反射式柔光灯
反射式柔光灯技术要求：
● 灯具光效不能小于45 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变；控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 灯具要求光场均匀，光线柔和，无明显眩光；
● 灯具光斑角不小于80°，每只灯具配备一套30°或45°格栅；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接受到新的信号指令；
● 灯具要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于180 W；
● 灯具的水平、俯仰采用杆控方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
4.3 成像灯
成像灯技术要求：
● 灯具光效不能小于30 lm/W；
● 灯具散热良好，连续工作时光输出稳定，光输出变化要小于5%；
● 灯具寿命要长，使用2 000 h后，光衰不能大于2%；
● 灯具采用DMX信号调光，调光时色温保持不变；控制信号在5%～100%数值范围内，完成灯具0～100%调光变化；
● 灯具要求光斑均匀，光质好；
● 灯具要配备良好的切割片和成像片。切光时，光斑边缘清晰、一致；成像时，图案清晰均匀；
● 灯具光斑角要保证在15°～30°之间，若具备变焦功能更好；
● 灯具在失去控制信号时，能够保持最后状态（亮暗）不变，直到接受到新的信号指令；
● 灯具要求具有良好的调光一致性和光源光色的一致性；
● 灯具采用220 V交流电源供电，额定功率不小于250 W；
● 灯具的水平、俯仰、调焦采用手动控制方式，调节机构应平滑连续，精度高；
● 灯具不能出现明显的漏光现象；
● 灯具噪声演播室环境噪声要求；
● 灯具安全性能应达到相关部门的安全认证标准，符合GB7000.217的相关要求。
结束语
该演播室投入运行以来，已经完成数十场节目的直播和录制，特别是2016年和2017年两届网络春晚都在此演播室直播。大家普遍认为，该演播室灯光系统干净整齐，吊挂系统运行平稳、安全可靠，灯光控制系统简单、操作易行，灯具性能稳定可靠、光质优良。演播室灯光系统受到广大用户的一致好评。
（编辑 张冠华）