灯光照明理论

xiaotuzi · 发表于 2005-5-24 08:15

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舞台的照明灯光因来是以白炽灯，金属卤素灯和镝灯等气体放电灯为主。随着我国市场经济发展，群众文化生活的需求逐渐突出，舞台对光源的需求也在不断增加。激光、彩虹灯、雪霓虹灯等已逐步走上舞台，加上灯具的改进，电脑技术的应用，将舞台表现得五彩缤纷，鲜艳亮丽；动态万千，舞台效果产生了新的飞跃。尤其是霓虹灯。过去，霓虹灯被安装在户外，制成广告招牌或外墙装饰。很少在舞台上应用。后来，由于霓虹灯的调光技术、变色技术和调控技术的发展，加上舞台需要霓虹灯的表达效果，终于，霓虹灯在舞台灯光中占有了重要的地位。目前，仍有不少人对霓虹灯的使用持谨慎态度，不敢大胆使用。为使霓虹灯技术在舞台灯光的表现无非是指色、形、态三方面。“色”是颜色鲜艳，丰富多彩；“形”是点、线、面的形成，是位置形状的描写；“态”是动静结合，是情调的变化。现代霓虹灯技术发展到今天，已能很方便地表现舞台上的色、形、态。 
1、“色”的表达 
霓虹灯的发光颜色（下称“光色”）不象画画的颜色，可以任意调配，要设计霓虹灯效果，一般在有限的光色中选择。霓虹灯光色可分三类：（1）通过着色玻璃霓虹灯管获得光色。这种灯管利用灯管内惰性气体或汞蒸气的电离激发，直接或通过荧光粉发出可见光，在彩色灯客的滤色作用下而获得光色，此类灯管具有熄灭灯时灯管仍保留颜色的特点，在舞台应用中，如熄灭灯管后仍需要保留灯管的颜色造型时，可选用这类霓虹灯。（2）不充汞发光的霓虹灯管获得颜色。此类灯管属荧光粉型霓虹灯，灯管采用透明玻璃，由于在灯管内壁涂了荧光粉，所以一般外观上呈白色。主要通过灯管内惰性气体的电离激发，透过荧光粉，发出可见光。（3）充汞发光的霓虹灯管获得颜色。通过灯管内汞蒸气的紫外线激发各种荧光粉而获得光色。灯管外观呈白色。从专业上当然还有其他分类方法，本文不作介绍。表一是霓虹灯的光色和玻璃管颜色的对照明表，可参照选用。 
还有一种表达颜色的方法，是运用霓虹灯变色技术。这种技术是利用红、绿、蓝三种原色的灯光，通过不同的调光配比，产生混色效果，实现灯光的变色。在离舞台距离较近时，不宜象户外远距离的灯饰工程般使用变色技术，而应该采用暗装灯的方式，通过磨砂玻璃或其他半透明材料发光（如乳白有机玻璃、灯箱布等）。经过这样处理，变色效果圆滑、自然。此外，在一些造型边框加装凹槽，在凹槽中安装三原色灯管，也可产生变色效果。安装示意如图一。 
变色效果的产生，可以经过变色扫描器编程或人工调控变色，产生的颜色达2000多种。有突变色和渐变色两种效果。也可以通过电路处理，把舞台各个位置的霓虹灯同时变色，变色效果的同步性很强，可以在舞台上产生气势非凡的效果。在舞台上应用霓虹灯变色技术是间接发光，亮度有一定的损失，使用中请注说明书。 
2、“形”的表达。主要是点、线和面的表达，利用霓虹灯将局部造型勾画出来。 
（1）点的表达：可以将霓虹灯弯制成圆点，用专用变压器点亮； 
（2）线的表达：是霓虹灯的强项。目前国内霓虹灯管直径有3-20mm各种规格，其中在舞台应用以直径7-12mm最多，可根据舞台设计的造型、文字等弯制成型，是舞台上具体位置灯光的表达，目前还没有其他光源可以代替。 
（3）面的表达：为了表达某一平面的片状发光，可以在其正面上密布灯管，因此时可见灯管排列状，适宜在远景及大的场景使用；也可在北面密布灯管，透过磨砂玻璃或其他半透光介质发光（如乳白有机玻璃或电脑绘画布等），为补充亮度的损失，一般使用高亮霓虹灯管和加密排列灯管的办法处理。 
3、“态”的表达。利用霓虹灯技术，将舞台的动态背景反映出来。 
（1）亮度的运用。霓虹灯在舞台使用，在其他强烈的灯光照射下，霓虹灯的亮度显得相形见拙。因此主张尽量选用三基色（采用稀土化合物荧光粉）霓虹灯管，该灯管在霓虹灯中亮度最高，光色的稳定性好，光的衰退慢，并有多种颜色选择。 
近年，专家开发了霓虹灯的调光技术，对霓虹灯的舞台应用作出了贡献。霓虹灯高度实现可调，改变了以往舞台使用霓虹灯的思路。调光控制器可以设在控制室，由调控人员根据剧情调控其亮度；另外，也可以采用声控或光控的原理调控亮度。 
（2）扫描与闪亮。所谓扫描是将行、列或某部分的霓虹灯按编写的次序闪亮。扫描和闪亮技术应用在舞台，可以让静态的舞台变为动态，在一些活跃的场景使用，会增加舞台的渲染力。霓虹灯的扫描与闪亮技术经过数十年的实践，已从机械控制方式转变为电子控制方式，可靠性相当高。其中电子扫描器已由一体机械发展为分体机，在使用上更灵活方便。灯的闪亮有单个变压器自闪和经过扫描器按编定的等程序闪亮。目前，舞台灯光以灯光的照射方式进行调控，在舞台上反映出各种图案光斑、灯光的晃动、闪亮、变色等效果，是大效果的调控，不能调控局部效果，而霓虹灯在局部调控方面却显出其优势，经过控制器，能对局部造型进行独立调控。如地灯、大小造型轮廓、背景造型，甚至吊在空间的立体造型等。既可以分别小规模调控，又可以整体同步调控，全部调控工作均可在控制室进行。 
由于解决了调光技术，近年还出现了余光扫描技术。余光扫描技术是扫描技术和调光技术的综合运用，令扫描闪亮的霓虹灯组出现由光至暗的渐变效果。在大幅场景或远景时应用余光扫描效果较好。 
（3）霓虹灯积木造型的运用。霓虹灯的寿命很长，国内水平在3000小时以上（注1），其电路连接采用导线绞合方式，工作中不会因各种振动而引起灯光闪动不稳定。因此，可以设计一些可反复使用的造型或图案（如星星，柱，地灯造型等等）。 
为使霓虹灯积木造型的使用多样化和方便，在每个造型设置调控钮（调光或变色调控钮），视场景需要时进行预先调整，当下次重新组合时，又可以按新的要求调整，长期反复使用。每块造型可以设计成具有独立闪动、变色功能；也可以通过扫描器编程闪动。 
4、新技术的运用。 
（1）介绍一种最新的霓虹灯技术。近几年，有关技术人员发明了一种远距离安装的霓虹灯变压器，通过耐压500V的铜芯BV电源线的传送，变压器可以安装在距离灯管几十米甚至百米以外。这种技术有两个最大的特点：1）可以将变压器集中安装在后台便于监控的地方，万一在演出霓虹灯变压器出现故障，可以在很短时间内更换（其他变压器只能在灯管安装现场修理，演出期间是不可能更换的）；2）当万一某一支灯管出现故障不亮时，其他灯管仍能点亮（如使用其他变压器，则整串灯管全部不亮，严惩影响舞台效果）。运用这种技术，霓虹灯在舞台的应用得到了更高的保障。 
（2）粗管径霓虹灯的应用。最近开拓了一种Ф20mm冷阴极霓虹灯，因每支灯管可制成2-3m长，观感上令人感到霓虹灯光色连贯，艳丽，光亮，有气势，舞台效果很好。 
5、质量保证。 
这个问题是最令人关心的。我们评价霓虹灯的使用质量，必须是三方面质量的综合评价。称为灯霓虹灯质量三要素：（1）灯管质量，（2）变压器质量，（3）安装质量。只要三要素中之一有问题，霓虹灯的使用质量就得不到保证。其中，对于（1）和（2），可以选用名牌厂家的产品，依赖厂家的产品质量，只要我们掌握好安装质量，霓虹灯的使用质量是没有问题的。下面讨论一下主要的安装质量问题。 
霓虹灯的工作电压比较高，其工作电压通常在数百至一万伏特以上，一些电子变压器空载时高达三万伏特以上，在安装时如不注意，灯管的电极引线或高压线接线处会向其他导电体放电或漏电，引起霓虹灯工作不正常，甚至导致灯管和变压器损坏，大量的霓虹灯故障由此而起。表二（注2）给出了常用霓虹灯安装的距离要求。 
高压线的选用。主张使用耐压25000V以上的专业高压线。 
高压线的连接。高压线之间或高压线与霓虹灯电极之间的接线，应互相绞合捻转4圈以上。高压线的使用长度超过10cm时，应套用玻璃管。 
6、注意事项。 
（1）防撞。霓虹灯是玻璃制品，经不起碰撞。如安装在高处，舞台动作够不到的地方，可以明装，以保证亮度；相反，安装在低处的话，就必须加装防护措施（铁网等），也可以牺牲一些亮度，采用暗装的办法。经这样处理之后，还可以防止触电。 
（2）霓虹灯工程安装完毕以后，必须进行整体点灯，事前的整体点灯，可以稳定霓虹灯的工作，又可在点灯过程对工程质量进行检查，如发现灯管位移、发热烫手，灯管亮度不稳定或亮度明显下降等情况，应及时处理。一般点灯不少于1小时，只要时间允许，最好连续点灯4小时甚至更长时间。 
（3）万一演出期间发现霓虹发光不稳定，灯光抖动，应关断霓虹灯光源，以免造成事故或扩大故障。 
（4）使用旧灯管，应在安装之前对灯管进行清洁。 
（5）安装霓虹灯的线路，应远离音频线路，以防有干扰信号串入音响系统。 
（6）霓虹灯客安装在支柱上，很多单位仍采用裸铜线捆扎，灯管容易滑动位移，建议改用相应的外包塑料皮的包装用铁丝，既可加强捆扎强度，又增加了捆扎线和灯管的磨擦力，灯管不易滑动。 
从美学角度和心理角度看，霓虹灯是最美丽的光源，其强烈而鲜艳的色彩，优美的线条和动感，每每给人留下美好的回忆，这种美好的回忆正是舞台效果的追求目标，为了实现这一目标，霓虹灯将会在舞台应用中得到更大的发展