[摘 要] 电视演播室灯光控制系统的发展已经开始了从数字化到网络化的过渡。为了灯光控制系统网络化的兼容和统一，美国和欧洲分别提出了自己的灯光网络协议，即ACN和Art-Net协议。虽然ACN协议还没有得到正式批准，推广上还有一些问题，但它反映了新一代网络化灯光控制技术的先进性，将会在电视演播室灯光控制领域得以普及应用。
[关键词] 网络化 灯光控制 电视演播室 ACN
随着计算机网络的不断普及，网络化技术已经开始或正在渗透到各个应用领域，电视演播室灯光控制系统也不例外。今天，电视演播室的灯光控制系统已经开始从数字化向网络化过渡。
翻开灯光控制技术的发展历史，我们不难看到电视演播室灯光控制技术已经走过了模拟控制技术和数字化控制技术阶段，正在向网络化技术迈进。可以说，电视演播室灯光控制系统的网络化势在必行，电视演播室灯光控制技术正在走进网络化时代。为了更好地了解电视演播室灯光网络化技术这个概念，了解网络化灯光控制技术发展的状况，探讨电视演播室灯光控制系统网络化的发展趋势，笔者撰写此文与广大同行进行交流。
一 演播室灯光控制网络化概念的产生
电视演播室灯光控制技术的发展历史，伴随着科学技术的进步已经经历了几个时期，从原始控制技术逐步发展到了网络化时代。
在最初的原始控制技术时期，灯光的控制就是开和关，不能进行明暗调光变化。演出过程中，在舞台四周布满大大小小、各式各样的手动控制开关，每一盏灯需要一个开关，并且还要敷设大量的灯线。我们可以想像，那时的灯光工作者只是忙于灯具的开和关，很难顾及到舞台的艺术效果。后来随着技术水平的提高，灯光工作者逐渐将一些大功率的电位计应用到灯光控制技术中，能够做到对灯光明暗控制，实行简单的调光，但与舞台艺术效果的需求还相差很远，要想完成大范围的艺术照明几乎是不可能的。随着时间的推移，自动化技术、电子技术和半导体技术的应用，把可控硅技术应用到调光器中，产生了硅箱，这标志着模拟调光技术时期的到来。这种技术是通过模拟调光台（实际上是一个个电位器推子）输出的0V~10V（也有其他标准）的模拟信号，控制可控硅的导通角来完成灯具调光功能的，它能够做到每一个灯具具有不同的亮度输出。可以说，模拟调光技术的应用为今天灯光技术的飞速发展奠定了基础，也为当今电视舞台上丰富多彩的灯光艺术创作提供了可能。但是，这种技术需要一个推杆（Fader）对应着一个调光回路（Dimmer），同时也需要连接一条信号线。虽然可以通过拨码集控来减少推杆的数量，通过多芯信号电缆来减少信号线缆的根数，然而要想完成一台需要500个调光回路的演出，其难度是可以想像的。
电视事业的不断发展壮大和舞台演出市场的日益活跃，要求具有强大功能的灯光控制系统的出现。到了上世纪80年代，数字化电脑技术的应用和普及，产生了新一代的灯光控制技术，即所谓的DMX512数字信号控制技术。虽然这种控制技术最终仍采用可控硅控制灯光，但是它采用的电脑控制台只用一条信号线就可以同时输出512路串行的DMX512数字信号。它通过电脑系统来控制整个灯光控制系统，不需要一个推杆对应一个调光器，它可以任意设置推杆和调光器之间的对应关系，通过推杆和按键（Button）可以随意调整调光台和回路之间的连接状态，可以任意选择可控硅调光曲线的斜率等重要参数，可以随意设置集控杆，可以编辑几百个场（Cue）。这种技术大大简化了灯光的控制方式，为大规模控制灯光提供了可能。
然而，DMX512数字信号控制技术也有其缺点，这包括信号传输速度低，传输信号错误率高，只能单向传输（DMX512-A标准可以双向传输），单个控制口控制数量有限（只有512个），地址码设定烦琐等。网络化技术在灯光控制领域的应用能够克服上述缺点，能够为灯光控制提供一种安全方便的技术平台，能够适应当今科技发展环境，能够满足电视节目制作的需要，并能够为将来演播室控制预留空间。所以说电视演播室灯光控制系统的网络化是时代的需要，是发展的必然。
二 电视演播室灯光控制网络化的概念
电视演播室灯光控制网络化是指对演播室灯光系统实行网络化控制的一种方式。它采用了与以往不同的控制理念，或单独采用TCP/IP以太网网络技术，或采用与传统的DMX控制技术相结合的方式，以网络的形式控制整个灯光系统。这些灯光网络系统均采用局域网（LAN）和广域网（WAN）的技术，严格遵循TCP/IP通讯协议和DMX512控制协议。网络系统可以通过独立的或集中的显示器来显示各种所需信息，显示各DMX接口状况或受控单元的状态以及各种反馈信息。网络控制系统还能够对每个网络接口利用网络配接软件或浏览器加以设置，允许设置工序从每个演播室的中央计算机或任何无线场景遥控器上完成。所有的网络控制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等等。
为了使网络化技术尽快应用到灯光控制领域，在世界范围内，各灯光控制系统生产厂家纷纷研制并推出一系列的网络化灯光控制技术方案。当前，它们的组成和技术指标还有所不同，如河东企业的HDLNET剧场/电视演播室网络灯光控制系统、佑图物理应用科技发展（武汉）有限公司和COMPULITE公司的LIGHTING Network 灯光网络COMPULITEfull Network Solution系统、北京星光集团和ETC公司推出的的ETCNET2网络调光系统、斯全德公司的电视台演播厅灯光网络化控制系统的整体设计方案及其21世纪电视灯光控制新概念等，可以说世界上所有灯光生产厂商都在进行网络化控制系统的开发和应用工作。
网络化灯光控制系统采取了与以往灯光控制技术不同的信号传输采集的理念，系统的构成也因生产厂商的不同有所不同。但其网络化的组成概念是基本一致的，如图1所示。演播室内所有的灯光控制设备，包括调光台、电脑效果灯控制台、机械灯控制台、电动吊杆控制台、换色器控制台等，通过网络工作站把受控设备，包括调光立柜、电脑效果灯具、机械灯、电动吊杆、换色器等连接在一起，实施控制。网络化灯光控制系统分布于电视台所有演播室的各个灯光工作点。系统的控制信号集中于各自的灯光操作控制台（室），通过集线器分布于以太网各个节点，数据传输介质采用以太网信号线或光纤，直接作用到执行元件上。使用DMX协议的网络，控制信号还要通过网络中的众多网络转换接口提供到执行元件上。
下面以河东企业生产的HDLNET为例进一步加以说明。该系统为灯光调光网络控制系统，它由“东方龙”网络调光台、神州网络智能调光柜、控制室灯光控制网络工作站、主舞台灯光控制网络工作站、副舞台灯光控制网络工作站、观众席灯光控制网络工作站及手提网络遥控器、网络文件服务器、网络调光器监控器、网络DMX解/编码器、网络离线编辑器等以太网络接点产品构成。
HDLNET的“天地通”网络的通信方式采用了控制室网络工作站与其他网络工作站之间以光纤联接为主，无线联接为辅的通信技术。它使系统建立在一个千兆级的可扩展的网络平台的基础上，同时保证了灯光控制系统在各种使用环境下的正常通信，确保系统的万无一失。该系统符合世界著名ESTA组织的“ACN”先进网络控制协议设计原则。系统通过TCP/IP协议，可以传输64通道DMX512（32768回路）信号，符合以太网IEE802.3及IEE802.11b。
面对世界上如此多的灯光网络化概念的出现，为了统一各生产厂家的协议标准，美国和欧洲分别提出了各自的灯光网络协议，即ACN（Advance Control Network）和Art-Net协议。
ACN协议是为了建立下一代灯光控制网络数据传输的先进控制网络标准而提出的。它将统一灯光领域的网络控制，允许单一网络传输很多不同种类的调光控制及其他相关数据，可以连接来自不同生产厂商的灯光设备。并且，ACN协议不单单局限于灯光领域，而且还可能被应用于音响控制和舞台机械控制。它可以被应用于任何支持TCP/IP协议的网络中，通常最普遍的是应用于以太网络。目前，该协议标准的大部分已经编写完成，虽然这一标准还尚未获得美国国家标准协会的通过，但是由于其先进性、实用性为业界广泛看好。世界上一些著名的厂家已经设计出符合这一标准的灯光网络系统构架，制造出相应的灯光网络产品，例如英国STRAND公司的调光设备，美国High End公司的电脑灯系统，还有上面提到的我国HDL企业的调光网络等。这些产品被称之为“ACN-Ready”或“准ACN”。它们支持ACN协议，有希望抢占市场先机。
Art-Net协议是一个100BaseT基于TCP/IP协议的以太网协议，其目的是用标准网络技术远程传输大量的DMX512数据。它由Artistic License发明且已公布出版，目前在欧洲已经有了许多成员单位，例如意大利的ADB公司，德国的MA公司等等。
不管是ACN协议还是Art-Net协议，它们采用的都是以太网和TCP/IP通讯协议，目的都是为了使用同一网络兼容不同厂家的设备。协议的设计目的包括：
1. 使不同厂商生产的设备，可以在同一平台上使用。例如，用任何一种品牌的调光台，都能够控制所有厂家生产的调光立柜等。
2. 在一个网络系统中，完成多种控制系统数据的传输功能。例如，在一个网络中同时完成调光系统、电脑灯控制系统、机械灯控制系统等数据流的传输任务。
3. 用同一条“网线”完成具有不同功能的相对独立的使用要求。除了对不同灯光系统的控制外，将来还能拓展到其他应用领域，如音频系统、机械舞台系统等。
4. 灯光网络符合TCP/IP通讯协议的基本要求。
5. 最大限度满足技术发展的要求，尽量能为更多的软硬件提供服务平台。
6. 满足个别制造商的特殊要求，协议的目的是提供一个能包容现代灯光设备的企业标准。
7. 适合在各种场合，即能够在简单系统中使用，也能够满足像大型广场、公园等大场面的照明控制要求。
8. 具有扩展性，要用发展的眼光，能够满足将来设备的发展的需要。
9. 操作简单，掌握容易，运行方便，通过网络能够很容易对设备进行设置和操作。
10. 协议要求网络具有适当的使用带宽，满足系统的要求。
11. 能够保证网络系统的弹性空间，根据需要可设置子系统，扩大网络的控制范围。
12. 尽量避免故障错误的出现，将故障频率减到最低，把因系统错误造成的损失减到最小。
13. 系统要具有信息反馈功能，随时显示设备和系统的错误信息和运行状态等元素。
14. 系统要保证输出信号的有效性和完整性。
可以说ACN和Art-Net都是继DMX512协议之后的先进的网络灯光控制协议，都将会使电视演播室灯光控制系统进入一个新时期。至于最终是ACN协议还是Art-Net协议会得到更广泛的普及和应用，我们将拭目以待。
三 电视演播室灯光控制网络化的特点
电视演播室灯光控制网络化，体现了电视制作技术的先进性，是继灯光控制数字化后的又一个飞跃。它解决了用多台调光台控制同一组调光立柜的问题，实现了远程备份功能。它可以让多种设备公用一个网络，减少了演播室内繁多的布线。它实现了设备即插即用的功能，简化了数字信号地址码的烦琐程序。总之，它的应用解决了一系列应用DMX512所无法实现的技术难题，还能够做到及时发现灯光设备的技术故障，合理利用设备资源，提高设备的利用率等。归结起来电视演播室灯光控制网络化主要有以下一些特点。
1. 网络化能够资源共享。不管系统中哪个控制台上的信息资源，包括灯光设计方案资料、电脑效果灯信息资料、舞台演出数据资料、演播室灯光系统资料等等，通过网络系统可以使每个控制台都够随时调用，实现资源共享。
2. 网络化能够实现集散控制、风险分担。节目制作过程中，放置在不同位置的控制台，也可以放置在不同的演播室的控制台，借助网络将任务分担部分控制任务，主控台也可以任意设定某一个控制台作为跟踪备用台。在主控台的统一协调下，分控台分工合作，完成整台节目的制作播出任务。当主控台出现故障时，负责跟踪的备用台可不间断完成任务，或者当某个控制台出现故障时，主控台可以直接接管或指定另一台控制台接管其工作任务，保证节目制作播出的顺利进行。
3. 网络化能够做到设备的即插即用。利用遍布于演播室内的各个网络接点，根据需要可以在系统中随意安装设备，并且很容易实施控制，不需要像DMX512协议那样要重新规划系统资源。
4. 信息的时时监控。网络化技术的信息反馈功能，能够让我们监控到任意设备的运行情况，对系统的故障点一目了然，为及时快速处理故障设备提供了可能。
5. 便于管理和沟通。网络可以进行远程监控，可以和各种管理网连接，有效地提高现代化管理水平。具有网络化技术的灯光系统，可通过Internet网络，实现各种信息资料的查询、调用和下载，还可方便地实施远程控制技术，及时与生产厂商沟通，实现技术支持和控制软件升级的网络化。
实际上，实现电视演播室灯光控制系统网络化的优点还很多，这里就不一一列举了。总之，网络化技术能够增加系统的可靠性和可操作性，能提高我们的工作效率，这就是它的最大特点，也是我们渴求的目的。
四 电视演播室灯光控制网络化的展望
网络化技术的飞速发展和灯光生产厂商的积极参与，以及ACN协议和Art-Net协议的提出，必将大大推进电视演播室灯光控制网络化的进程。实现电视演播室灯光控制系统的网络化是无可质疑的，从技术上来说是毫无问题的，因为它依托的是技术相当成熟的以太网。但是要将所有电视台的演播室完全实现网络化还需要一个较长的过渡时间，也许需要5年时间也许是10年，这主要由下列因素制约着。
1. 设备更新过程的制约因素。电视演播室灯光控制系统从模拟技术到数字技术的改造是近几年才完成的，灯光设备的使用寿命一般在8到10年，甚至更长时间，要完全更新为网络设备需要一大笔投资，所以近期内是不可能的。这就需要一个过渡过程。
2. 电视灯光设备技术开发的制约因素。设备的开发过程受到需求因素的影响，由于需求因素的不够旺盛，完全网络化的设备，也需要从单纯的数字化到数字化网络化的兼容的过渡。
3. 标准协议确定过程的制约因素。ACN协议和Art-Net协议也是有所不同的，ACN强调的完全是网络化，彻底抛弃了DMX512技术。Art-Net则是在保留DMX512技术的基础上搭建网络平台，Art-Net认为网络技术只有和DMX512技术相结合才能是控制系统更可靠，原因就是以太网线传输距离短（100米）。所以说，最终哪一个协议成为世界范围内都认可的协议标准，还需要一个过程。笔者认为ACN协议会有更大的可能性。
4. 人们思想观念和技术水平的制约因素。电视演播室灯光控制系统网络化和其他任何一项新事物一样，需要人们思想观念的转变。今天还有一些人对它的必要性持怀疑态度，认为今天的数字化已经满足演播室灯光控制的需要了。包括笔者本人对网络化的认识也不够，因此需要一个充分认识的过程。另外，灯光工作人员的技术水平也会对网络化进程产生一定的影响。
综合上述，我们不难看到，电视演播室灯光控制系统网络化是新一代灯光控制方式。它具有过去任何一种控制方式无法比拟的优点，虽然当前的应用水平和普及率因受到各种因素的制约还不高，但它的应用前景是不容质疑的。
