當(dāng)今時代，文化藝術(shù)與科技緊密相連。舞臺藝術(shù)家和舞臺技術(shù)工作者一直在思考，如何把各種高新技術(shù)融入舞臺表演 中。北京奧運會開幕式 等國內(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，無不體現(xiàn)出多元素融合的創(chuàng)新設(shè)計理念、新穎而多元化的舞臺表現(xiàn)形式，和機械運動與聲音、光影變化運動相結(jié)合的藝術(shù)表現(xiàn)手法，它們都極大地豐富了舞臺藝術(shù)語言，構(gòu)建了良好的觀演關(guān)系。

　　隨著文藝演出舞臺形式的豐富，演出中使用的舞臺機械 、燈光 、音響 、視頻等演藝設(shè)備的種類和產(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，演出過程中對各種設(shè)備之間的協(xié)同工作和集中控制提出了新的要求。

　　1 舞臺系統(tǒng)設(shè)備集中控制的意義

　　舞臺演出是一門綜合藝術(shù)，編劇、導(dǎo)演、表演、舞臺美術(shù)、舞臺機械等都是其重要組成部分。對舞臺燈 光、音響、機械、視頻和多媒體等舞臺應(yīng)用各技術(shù)元素在一定程度上進行集中控制，可以拓寬舞臺表演空間、加強演員與多媒體影像的互動性，最大限度地將各類舞臺專業(yè)設(shè)備與藝術(shù)深度融合，更精確地為舞臺藝術(shù)服務(wù)。

　　2 舞臺多元素集中控制的基本條件

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

　　不同的設(shè)備之間要通過局域網(wǎng)進行網(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，需要一個穩(wěn)定可靠高效的局域網(wǎng)平臺。應(yīng)在不同的數(shù)據(jù)節(jié)點位置設(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式UPS不間斷電源，配置可堆疊、可級聯(lián)的千兆網(wǎng)絡(luò)交換機。為方便各數(shù)據(jù)基站間隔較遠時，可通過光纖環(huán)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，交換機必須帶有SFP光電轉(zhuǎn)化模塊。光接口要求符合SFP MSA和IEEE802.3 z標準，為防止光纖跳線脫落，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)建一個演出媒體交互平臺

　　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，必須采用客戶端軟件(見圖1)進行上傳。另外，控制(見圖2)、監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)信息的查閱、拾取、打印也需要一個素材交互傳輸平臺。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下堆疊交換機的方式進行搭建。

　　圖1 Linux操作系統(tǒng)的媒體服務(wù)器客戶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

　　作為綜合型的網(wǎng)絡(luò)控制臺，應(yīng)該具有公共的Art-Net控制功能。Art-Net是一個10BaseT(現(xiàn)在Art-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)，其目的是用標準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)允許遠程傳輸大量的DMX512數(shù)據(jù)。控制臺本身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)多機熱備份和控制臺本身運算壓力的問題，一般認為超過一定參數(shù)后，需要增加具備獨立處理能力的網(wǎng)絡(luò)處理器。同時，考慮到視頻控制的便捷性，網(wǎng)絡(luò)控制臺和媒體服務(wù)器(見圖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(見圖4)。綜合控制臺在對舞臺機械進行控制時，必須能夠在控制臺上直接監(jiān)視到舞臺的具體情況(見圖5)，若顯示器窗口不夠，可外接屏幕作為舞臺機械運行的專業(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)議控制臺的縮略圖自動導(dǎo)入

　　圖5 綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺直接對舞臺進行監(jiān)視

　　2.4具備獨立運算能力的網(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，這時通過控制臺本身的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控界面可以看到需要占用控制臺更多的硬件資源，從理論上講會給控制系統(tǒng)的運行帶來一定的系統(tǒng)風(fēng)險。這時，需要在系統(tǒng)中加入網(wǎng)絡(luò)處理器(工作界面見圖6)來獨立分擔(dān)參數(shù)運算或減輕控制臺的運算負擔(dān)。控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理器具有和控制臺相同的主板、處理器。網(wǎng)絡(luò)處理器通過主控制臺授權(quán)經(jīng)過千兆局域網(wǎng)加入系統(tǒng)會話后，在運算時不會占用控制臺資源同時還能進行網(wǎng)絡(luò)擴展。

　　圖6 網(wǎng)絡(luò)處理器工作界面

　　在滿足系統(tǒng)安全性的前提下，還能滿足控制域和物理DMX512地址擴展的需求，非常安全可靠。另外有時為了信號傳輸的便捷性，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

　　視頻信號輸出的媒體服務(wù)器數(shù)字媒體服務(wù)器，在舞臺多元素集中 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)著畫面拼接融合、圖層控制、時間軸線性編輯、多點曲面校正、梯形校正、特效控制、服務(wù)器自身輸出(或通過專業(yè)外置聲卡輸出與影像同步的高品質(zhì)音源至調(diào)音臺 接口箱或調(diào)音臺本地)等任務(wù)。比較常見的服務(wù)器視頻輸出信號接口有DVI-D(見圖8)、DisplayPort(見圖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的直播節(jié)目中，媒體服務(wù)器還具有采集外來視頻信號輸入的功能。常見的輸入信號有DVI-D、HD-SDI等(見圖10)。

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

　　2.6有關(guān)音頻 信號的處理

　　舞臺多元素集中控制和音頻信號有關(guān)的控制方式主要有兩種：一種是由數(shù)字調(diào)音臺給出MIDI/SMPTE等音視頻同步信號，到綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺觸發(fā)TIME CODE時間碼(見圖11)的方式來進行集中同步控制;另一種是由綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺手動控制或TIME CODE時間碼控制數(shù)字媒體服務(wù)器的素材播放，然后由數(shù)字媒體服務(wù)器的專業(yè)外置聲卡(見圖12)輸出高品質(zhì)的音頻信號至調(diào)音臺本地或數(shù)字調(diào)音臺舞臺接口箱輸入接口(見圖13)。

　　圖11 TIME CODE時間碼控制界面

　　圖12 配置專業(yè)外置聲卡的媒體服務(wù)器

　　圖13 媒體服務(wù)器輸出音頻信號至擴聲系統(tǒng)示意圖

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

　　舞臺機械控制系統(tǒng)一般分為PLC軟件功能和上位機軟件功能。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)位報警，程控Ⅰ/Ⅱ，場景的編輯和運行介入，故障信息顯示等等。

　　上位機軟件主要功能包括：設(shè)置設(shè)備名稱，設(shè)備場景數(shù)據(jù)設(shè)置及編場，劇目計時，主機信息顯示，日志生成打印，劇目下載等。采用自動控制系統(tǒng)可以對舞臺機械設(shè)備的運行參數(shù)進行高速實時的監(jiān)視，如位置、速度、限位、負載等。可以在表演前提前設(shè)定各設(shè)備的運行參數(shù)，生成預(yù)設(shè)場景。

　　在諸多的文藝演出中，除了單獨的機械子系統(tǒng)要求在表演過程中能夠?qū)Ω鞣N舞臺機械設(shè)備的運行定位、同步、速度等做出更精確的控制之外，還要求能夠接入整個演藝控制系統(tǒng)，實現(xiàn)音視頻機械燈光等系統(tǒng)的一體化精確集中控制。也就是說，在舞臺機械的獨立控制系統(tǒng)之上有一個總體的集中控制系統(tǒng)，這就要求舞臺機械操作臺(見圖14)能夠通過工業(yè)以太網(wǎng)接受綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺的Art-Net網(wǎng)絡(luò)信號控制，能夠直接在綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺上對舞臺機械的場景進行調(diào)用或直接編輯，控制臺提前針對舞臺機械的相應(yīng)功能編輯對應(yīng)的設(shè)備通道信息識別文件。同時要強調(diào)的一點就是：舞臺機械控制系統(tǒng)在接受綜合網(wǎng)絡(luò)控制臺控制時，其自身應(yīng)具有能夠獨立和優(yōu)先控制的操作界面系統(tǒng)，演出過程中由專人值守、監(jiān)視，以確保舞臺機械系統(tǒng)運行的絕對安全。

　　圖14 幾種常見的舞臺機械控制臺