舞台灯光控制系统，表面看上去专业并且复杂，事实上它宛如一场演出的神经中枢，每一个模块都各自履行职责，共同去保障灯光效果能够精准地呈现出来。

安装部位与功能划分

舞台灯光依据安装部位以及功能，主要是分成可调光和不可调光这两大类，可调光灯具一般是安装在舞台正面或者顶棚，用来塑造主体光影以及营造氛围的，不可调光灯具大多是布置在侧翼或者背景区，承担基础照明任务，这种划分直接影响着灯具的选型和配置，比如面光区域要采用高显色性LED帕灯，而天幕区适宜使用染色效果均匀的洗墙灯。

灯具配置要依据演出类型做调整，话剧表演，需精准追光和面光来突出演员表情，配置时要选用带透镜的聚光灯，音乐会，侧重动态效果，应配备光束灯和图案灯来配合节奏变化，所有灯具的安装位置，必须严格计算投射角度，避免在表演区形成阴影或光线重叠。

人机界面模块

控制系统与操作人员的交互窗口为人机界面模块，其通常采用工业级触摸屏或控制台，在2023年国家大剧院新版《茶花女》演出中，灯光师借助12寸触摸屏实时调整六百多个灯光参数，该模块的核心功能是准确接收指令并将其转换为数字信号。

不负责指令解析的是该模块，它是通过RS485总线把原始数据快速传输给主控机的，这种设计保证了操作响应的实时性，在演唱会现场，灯光师切换场景时几乎连延迟都感觉不到，界面布局通常是按功能分区的，其中包括亮度调节区块、颜色选择区块、运动控制等区块，这有利于方便快速操作。

主控机核心处理

一个被称作主控机的东西，扮演着如同系统大脑般的角色，它采用的是工业计算机架构，配备着多核处理器以及专用控制卡，在接收到来自人机界面的指令后，主控机于毫秒级时间范围之内完成指令的翻译工作，进而生成包含地址码、功能码与数据的完整控制帧，这些数据帧借助RS485总线同时发送给所有底层模块。

承担着场景存储功能的主控机，同时还肩负着时序控制功能。在大型演出里，能够预设数百个灯光场景，并且会按照精确到0.1秒的时间轴自动去执行。上海大剧院于演出《剧院魅影》之时，依靠主控机的程序化控制达成了上千次灯光变化的精准同步。

底层控制模块

底层控制模块，是直接驱动灯具的硬件单元，每个模块能够控制12至24盏灯具，这些模块通常安装在舞台附近的机柜内，采用强制风冷散热设计，模块内部包含信号处理器，功率驱动电路和状态监测芯片，能够实时反馈灯具工作状态。

在主控机发送数据之际，所有控制模块都会接收该数据，然而只有地址匹配的模块才会执行指令，这种寻址方式使得单个主控机能够同时控制上千盏灯具。模块具备断点记忆功能，可担保意外断电之后能够恢复最后的工作状态 。

通讯传输系统

控制系统运用RS485总线来开展数据传输，此标准在百米距离范围内，传输速率能够达到10Mbps，其平衡发送以及差分接收机制，可有效抑制共模干扰，保证在有强电磁干扰的舞台环境里依旧稳定运行，传输线缆要选用双绞屏蔽电缆，布线的时候要避开大功率电源线。

长距离传输之时，要加入信号中继器，北京天桥艺术中心的灯光系统采用了三级中继，最远的传输距离可达800米，RS485总线支持多达32个设备并联，通过增添网络扩展器，能够把系统容量提升至256个控制节点。

系统集成调试

要进行系统集成，得在如pSOS这般的实时操作系统基础之上开展软件开发，软件层涵盖硬件驱动、功能接口以及应用模块，这里面硬件驱动层会直接对各类控制芯片予以操作，功能接口层会提供标准化的控制函数，调试的时候要用TS码流发生器去模拟信号输入。

最终的可执行文件借助仿真ROM被写入硬件平台,在2022年央视春晚直播期间,技术人员依靠这套系统于彩排阶段达成了三百多次灯光程序修正,系统设有网络接口,此接口支持远程监控以及故障诊断。

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