下一代演艺灯光设备自动组网及关键技术进展上

蒋 伟，丁 丽，蒋玉，任 慧，曾 莹

（中国传媒大学 信息工程学院，北京 ）

1 引言

灯光设备是演艺工程技术的主要研究对象之一，也是各类演出（展示）必不可少的元素。面对着灯光网络化所带来的诸多优势，世界上各大灯光设备厂商纷纷推出各自的网络化灯光设备和控制系统。通常来说，灯光设备接入系统的目标是在尽量少的人工干预下，实时获取系统中控制设备所提供的数据，并能够向其他设备提供服务。这就涉及到演艺灯光控制系统的自动组网，设备自动发现、描述、识别等。即用户设备及系统应该满足以下基本要求：设备接入系统后即能根据系统环境对其自身和系统的某些参数进行自动配置，以便能和其他设备进行通信；设备能描述并声明自身提供的服务，便于其他设备的访问。此外，具有即插即用特性的设备还应能与不具备此特性的设备进行无缝的互操作，可适用于人工配置联网操作，对不同的联网环境具有良好的适应性，在必要时能对有关配置进行自动更新。达到这些条件，需要在用户设备与网络环境之间进行协调。这就要求控制系统和系统设备之间遵循一定的协议来保证信息、数据等可靠传输。但不同厂商的设备和控制系统所遵循的应用层协议不同，因此，各厂家生产的灯光设备之间的兼容、通讯、互操作等方面还存在着不同程度的问题。虽然，世界上一些研究机构和厂家已经致力于网络灯光控制协议标准的研究，具代表性的有欧洲的Art-Net协议和美国的ACN协议，但是该领域到目前为止，还没有一个统一的标准。

本文根据我国下一代网络化演艺灯光控制系统包括的设备及设计理念提出相适应的原协议体系架构，并介绍了协议体系架构包括的几个主要方面，即设备发现、设备识别、设备描述、设备管理及数据会话传输等。然后分别具体给出各个协议机制在整个协议架构中的作用及主要内容，旨在给出一套能在尽量少的用户干预的情况下，系统实现自动组网、系统设备之间实现相互通信的方法，实现演艺灯光系统更好的为艺术表现服务。

2 系统设备简要介绍

演艺灯光控制系统的设备功用均是为艺术表现服务的。下一代网络化演艺灯光控制系统中主要包括3类设备：

（1）受控设备。主要包括各种灯具、效果器等，工作环境往往是影剧院的吊杆、舞台面、灯架、马道、硅室等，直接为表现艺术效果服务。

（2）控制设备。主要包括各种灯具、效果器的控制台，为控制灯具、效果器服务，往往位于观众席后方的控制室内。

（3）监管设备。主要包括各种监视、通信、管理设备，为监督、管理系统服务，往往位于监控室内。灯光控制网络具有总体分散、局部集中的特点，基于设备分类的思想，我们将灯光控制系统划分为管理层、控制层和设备层。如图1所示。

图1 下一代网络化演艺灯光控制系统网络拓扑结构

从纵向来看，管理层、控制层与设备层体现了分散控制的思想，每层负责不同的任务；从横向来看，现场设备层也可以形成独立的控制区域，实现某一控制区域内各设备之间的通信。层与层之间以及同层的设备间都是通过双绞线或者光纤进行传输。

3 组网设计理念

作为高科技成果，网络化演艺灯光控制系统的确能为灯光操作人员带来新的使用效能，也将改变传统的灯光控制的思想观念，更新灯光控制的工作方式，它代表着一种发展趋势，确立网络化演艺灯光控制系统的发展定位是首先应明确的指导思想，通常来说，一个好的控制协议应符合以下几个基本条件：

（1）接收端能快速找到自己需要的数据段，对不认识的数据能快速跳过、屏蔽。

（2）发送端根据需要可以加上只对自己有意义的数据段，但是完全不会影响接收端。

（3）当协议升级后，保持对老版本协议的兼容。可以看出，规则（2）、（3）都是建立在规则（1）上的。

根据一个好的控制协议所应满足的几个基本条件，考虑到网络化演艺灯光控制系统的实际情况与未来的发展，我国下一代网络化演艺灯光控制系统协议机制的设计应基于以下7点设计理念：

（1）兼容性原则

控制系统要以主流网络协议 TCP/IP 为基础，尽可能地使用大量的第三方现有网络硬件和软件，同时，必须兼容现有的灯光控制协议，实现现有灯光控制协议设备信息在下一代网络化演艺灯光控制系统无障碍传输。

文章来源：《设备管理与维修》 网址: http://www.sbglywx.cn/qikandaodu/2021/0508/1054.html