浅析舞台灯光技术
摘要：本文笔者介绍了舞台灯光的发展，组成，舞台灯光控制系统结构及设备安装的位置与功能，并阐述了舞台灯光的配电、控制以及工程设计中相关的技术知识。
关键字：舞台灯光，控制系统，通讯模块
自从舞台产生，舞台照明随之成为舞台组成的部分。舞台照明，贵在突出视觉、写实、审美和表现四大要素。经历了多年演变。逐渐发展成今天比较完善和先进的照明系统。戏剧的第一个繁荣期，出现在两千多年前的古希腊。当时的剧场都是露天或半露天的。 舞台的照明都靠天上那巨大无比的“灯”— — 太阳， 所以只能在白天演出。而夜晚休息娱乐的需要、露天演出易受天气影响等客观弊端及戏剧的发展使舞台灯光成了人们必须解决的问题。
剧场照明设计是否成功，是以舞台灯光的处理是否得当为标志。舞台灯光不仅要照亮演员，让观众看清面部表情、神态和动作，更重要的是充分运用照明技术，调动灯光操作等手段来强化艺术效果，使观众有身临其境之感。舞台灯光的安装部位、功能及灯具配置舞台灯光按其使用功能主要分为两种：可调光的调光回路；不可调光的直放回路。舞台照明方式一般分为三种：
a。一般照明。指顶光和伸出式舞台作为部分顶光的吊点灯环，以及葡萄架上、天桥上的照明。
b。重点照明。指面光、耳光、柱光、侧光、脚光、流动光和伸出式舞台的低角度面光、内(外)侧光、转台流动光以及乐池内设置的供接乐谱灯的低压插座。
c。装饰照明。指天排光、地排光和舞台上使用的激光效果器、追光、流动音乐喷泉以及各式电脑灯。
舞台灯光如此重要上面的叙述比较简单，下面从技术的角度进行剖析：
舞台灯光控制系统结构可以大致分为三个模块；人机界面模块，主控机模块和底层控制模块。三大模块相互间利用RS485总线通讯，以固定的波特率传输数据。
人机界面模块的功能主要是接收控制人员的控制指令，一般可以用简单的工控面板实现。该模块接收到指令以后不作指令的翻译，直接通过RS485总线传输按键信息到主控机模块。
主控机是整个布光控制系统的核心部分，负责上层控制界面和底层硬件控制模块的联系。主控机在收到控制模块发来的按键信息后经过翻译， 形成二进制的控制的指令； 然后主控机依据收的指令和相关的控制模块地址组成一帧完整的数据，并通过RS485总线传输到下行总线上， 各底层控制模块再按地址匹配获取属于自己的数据。
底层控制模块是直接控制舞台灯光动作的硬件设备。由于舞台灯光的数目一般比较多，因此控制模块的数量一般也在10～ 20之间， 所有的控制模块都挂靠在同一总线上，相互之间独立编程。当主控机向总线上发送数据时， 所有控制模块都接收到数据信息，并根据帧结构所包含的地址信息解析出属于自己的指令并执行之。
舞台灯光控制系统控制模块其主要的功能有2方面： 一是和主控机的通讯， 接收来自上层的指令。二是根据指令控制硬件电路实现对灯光动作的控制。下面分别就这两个模块进行介绍。
下面介绍一下接收通讯模块：
① 通讯方式选择
由于控制信号相对简单，这里采用的是串行通讯方式。这种方式运用起来比较方便， 对外围器件要求不高， 半／全双功方式可自由选择。在异步方法中最重要的是波特率的设置。太高， 会增加单片机的负担，甚至不可实现；太低，会影响整个操作的响应速度。
② 传输标准选择
目前各种传输标准很多，但各有优缺点。由于布光系统作于演播厅，各种音响，电器的干扰会很多，因此，所选的传输方式应是抗干扰比较强的。由此考虑，在通讯距离为几十米到上千米时，选用RS485总线传输是比较理想的。485总线利用两条传输线，采取平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上接收器具有高的灵敏度，能检测低达200mV 的电压， 因此可以大大增强传输时的抗干扰能力，传输信号在千米以外可得到恢复。
RS485总线使用方便，用一对双绞线即可实现多站联网构成分布式系统。它设备简单，价格低廉，能进行长距离通信，故在工程项目中获得了广泛的应用。
③ 收发器选择及使用
在485总线上传输的是485电平，而单片机和主控微机只能识别TTL电平。这样，在两者间就必须有专用芯片设计转换电路，这就是收发器。收发器的种类很多，可根据需要转换不同的电平，这里只需要485一一TTL 电平间的转换。比较-g。用的是M ax48x系列， 和带隔离的Max148x系列。在应用中， 为减少通讯电路与其他电路间的干扰，必须要有隔离级。虽然可以直接使用较高档的带隔离级的485收发器， 但从价格考虑， 还是自行设计隔离电路更好。这里运用光电耦合器件，单独电源供给等手段实现隔离。在使用M ax483是要注意使能端的控制。收发器处于接收状态只有在／RE =0， 并且可移植性， 避免了不必要的重复工作。图2 中的模块功能管理层和硬件驱动和基本功能函数接口层同属于Opentv中间件。模块功能管理层是为方便编写用户应用程序， 按照一定的中间件函数接口标准编写的有关于音频、视频和频道操作管理和控制的函数。驱动与基本函数接口层是OpenTV 中间件的底层部分。这一层次的软件编写要根据具体的硬件驱动来进行相应的改动，目的是提供给模块功能管理层统一的驱动接口函数。
③ 操作系统和硬件驱动层
本系统所采用的操作系统是pSOS；硬件驱动层主要针对各硬件模块， 提供相应的驱动程序。主要的驱动包括：Kernel模块，主要负责提供对进程的操作，诸如进程的创建和删除等；接口模块，包括I C接口操作控制，RS一232 串口通信，智能卡的控制等；音频模块；视频模块；OSD 模块；解复用模块；解码模块；Flash 驱动模块；TUNER 驱动模块。
最后一步是机顶盒系统的调试：本系统的软件是在pSOS编译器的基础上编译完成的。整个测试框图如图3所示。系统利用了一个TS 码流发生器作为机顶盒的调试TS 源。TS 流通过QAM 调制器调制到信道中，QAM 信号送到机顶盒的前端进行QAM 解调， 再送入系统板中进行信源解码。TS流也可以直接通过系统板中的接口送入以对信源解码进行单独调试。系统个人电脑的测试是在PC + WINDOWS2000平台上进行的。而系统运行软件则在pSOS 实时操作系统环境下执行。编译好的可执行文件通过仿真RoM 从串口下装到硬件平台上的RAM 中， 然后系统将从RAM 中的某一固定地址读出并执行程序。由于本硬件平台没有提供网口， 所以pSOS 自带的在线调试功能并不能实现，调试信息只能通过执行程序过程中的输出信息得到。
因此， 将硬件上的串口与个人计算机串口相连，程序运行过程中的调试信息可以显示在个人电脑的屏幕上，从而， 编程人员可以得到所需要的调试信息。
[总结语]
如今灯光系统控制已经由原来的人工操作进化为计算机管控。对舞美工作者计算机水平的提高也提出了现实的要求。相信随着灯光照明系统的不断更新完善和舞美工作者素质的日益提高将使我们的舞台更具时代气息。更具诱惑力，更加精彩。
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儿童房的灯光环境，与主卧房所强调的温馨感不同，应充分考虑到孩子的个性特点和成长的需要。
光线要充足
儿童房的整体照明亮度应该比成人房高，同时光线要柔和，从而让房间产生温暖、祥和的氛围。除此之外，房间内还需要有相应的局部照明，以便于孩子看书写作业、查找书籍、寻找储藏物之用，或者运用造型丰富的灯具为房间增添童趣。
如果室内灯光布置不合理，光线不充足，或为了强调装饰效果而忽略了孩子的实际需要，会收到反效果。
对于正值学龄期的孩子来说，学习是这一阶段的首要任务，因此，为孩子挑选一盏适宜的写字台灯必不可少。儿童的世界总是点染着梦幻般的色彩，父母在为孩子挑选灯具时，也常常会选择造型可爱、色彩艳丽的灯饰，但有时灯具外观的靓丽并不能保证孩子的视力健康。由于儿童正处于生长发育期，灯具的选择不仅要考虑其安全性及材质是否环保、造型是否符合儿童的心理特点，对于用作学习照明的灯具来说，更重要的是在光源上是否符合儿童的实际需要。
普通光源由于其不稳定性，闪烁的光线极易造成孩子的视力下降。因此，选择明亮且高显色性的灯具尤为重要，新一代的三基色荧光灯就是不错的选择，它的发光效率是普通荧光灯的1.4倍，显色性是普通荧光灯的1.2倍，其光源更明亮、真实，而且能自然地展现色彩，比普通光源更有利于儿童的学习，并且能保护视力。
【照明建议】
壁灯导线须入墙
儿童的天性活泼、好动，又对事物充满强烈的好奇心，尤其是年幼的孩子，但他们却缺乏必要的自我保护意识。因此，小主人的房间里若安装有壁灯，那就得注意不要让电源线外露，以免不懂事的小主人拿电线当玩具来摆弄，从而造成触电的危险。另外，父母还可以为心爱的小宝贝加装墙式调光开关，这样可以方便孩子在夜里开关灯。
插座应有封盖
对于年轻的父母来说，家里淘气的小宝宝常会逗得大家合不拢嘴，但小孩天生爱到处攀爬的个性，就要让您必须注意儿童房里的电源插座是否具有安全性。一般的电源插座是没有封盖的，因此，您要为了小宝宝的安全着想，选择带有保险盖的，或拔下插头电源孔就能够自动闭合的插座。
灯泡应有保护罩
父母在为孩子选择灯具时，必须注意，如果孩子还很小，就不要挑那些容易让孩子触摸到灯泡的灯具，以避免发热的灯泡烫到小孩稚嫩的肌肤。最好是选择封闭式灯罩的灯具，或为灯泡加一层保护罩。另外，也应避免在儿童房里摆放地灯，以减少孩子触电的危险。
安装多个插座
儿童房是小孩在家里最自我的一个空间，无论学习、游戏，还是邀同学、朋友来玩，大都得在这个自由的小天地里进行。因而，房间里的灯光布置要比大人房的多，还有电脑、音响、VCD、收音机等电器设备，这就需要在装修时多安装些插座，以避免插座不够而导致在单个电源点上超负荷连接电器设备。一般来说，考虑到孩子学习、娱乐、活动及储物的需要，房间里最少要预留6个电源插座，其中有两个需安装在写字台的上方，其他可配置在墙角。
汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。下面是我整理的汽车前照灯技术论文，希望你能从中得到感悟!
汽车前照灯检测技术探讨
摘要：汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。因此，为保障机动车运行安全，应对前照灯的有关性能进行严格检验。本文就汽车前照灯远近光检测技术进行了分析。
关键词：汽车;前照灯;检测
中图分类号：U46 文献标识码：A
前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下，为驾驶员提供行车道路照明的重要设备，也是驾驶员发出警示、进行联络的灯光信号装置。所以，前照灯必须有足够的发光强度和正确的照射方向。目前各大汽车检测站普遍采用先进的CCD成像技术和DSP图像处理相结合的方法进行汽车前照灯远近光的检测，从而达到汽车前照灯的自动跟踪光轴、发光强度、远光中心坐标、近光拐点坐标以及光轴偏角等特征参数的检测。
1 汽车前照灯远近光发光特点及作用
1.1 前照灯远光灯的发光特点
为了防止前照灯对司机和路人造成眩目，前照灯的灯具需要经过特别的设计，使灯具的发光性能达到一定的标准。所谓发光特性是指灯具发射可见光的光度(照射角度和发光强度)分布，其照射角度随方向而改变，常用发光强度分布曲线来表示。正常情况下，汽车前照灯远光发光特性，其光度分布如椭圆形状在上下方向和左右方向基本对称，越靠近中心点，照射度越大。
1.2 前照灯近光灯的发光特点
典型的前照灯近光的发光特性为非规则几何形状，具有明显的明暗截止线，在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区，在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区。其发光强度最强的区域在明暗截止线的右下方，光强最大的区域中心点，照度最大，并以这个中心点为中心，形成一定的等照度曲线。前照灯近光图可表示为图1，近光产生明显的明暗截止线，其水平部分在V-V′的左侧，右侧为与水平线向上15°的斜线或向上成45°的斜线。明暗线转折点处称为拐点。根据前照灯远近光的光形分布的特点，传统的前照灯远光检测技术以仪器检测为主，大多利用远光光斑图形的对称性，利用上下左右对称分布的光电池对光轴中心进行检测。而由于近光光斑图形的非对称性，无法使用测量远光的方法对近光进行单独检测，通常利用图像分析的办法来获取明暗截止线拐点的位置来测取远近光各个特征参数，为汽车驾驶员提供准确的数据。
汽车夜间行驶时，前照灯远光能照亮前100m处一定范围内高2m的物体，这样才能保证司机发现前方有障碍物时，及时采取制动或绕行措施，让停车距离在视距之内，确保行车安全。
2 汽车前照灯检测技术发展
汽车前照灯检测技术，从早期的屏幕观察检测，到后来的仪器检测，发展到现在用的CCD和数字图像处理(DSP)相结合的检测技术，都具备智能化、自动化检测技术水平。
2.1 屏幕法检测
简单的屏幕检测，就是在被测灯前方10m处垂挂一屏幕，在屏幕上按照标准要求画好光束照射位置点和线，把受检车辆的前照灯光打开，照射在屏幕上，用肉眼观察该光束的位置是否符合标准要求，可测近光和远光。这种方法的特点是设备简单，不需要软件处理系统，对场地和环境要求高、但效率较低，而且依赖人的主观判断的程度比较大，检测结果一致性较差，误差大。因此在大流量的检测线上，很少使用这种检测方法。
2.2 采用CCD感光检测技术
利用CCD摄像头的感光技术，将采集到的光信号转化为电信号的原理，并最终通过图像采集卡将模拟的电信号转化为数字信号，输出到计算机，由计算机数据处理系统进行处理，就可测出前照灯远光发光强度和近光偏移量。采用CCD对光检测技术，其检测精度完全可以满足国标±15′的要求。
2.3 数字图像处理DSP检测技术
这项新型的检测技术主要是把CCD摄像头采集到的模拟视频信号转化成数字视频信号，然后利用DSP(数字信号处理器)的数字视频采集卡及处理系统对数字视频信号根据需要进行数字运算和处理，以得到需要测量的参数。
从以上灯光检测技术的发展历程可以看出，随着电子技术和计算机技术的不断发展和普及，数字图像处理技术也得到了迅速的发展。到目前，各大汽车检测站用的较多的是利用CCD感光系统精确成像，采用DSP系统进行图像分析处理及电子控制技术，精确进行汽车前照灯远近光灯技术参数进行测试。DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理具有速度快，集成度高，接口方便等特点。
3 CCD感光系统的测量原理
3.1 成像原理
利用几何光学中的物像对应关系，使远处的大范围光强分布成为较小的可测量实像，用面阵CCD作为图像传感器，可以一次得到整个平面上的光强分布。
根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中屏幕法的要求，前照灯利用几何光学中的物像对应关系，使远处(10m)屏幕上的大范围发光强度(光强)分布成为较小的可测量实像(1m处成像屏上)，用面阵CCD作为图像传感器，可以一次得到整个平面上的光强分布。
前照灯可以认为是具有一定光强分布的面光源。前照灯在10m处光线会聚成像为AB。在光路中插人菲涅耳透镜组(假设等效为L)后，AB的光线实际会聚成实像为AB，如图2所示。
如果假设菲涅耳透镜的焦距为f，则有以下关系式：
选择合适比例的l和f彭阿以得到恰当的像，从而方便测量。
3.2 测量时的瞄准方式
空间角度的检测必须要获得2个点的位置，在光束偏角的测量中也不例外。在进行测之前，首先必须找到前照灯的位置或第一个光束参考点的位置。图3为瞄准前照灯方式的测量原理，这种测量方式是先利用CCD摄像头1找到前照灯的位置，然后用CCD摄像头2拍摄前照灯通过透镜成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置(远光或近光)，得到与零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际前照灯的角度偏差值。
直接对准前照灯：
这种测量方式是先利用摄像头找到车灯的位置，然后拍摄成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置(远光或近光)，得到和零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际的角度偏差值。
3.3 光强测量分析
由于在低照度下，CCD的输出电压与照度有良好的线性关系，这样CCD面元信号的数字量便可与外部光源照射到检测幕布上照度值联系起来了。根据测量时建立起来的关系数据库，根据空间采样后各像元的数字量即得出各点的光照强度。
3.4 角度测量分析
主要利用灯光(远光中心点、近光明暗截止线转角点)在屏幕上会有X的位移，经透镜成像后，在透镜像方焦平面上引起的成像点的位移X′可由CCD获得的数字化图像分析求出，进而推算出光轴偏转角度。利用远光照明的对称性，找到远光光斑的对称中心，然后在前照灯打开近光照明的条件下，模拟人眼的判断过程，对近光的拐点进行分析。同样的，在进行近光角度检测时，由于CCD图形具有分辨率高的优势，结合计算机技术，和光电池扫描的方法相比可以进行更为准确的拐点的搜寻。
结束语
综上所述，选用专业的图像处理芯片对前照灯近光光束配光图像进行分析处理，可准确确定近光光束明暗截止线转角和近光光束照射方向。
参考文献
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环艺设计毕业论文参考文献
紧张而又充实的大学生活即将结束，毕业前都要通过最后的毕业论文，毕业论文是一种有计划的、比较正规的检验学生学习成果的形式，那么应当如何写毕业论文呢？下面是我为大家收集的环艺设计毕业论文参考文献，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
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