摘要：

介紹近年在文旅演藝領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的“聲像光機”表演控制系統(tǒng)的組成和特點。重點論述以燈控臺和媒體服務(wù)器為核心組成“聲像光機”表演系統(tǒng)的控制模

式、系統(tǒng)集成、功能特點和工程應(yīng)用，并列舉多個典型案例。

在劇場、主題公園和文旅實景、光影秀、各類開閉幕式及慶典等文藝演出中，通常配置有音響、燈光、視頻和機械等多種設(shè)備，如：

? 音響（audio）：調(diào)音臺、處理設(shè)備、功放、音箱等。

? 視頻（video）：投影機、攝像頭、視頻服務(wù)器、LED顯示屏等。

? 燈光（lighting）：燈控臺、常規(guī)燈、電腦燈等。

? 特效機械（effect machinery）：煙火、禮花炮、煙霧等。

上述設(shè)備可統(tǒng)稱為聲像光機（AVLM）設(shè)備。

         通常聲像光機是音響、燈光、視頻和機械等各專業(yè)系統(tǒng)各自采用不同的控制技術(shù)，分別配置獨立的控制系統(tǒng)，通過演出場所配備的內(nèi)部通訊設(shè)備（簡稱

“內(nèi)通”）或?qū)χv機，保持相互間的協(xié)調(diào)配合。隨著技術(shù)的進步，特別是在文旅演藝領(lǐng)域中大量出現(xiàn)光影秀和主題劇場、文旅實景等被稱為“聲光電表演”

“光影秀”“聲光影視表演”的演出，通常都是聲、光、影視和特效機械緊密結(jié)合的模式，從而使表演控制（show control）這一技術(shù)得以快速發(fā)展。國內(nèi)

對這沒有統(tǒng)一的術(shù)語（有稱“演出控制”[12]），也鮮有廣泛深入的研究及探討。

        隨著演出形態(tài)和技術(shù)發(fā)展，音響、燈光、視覺效果和特效機械等各個子系統(tǒng)逐步實現(xiàn)聲像光機表演同步控制。最早實現(xiàn)聲像光機表演同步控制的模式難

以考證，早期可見于國外的迪士尼主題公園和太陽馬戲團的《O show》等；我國最早的主題公園應(yīng)是深圳的錦繡中華（1989年），最早的實景文旅演出應(yīng)是

印象劉三姐（2004年），而其大規(guī)模應(yīng)用則是2008年8月北京奧運會和2010年廣州亞運會及2010年上海世博會開閉幕式。近年文旅演藝項目在國家政策扶持

下發(fā)展迅速，包括城市景觀、慶典活動、燈光節(jié)、音樂節(jié)、特色小鎮(zhèn)、夜游景觀、主題劇場和文旅實景演出等項目運用了聲像光機表演同步控制。由于聲像光

機表演控制系統(tǒng)能大幅度提高多種演藝活動的自動化、智能化水平，運行管理更簡便安全，因而得到廣泛的應(yīng)用。

1 聲像光機表演控制系統(tǒng)控制模式的分類和特點[1][2][4]

聲像光機表演控制系統(tǒng)控制模式可以有多種不同的分類方法。

1.1 按表演場所和表演內(nèi)容分類

1.1.1 景觀類（landscape）

泛指城市亮化及景觀燈光秀等程序相對較簡單的控制系統(tǒng)。

1.1.2 表演類（performance）

泛指各類主題劇場、旅游實景演出和大型慶典活動的表演控制。

1.1.3 展覽類（exhibition）

泛指各類博物館、科技館、展示廳等場所的應(yīng)用。

本文只討論聲像光機表演控制系統(tǒng)在1.1.1及1.1.2兩種類型的應(yīng)用。
1.2 按控制系統(tǒng)的功能分類

1.2.1 簡單控制

        走時間線，固定程序，聲光像不要求.同步，一般無演員參加。常見于景觀照明、城市亮化和中小型聲光秀等。典型案例如廣州市珠江兩岸光亮工程和四

川樂山大佛聲光秀等文旅演藝項目，采用HDL show control或阿凡達（AVATAR）等智能中控系統(tǒng)控制，管理使用較簡便、成本相對低廉。詳情可參閱參考

文獻[1][2][4]，本文從略。

1.2.2 基本控制

時間碼+事件觸發(fā)+必要的人工控制，劇情較簡單，多數(shù)節(jié)目無演員參加。某些節(jié)目會有演員參加表演，但不講不唱，不用傳聲器，呈現(xiàn)的音樂、人聲和環(huán)

境聲等聽覺效果都是采用“先預錄，后重放”的方式，聲、光、像要求同步，演員配合動作和對口型。這是目前國內(nèi)聲光秀較為普遍采用的控制模式。本文將

論述此種模式的特點、系統(tǒng)集成和工程案例。

1.2.3 實時控制

主要應(yīng)用于話劇、歌劇、音樂劇等內(nèi)容豐富、劇情較復雜的專業(yè)文藝演出。基本上仍是時間碼+事件觸發(fā)+必要的人工控制的模式作為基礎(chǔ)。其最大特點是

突出“人”的表演。主要演員配戴無線傳聲器，真講、真唱、真笑、真哭，塑造出一個個“有血有肉”的動人角色。再加上現(xiàn)場沉浸式3D音視頻系統(tǒng)和聲像同

步跟蹤等技術(shù)手段，對觀眾有強烈的吸引力。近年的成功演出劇目如實景話劇《12.12西安事變》、歌劇《拉貝日記》，建黨100周年獻禮的音樂劇《新華報

童》、歌劇《國?家》和歌劇《江姐》等。但由于技術(shù)和成本等條件所限，在國內(nèi)應(yīng)用尚不普遍。隨著文旅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加上國產(chǎn)系統(tǒng)的研發(fā)推廣，成本逐步

下降，此類控制技術(shù)應(yīng)能夠為劇場、音樂廳，特別是文旅演藝項目“轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效”提供更大助力。

1.3 按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類

1.3.1 以第三方控制系統(tǒng)為核心的表演系統(tǒng)

如以HDL智能控制系統(tǒng)、lemuse MC-2000演出集成控制器、AVATAR中控系統(tǒng)以及Medialon和ALCORN等專業(yè)聲像光機表演控制系統(tǒng)為核心的表演系

統(tǒng)。詳情可參閱參考文獻[1][2][3][4]，本文從略。

1.3.2 以音視頻機械各控臺為中心、時間碼為同步信號的表演系統(tǒng)

目前常用的聲像光機表演控制系統(tǒng)以燈光音視頻機械等各控臺為中心、時間碼為同步信號的方式，將燈光、音響、視頻和機械跟隨演出同步推進。本文主

要分析采用運行DMX、MIDI、SMPTE等多種協(xié)議，控制常規(guī)燈具、電腦燈具、音響、投影、LED屏、噴泉、焰火、激光和機械（如冰屏或恐龍）動作等同步

運行表演。該控制模式靈活可靠，有較廣泛的應(yīng)用。

典型案例：

1)飛豬燈控臺配合AXON媒體服務(wù)器，用于控制2010年廣州亞運開閉幕式文藝演出。

2) Hod 4燈控臺配合Modulo-Piplayer媒體服務(wù)器，用于慶祝中華人民共和國成立 70周年文藝晚會的演出控制。

3) grand MA2電腦燈控臺配合Arkaos媒體服務(wù)器的案例較多，如：

? 2010年上海世博開幕式：5臺燈控臺與6臺媒體服務(wù)器配合，控制浦江兩岸音響、燈光、投影、LED屏、焰火、激光表演。

? 2016年9月杭州G20峰會開幕式：7臺燈控臺與44臺Arkaos媒體服務(wù)器配合。

? 2018年2月平昌冬奧會閉幕式“北京8分鐘”：3臺燈控臺與60臺服務(wù)器配合，控制24臺透明LED屏幕組成的智能機器人表演。

? 2018年6月青島上合峰會開幕式：7臺燈控臺與44臺Arkaos媒體服務(wù)器配合，控制燈光煙火表演。

? 2018年12月重慶“歸來三峽”大型詩詞文化實景演出：2臺燈控臺與16臺Arkaos媒體服務(wù)器配合。

2 聲像光機表演控制系統(tǒng)常用協(xié)議和接口[1][2][4]

比較完善的聲像光機表演系統(tǒng)的設(shè)備在硬件上都需要有特定的接口（interface）來配合聲像光機表演控制系統(tǒng)，并支持聲像光機領(lǐng)域中的國際主流技術(shù)

規(guī)格和相關(guān)協(xié)議（protocol）。傳統(tǒng)的音視頻接口（RCA、XLR、TRS、AES/EBU、DVI、HDMI）以及音視頻網(wǎng)絡(luò)(CobraNet、Ethersound、AVB、

Dante、HDBaseT)等傳輸協(xié)議在聲像光機表演系統(tǒng)中都普遍使用。有關(guān)上述接口和協(xié)議的內(nèi)容詳見參考文獻[1][2]，本文從略。下面對在AVLM表演控制系

統(tǒng)中的音視頻和燈光系統(tǒng)同步聯(lián)動的一些常用協(xié)議，如DMX 512、MIDI Timecode （MTC）、FSK、ARTNET和 SMPTE等，分別作簡要介紹。

2.1 DMX512（Digitalmultiplex）數(shù)字多路復用傳輸協(xié)議

是作為燈光控制協(xié)議，隨后擴展到如換色器、煙霧機和噴泉等設(shè)備的控制。512表示一對數(shù)據(jù)線上可同時傳輸512個通道的控制信號，通常用雙芯絞合屏

蔽線傳輸，有效傳輸距離250 ｍ，條件是使用優(yōu)質(zhì)信號線。

2.2 ArtNet、ACN和 sACN協(xié)議

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，燈光控制領(lǐng)域引入了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，開發(fā)出由TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和DMX協(xié)議兩者結(jié)合組成的網(wǎng)絡(luò)傳輸燈光控制系統(tǒng)，

其目的是采用標準的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)大量DMX 512數(shù)據(jù)的遠程傳輸。其系統(tǒng)組成是將燈控臺輸出的DMX信號經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成TCP/IP網(wǎng)絡(luò)信號，經(jīng)由5類以

上網(wǎng)絡(luò)線遠距離傳輸?shù)綗艟吒浇偻ㄟ^信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成DMX信號，驅(qū)動數(shù)字調(diào)光器或直接驅(qū)功DMX控制燈具的運行。目前國際上通行有ArtNet

（Artistic Network）和sACN ( Lightweight streaming protocol for transport of DMX512 using ACN）兩個協(xié)議，各有特點，長期共存。各大廠家生產(chǎn)

的帶網(wǎng)絡(luò)接口的燈控臺，普遍都兼容ArtNet、ACN及sACN等協(xié)議。

2.3 SMPTE（LTC）（Society of Motion Picture and Television Engineers）時間碼

用于燈光與音頻視頻的同步控制。較.的聲像光機控制系統(tǒng)除“時間線” （Time Line）功能外，還具有事件（Event）功能，即通過傳感器或機械觸點等

方式，從音響、視頻設(shè)備引入SMPTE（LTC）時間碼來控制燈光系統(tǒng)，使燈光的變化可以與音頻及視頻信號.同步。

2.4 MIDI（Music Instrument Digital Interface）接口

MIDI是樂器數(shù)字接口，原來是為電子音樂開發(fā)的一種電子樂器的控制協(xié)議，后被燈光控制借用，可用作多機聯(lián)動或聲光同步等控制。

2.5 CITP（Controller Interface Transport Protocol）多媒體素材協(xié)議

可在同一局域網(wǎng)的工作站之間實現(xiàn)點對點的流媒體傳輸，用于燈光、視頻同步控制的系統(tǒng)中，把媒體服務(wù)器的視頻素材以網(wǎng)絡(luò)形式打包傳輸?shù)綗艄饪刂婆_

作為預覽顯示。

2.6 FSK（Frequency Shift Keying）頻移鍵控協(xié)議

常用于對時間碼要求較高的特效機械設(shè)備，如煙花燃放設(shè)備等。

3 適用于聲像光機表演控制系統(tǒng)燈光控制臺的基本功能[3]

燈控臺在演藝領(lǐng)域的燈光系統(tǒng)中起著控制中樞的作用，其主要功能是輸出DMX控制信號，經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到調(diào)光柜（或直通柜），或直接傳送到帶DMX

接口的燈具進行控制。而在聲像光機表演控制系統(tǒng)中，燈控臺同時還承擔燈光與音頻、視頻和特效機械系統(tǒng)同步聯(lián)動控制的任務(wù)。

適用于聲像光機表演控制系統(tǒng)的燈控臺，需要具備以下的配置和功能：

? DMX協(xié)議接口——用于對燈具和特效機械的控制；

? 觸摸屏——用于編程和控制；

? 顯示屏——顯示內(nèi)容表、CUE程序表等；

? 手動和電動操作桿——控制燈具參數(shù)變化；

? 燈庫管理——存儲燈具各種屬性和參數(shù)信息的數(shù)據(jù)庫；

? 時間碼（MIDI SMPTE）——用于與音頻視頻同步控制；

? 通訊協(xié)議——較大規(guī)模的聲像光機表演項目，選用的燈控臺應(yīng)兼容Art-Net、sACN、CITP和RDM（遠程設(shè)備管理）等協(xié)議。

4 媒體服務(wù)器的基本功能和特性簡介[5][6][7][10][11]

4.1 媒體服務(wù)器的基本功能

本文只討論聲像光機表演控制系統(tǒng)常用的多媒體視頻處理服務(wù)器（Muti-Media Video Processing Server，簡稱“媒體服務(wù)器”，Media Server）。

業(yè)內(nèi)還有多種名稱，如視頻服務(wù)器、表演用媒體服務(wù)器等。在各種多媒體表演模式如沉浸式幻影成像、3D投影技術(shù)（3D MAPPING）、建筑外墻秀、水

舞光影秀、多媒體科技展覽展示、穹頂和球幕投影以及人體互動場景漫游等等都需要用到媒體服務(wù)器作為核心部件。

媒體服務(wù)器包括軟件和硬件，其主要功能如：視頻信號采集、播放、實時編輯、添加特效、疊加圖層、拼接融合和多點校正等視頻處理功能，能在短時間

內(nèi)根據(jù)演出現(xiàn)場的實際情況對視頻進行調(diào)整，即時呈現(xiàn)導演的視覺創(chuàng)意。配置有DVI、SDI、HDMI以及DMX、MIDI、AUDIO、VIDEO和USB等多種接口，可

與音響、燈光、視頻和特效機械等組成多媒體同步表演控制系統(tǒng)。

4.2 國內(nèi)表演控制常用的媒體服務(wù)器

表1列出國內(nèi)表演控制常用的媒體服務(wù)器名稱和典型案例。

4.3 ShowPower Arkaos媒體服務(wù)器簡介

4.3.1 硬件配置

1）CPU為Intel Core17-3770，3.40 GHz；

2）固態(tài)硬盤120 GiB（可擴展至500 GiB）；

3）雙顯卡，4路DVI輸出，最大分辨率為2 560 ×1 600；

4 ）支持 A V I 、 M P E G 、 M P E G 2 、 M P E G 4 、 QuickTime MOV、Flash、WMV、M2V、JPG等影音格式；

5）輸入接口為HD-SDI、DVI、VGA、S-video；支持PC、DMX、MIDI、Artnet、MA-NET等。

4.3.2 功能及應(yīng)用案例

1）映射調(diào)色：可任意改變視頻的顏色（亮度、對比度、CMY混色等）；

2）即時特效和轉(zhuǎn)場疊化：基本的位移、旋轉(zhuǎn)、縮放功能；對視頻素材隨機增添字幕、數(shù)字和動畫效果，添加淡入淡出等轉(zhuǎn)場效果并實時剪輯；其特效庫

擁有160種以上的影像特效，50種以上的文本動畫（原始素材），包括色調(diào)特效、波紋效果、球體效果、立方體效果、鏡面效果、分屏效果、視頻分裂效果、

多屏、寬屏的邊緣柔化以及“門”的開合動畫等影像特效。這些效果還可以組合疊加。圖1～圖5顯示部分特效案例。

3）異型校正和拼接融合；

4）媒體儲存和多圖層播放；

5）現(xiàn)場采集：支持攝像機導入功能。

4.3.3 基本的連接方式

圖6和圖7分別示意了ShowPower服務(wù)器與投影儀與LED屏幕的連接。

4.4 GD-V媒體服務(wù)器

GD-V媒體服務(wù)器是一套以荷蘭Resolume（瑞斯龍）為核心的軟件后臺，組成動能略低于Arkaos的經(jīng)濟型實時視頻處理和顯示控制系統(tǒng)。

4.4.1 主要特點

1）視頻實時控制、實時播放4K影像、特效渲染和現(xiàn)場操控能力。其特效引擎有多達90款特效；

2）三維多圖層系統(tǒng)（伺服器）：可對每一個視頻層或圖片層單獨進行修改；

3）空中觸摸、球體互動、圖像跟蹤等互動功能。

4.4.2 接口

前面板：USB 3.0×2（接入USB設(shè)備，加載或備份數(shù)據(jù)）；

后面板：USB 3.0×3；

Video In：預留接口；

LAN：以太網(wǎng)網(wǎng)口，實現(xiàn)服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)；

Audio：3.5 mm音頻信號輸出接口；

HDMI OUT×8：高清多媒體輸出接口，輸出音頻及視頻信號。 

4.4.3 系統(tǒng)連接

廣州大學聲光影視技術(shù)與藝術(shù)體驗中心展示了聲像光機表演系統(tǒng)的簡化示意圖。通過GD-V服務(wù)器的USB、HDMI和LAN等接口，運行多種協(xié)議，分別控

制音響系統(tǒng)I、投影系統(tǒng)、紅外傳感器（用于互動功能）、燈光系統(tǒng)、音響系統(tǒng)II、弧形大屏幕拼接、互動投影、投影和虛擬成像等多個表演項目，既可分別獨

立運行展示，也可以在一定范圍內(nèi)作同步聯(lián)動表演。

圖8所示為通用型的文旅實景演藝控制系統(tǒng)圖。主控設(shè)備包括兩臺MA2燈控臺、兩臺Arkaos視頻服務(wù)器和以數(shù)字調(diào)音臺為中心組成的音響系統(tǒng)。受控設(shè)備

主要包括電腦燈、光束燈、激光燈、LED條燈、音樂噴泉（機械泵）和投影機等。整個系統(tǒng)是由調(diào)音臺發(fā)送SMPTE時間碼和MIDI信號進行觸發(fā)，通過MA2發(fā)

送DMX信號，控制全場的燈光、視頻和特效機械設(shè)備與音響系統(tǒng)同步運行。

圖8 聲像光機表演控制系統(tǒng)示意圖

5 典型工程案例

由張藝謀主持創(chuàng)作的大型詩詞文化實景演出《歸來三峽》，地點在重慶市奉節(jié)縣三峽西端入口夔門，2018年12月首演。演出浮臺160 m，寬54 m，高18

 m。觀眾席1 800座。見圖9。節(jié)目選取了李白、杜甫、劉禹錫、蘇軾、陳子昂和李商隱等6位詩人的十首詩詞，預先通過音頻工作站將朗誦詞和配樂錄制貯

存，演出時演員的動作是跟隨音響系統(tǒng)重放預錄朗誦詞和配樂同步表演。整個系統(tǒng)是以音響為主線，由數(shù)字調(diào)音臺發(fā)出MIDI時間碼信號，控制燈光、視頻和

特效。

考慮到安全等因素，所有升降、平移、旋轉(zhuǎn)等舞臺機械系統(tǒng)的運行是單獨控制。

圖9 大型詩詞文化實景演出《歸來三峽》演出場地

5.2.1 音響系統(tǒng)

由A&H C2500數(shù)字調(diào)音臺2臺、Symetrix數(shù)字音頻處理器10臺、AVID數(shù)字音頻工作站1套組成音響系統(tǒng)的控制中心。觀眾區(qū)主擴系統(tǒng)包括EAW-Anya有

源自適應(yīng)全頻陣列音箱2×6臺，分別吊掛于觀眾區(qū)左右兩側(cè)，QX596i音箱8臺作補聲，MK2326i音箱8臺作效果聲，加上SB528zP超低頻音箱11臺。舞臺區(qū)返

送系統(tǒng)包括C牌R.5COAX返聽音箱22臺。

圖10所示為音響主要設(shè)備布置圖。

圖10 《歸來三峽》音響主要設(shè)備布置圖

5.2.2 視頻系統(tǒng)

1）32臺投影機投向演出浮臺上由鐵絲焊接成型的景片，營造出五彩斑斕的宮殿、山峰、樹木和折扇等景觀，按劇情的發(fā)展通過電動吊桿升降平移(單獨控

制)。見圖11。

圖11 《歸來三峽》演出實景照

2）兩臺MA2燈控臺和16臺視頻服務(wù)器提供視頻素材、投影特效和控制功能，與音響及燈光系統(tǒng)同步運行。見圖12。

3）安裝在控制機房的服務(wù)器距離投影機房的距離較遠，輸出的DVI信號需先經(jīng)由DVI/光纖轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為光信號，傳輸?shù)酵队皺C房，再經(jīng)光纖/DVI轉(zhuǎn)換器

轉(zhuǎn)換為DVI信號送達投影機的DVI輸入口。見圖12。

圖12 《歸來三峽》視頻控制系統(tǒng)示意圖（局部）

5.2.3 燈光系統(tǒng)

演出浮臺上共安裝多種型號的搖頭電腦燈516臺、三合一電腦燈192臺、染色燈61臺、追光燈3臺。燈光控制系統(tǒng)以MA2燈控臺為核心，采用雙向以太網(wǎng)

與DMX網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的控制，以光纖作主干道進行遠距離網(wǎng)絡(luò)傳輸，無線和DMX作輔助網(wǎng)絡(luò)傳輸控制。

6 結(jié)語

表演控制系統(tǒng)是聲像光機表演系統(tǒng)的核心組成部份。本文所述的基于以燈光、音視頻、機械等各控臺為中心、時間碼為同步信號的方式，將燈光、音響、

視頻和機械跟隨演出同步推進的“聲像光機”表演系統(tǒng)的控制模式，其技術(shù)成熟，控制靈活可靠，因而在國內(nèi)獲得較廣泛的應(yīng)用。若能在主要設(shè)備國產(chǎn)化方面

有所突破，將能夠降低成本，從而有更廣闊的應(yīng)用前景。對于程序較簡單、固定走時間線、對聲光同步無.要求的中小型景觀照明的亮化工程，建議選用一般智

能中控設(shè)備控制音視頻或音頻播放器，可大幅度降低成本和簡化管理。

另一方面，近年在國內(nèi)逐步發(fā)展的“現(xiàn)場沉浸式3D音視頻系統(tǒng)”和“聲像實時同步跟蹤”等技術(shù)手段，在話劇、歌劇、音樂劇等專業(yè)文藝演出有少量應(yīng)

用，對觀眾有強烈的吸引力和沉浸感。僅是由于技術(shù)和成本等條件所限，在國內(nèi)應(yīng)用尚不普遍。但隨著文藝演出的發(fā)展，以及國產(chǎn)化系統(tǒng)的研發(fā)推廣，成本將

逐步下降。此類技術(shù)應(yīng)當會成為劇場、音樂廳和文旅演藝項目“轉(zhuǎn)型升級”的一個引人注目的發(fā)展方向。

選自《演藝科技》2022年.期  葉煜暉，羅文軒，周錫韜《“聲像光機”表演控制系統(tǒng)的集成及典型案例》。轉(zhuǎn)載請標注：演藝科技傳媒。更多詳細內(nèi)容請參閱《演藝科技》。