浅析河北广播电视台300平方米全媒体演播室灯光系统设计.pdf

关键词全媒体演播室 吊挂系统 灯位 灯具全媒体演播室是适应现代电视发展的多功能演播室，本文将从 360全景式灯光设计理念、普适性的灯光设计方案以及河北广播电视台重点节目实录案例等方面详细解析河北广播电视台 300平方米全媒体演播室的灯光系统建设。摘要浅析河北广播电视台300平方米全媒体演播室灯光系统设计 作者 河北广播电视台姜宁安少凡随着现代电视技术及大众审美的不断提升和数字化时代的来临，电视节目制作对演播室的要求在不断提升。多维度、多元化设计的全媒体演播室不仅能满足传统的实时资讯、民生新闻、嘉宾访谈、互动专题等类型节目的高标准制作需求，同时可以实现具有虚拟化呈现、网络化传播等特点的新媒体节目制作。以此为契机，将河北广播电视台原 300 平方米演播室升级改造为全媒体演播室，该演播室承担了河北广播电视台重点节目的录制及直播，其灯光系统荣获第十三届中照照明奖工程设计奖二等奖，本文将详细解析该演播室的灯光系统设计。一 设计理念 300 平方米全媒体演播室灯光系统的设计，是基于近年电视行业的发展趋势，多类型节目制作需求，以及当今演播室灯光和舞美融合的理念来完成的。整体设计理念和方案主要有以下两个特点。1.适用性第一，灯光系统必须是一个安全、实用、完整的系统，整体布局合理、美观，能够满足节目 724小时的直播、录播任务，灯光系统必须具有不间断的全年长期运行能力。第二，整体布光要求满足设计要求，画面有纵深感，背景照度无交叉阴影。中心照度均匀，人物造型感丰富，画面参差感强，达到全媒体演播室的标准。第三，一灯多景，不仅要适应现有舞美的多景区布光需求，同时在今后的舞美更新升级上体现出强大的适应性。第四，充分发挥灯光系统的作用和功效，配置合理，调节灵活，节能环保，便于维护，满足未来几年内的电视节目制作不断发展的需求。改造完成后和演播室舞美融为一体，从直观和拍摄的电视画面中都能体现出美观、大气。2.前瞻性在电视领域，演播室的每一次整体改造，都可以说是十年大计，而电视式融合媒体高速发展的今天，我们必须考虑到在改造完成之后的数年内能跟得上电视制作的发展趋势，可以长时间满足各类节目制作的需求。以此为基础，在设备的选择上不仅要求高质量、高参数，甚至需要有一定的前瞻性和创新性，并大胆采用业内领先的技术，如 Calibration 技术的高亮度、高效率 LED 光源和三维立体式可移动旋转吊杆。在之后的节目制作中，实现了不仅高标准满足高清节目的制作需求，而且在当前广泛运用的 4K 超高清节目拍摄中，能满足 HDR（高动态范围）标准下对灯光的技术参数需求。技术与艺术ARTS&TECHNOLOGY106 二 普适性的灯光设计方案 本次舞美整体设计方案为 LED 大屏幕和 LED 灯箱组成的 360全景式的现代化设计风格，因此在灯位的设计上不但要满足 360全景布光要求，并且在灯光舞美一体化设计的主流趋势下，做到被摄人物在移动过程中，景随人换、光随人走的移步易景设计理念。而在此基础之上，还解决了灯光系统在今后舞美更新升级后的普适性问题。1.吊挂系统因 300 平方米全媒体演播室为梯形，传统的吊挂方式无法很好地满足其梯形导致的布光黑区，故本次设计充分与演播室的形状结合，以方便多角度布光的理念，吊挂系统采用国际最先进的可旋转升降吊杆和多功能复合水平吊杆相结合的方式，共设计 2 道 2.5 米、4 道 4.5 米、1 道 6 米、1 道 7 米的多功能水平吊杆和 13 道 2.5 米可旋转升降吊杆，控制系统采用全数字变频闭环控制系统组成，组成了灵活、方便的吊挂控制系统。其中可旋转升降吊杆是本次吊挂系统的设计亮点，它是特定的演播室集机械和电气控制于一体的专用产品，由 2 个驱动部分组成，包括电动升降、电动旋转，采用便捷式安装设计，现场安装快捷，低能耗环保节能产品。升降装置采用独特的自提升自排绳方式设计，设备集成紧急手动控制功能。设备采用自动防摆动设计理念，通过防摆动装置和缓启动减速制动功能快速降低因自身运动或电脑灯转动产生的杆体晃动幅度，加上全静音技术，设备符合参与录制过程中的使用要求，同时实现了更灵活的灯光效果需求。与此同时，也是因为加入了旋转升降吊杆的设计方式，使得演播室在后续的使用中，无论舞美如何更新迭代，此灯光系统都可以为新的景区提供最理想的灯位，达到了多舞美普适性的设计目的，同时也为后续升级改造节约了经费。2.灯具系统我们以不同种类灯具的适用场景为主观考量，同时达到绿色环保、高能效的要求，制定了 5 个主要参考依据：能效、色温、显色指数、照度、灯具类型。首先，绿色环保和高能效光源是顺应时代的发展趋势以及节能环保的理念。其次，色温、显色指数和照度是我们布光中最常用，对拍摄画面产生巨大影响的参数。同时这 3 个参数的数据也是常用测光仪器最容易1300 平方米全媒体演播室实拍效果2300 平方米全媒体演播室设计图3300 平方米全媒体演播室吊挂系统图Advanced Television Engineering107采集到的。最后，在前几个方面都达到标准的前提下，选用不同类型的灯具以满足多元化的布光需求。（1）能效选用的灯具采用了高能效 LED 光源，LED 光源如今无论在民用领域还是专业领域都已普遍应用，其具备寿命长、能效高、发热量低、绿色环保、安全可靠等优点，使用LED光源的灯具也是目前的主流趋势。（2）色温在同一个拍摄场景内，所有光源色温一致是摄像机拍摄画面不会偏色的基础。以此为方向，我们选用灯具的光源色温是结合了演播室内大屏、固定舞美景灯等发光体的色温值和可调节范围，最终确定为5600K 的 LED 光源，在后续的节目制作中，实现了演播室内所有光源的色温平衡。（3）显色指数灯具光源的显色指数（CRI）是考量影视光源质量的重要标准，传统光源 RA 90 是影视拍摄的标准需求，随着 LED 光源的广泛应用，我们发现原有的 RA 指标已经不能很好地反映真实显色性，这是因为 LED 光源的组成特性，导致它的光谱能量分布不均，甚至在某些色彩上有缺相的情况，在这个背景下，显色指数的家族又加入了特殊显色指数这个群体R9-R15，包括几种高饱和色和常见肤色等。同时，又因为人眼对饱和红色的敏感度是所有色彩中最高的，并且饱和红色的缺失极大影响了人的肤色还原，R9 就从这个群体里脱颖而出，成为现在市场上灯具的常见标识参数。所以我们选用的灯具要达到 RA 95、R9 95 的高标准要求，同时经测试灯具光源的一致性指数 TLCI 95，使拍摄画面色彩的质量得到了充分的保证。灯具采用了 Calibration 技术（颜色一致性平衡调整技术）确保灯具出光一致性好，色差只有3Step,远远超过常规标准 7Step 的容差率。所有半导体的生产过程中都存在某种内部差异，对于 LED 产品来说，这种差异会导致输出强度/色彩和电气特性之间的不协调，而此灯具使用的 Smart Color 技术是一个先进而且强大的 LED 色彩管理系统，包括 3 个色彩校正模块，RGB、RGBW、CW 和 WW。每个模块可以为 LED 色彩和强度的最小单位创建一个0.000000001 的系数来确保一致性。另外，此系统还有色彩自动调节功能，例如，输入任意一个 CIE 的 x、y 坐标，立刻就能显示高质量无色彩误差的颜色。此系统还有一个卓越的功能，能够指出色彩空间中 CIE x、y 坐标的具体位置。用户使用时，系统也会显示当前色彩在 CIE 色彩空间的位置。（4）照度在灯具所能输出的有效亮度方面，我们平时最常用的是照度这个参量，以 300 平方米演播厅吊挂系统的高度和灯具最佳使用角度来计算，从灯具到被摄主体的距离为 8m10m，因为 300 平方米全媒体演播厅主要用于拍摄访谈和新闻类节目，所以大量采用平板灯，而平板灯属于泛光类灯具，光输出分散，普遍照度偏低，这个要求的标准是考虑到高清节目的拍摄需求以及之后光源长时间使用的衰减要保持在一个高水平，所以我们要求到达这个距离的平均照度为1500lx。在多年的节目拍摄过程中，我们发现被摄主体的色彩还原不仅仅是由灯具光源的质量决定的，同时很多一线品牌的摄影摄像设备存在一定的瓶颈，表现为当需要控制景深而大幅度增加光圈同时降低照度的情况时，存在一个阈值，低于这个阈值会随着照度的降低逐渐影响画面的色彩还原，所以综合考量我们平时的节目拍摄中平均照度尽量不低于 800lx，如有特殊需求，如某些综艺类和音乐节目需要屏幕视效和效果灯具突出强大的表现力时，平均照度可能会低于800lx，而由此损失的画面色彩，我们可以通过摄像机的参数调节来弥补。但是考虑到 300 平方米全媒体演播厅制作节目基本为访谈类和新闻类，所以设计时以平均高照度为要求。同时，4K 超高清节目制作已广泛应用，而 HDR 高动态范围作为 4K 超高清制作时的一个重要参数，对灯光照度的需求也很苛刻，普遍认为照度不应低于 1300lx，而且低于这个阈值而产生的画面问题几乎无法通过摄像机的参数调节来弥补。（5）灯位及灯具类型本次演播室共设 6 个演区，主要是新闻类、资讯类坐播、站播和走播的形式，每一个景区都需要有人物的顶光、主光、辅助光和修饰光，经测算，我们在8 道多功能水平吊杆上共安装了 54 只 LED 聚光灯，为全媒体演播室各个景区提供逆光灯位。演播室的中间区域共安装39只LED平板柔光灯和6只LED成像灯（详技术与艺术ARTS&TECHNOLOGY108见表 1），配合 13 道旋转升降吊杆提供各个景区各个角度的面光、辅助光等，同时也保证了被摄人物主光和辅助光都能以最适合电视的角度投射，使得画面更具立体效果，并且在后续使用中，不论被摄人物走到哪里，都可以实现景随人换、光随人走，突出了移步易景的设计理念。最后，主播台增加的 6 只胸前灯起到了提升人物立体感和淡化阴影的效果。此外，经验证此数量灯具可满足全场景同时使用时的布光需求。灯型数量RAR9TLCILED 平板柔光灯39 95 95 95LED 聚光灯54 95 95 95LED26成像灯6 95 95 95LED 胸前灯6 95 95 953.控制系统（1）吊挂控制系统采用触摸屏无线平板控制器，系统为变频控制系统，在无线控制器上可显示 每台设备的管理信息、编号、位置，直观易用；控制系统配备严格的防误操作功能及应急操作按钮，遇到系统失控时，能够迅速切断吊挂系统电源；设备可单控，也可多台集中控制运行，控制系统安全可靠、技术先进、使用简洁、便于维护。（2）调光系统演播厅调光控制系统的调光台采用进口品牌调光台，控制台界面操作简单、功能强大。它融合了传统的调光/通道控制，使用传统的命令行操作，简易操作界面可以实施对属性类灯具的控制，内置LCD彩色显示屏以及轻柔质感的按键和属性编码器，可控制 250 个调光通道和 30 个电脑灯或 LED 灯具，可实现简便集控或者传统剧院的反演功能。控制信号传输系统采用 DMX512 信号传输可靠，无串扰现象，系统具有较强的电磁兼容和抗干扰能力。所有设备具有全隔离保护功能。网络设备符合IEEE802.3af协议，方便解决布线繁琐和后备电源的问题。信号放大器采用 1 路 DMX512 数码输入，8 路独立放大驱动输出，1 路 DMX 数码输出，输入/输出光电隔离，具有信号放大整形功能，延长信号传输距离，增强数据总线接入设备数量的能力，保护灯光控制台 DMX512 输出接口，提高数字式灯光控制系统的安全可靠性。4.供电系统300 平方米全媒体演播室的灯光系统在接入双路市电的基础上采用双路 UPS 并机运行供电方案。当市电输入正常时，UPS 电源将市电稳压后供应给负载使用，此时的 UPS 电源充当一台交流式电稳压器的角色，同时它还向机内电池充电；当其中一路市电中断（事故停电）时，供配电系统将切换到另一路正常供给的市电线路；即使两路市电在同一时间段中断，UPS 电源立即将电池的直流电能通过逆变器切换转换的方法向负载继续供电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。而双路 UPS 并机运行供电方案更是最大程度地保证了 300 平方米全媒体演播室灯光系统安全第一，稳定高效的设备运行要求。三 300 平方米全媒体演播室录制节目 案例解析 案例一：河北新闻联播是河北广播电视台卫视频道一档新闻类节目。虽然节目特点积极向上并肩负强大正能量，但是主持人坐播区域范围小，人物少。在灯光设计上以三点式布光为基础，严格控制灯光投射范围，以 LED 聚光灯为主，LED 成像灯为辅助修饰作用，主持人轮廓光与面光比例控制在 1.5:1，并以胸前灯提升人物立体感，使得近景特写拍摄画面人物面部光线均匀、柔和、立体，全景4300 平方米全媒体演播室灯位图表1300 平方米全媒体演播室灯具参数Advanced Television Engineering109拍摄具有现代电视画面美感，打造与国际接轨的新闻类画面效果。案例二：今日河北是一档为庆祝中国共产党成立 100 周年，河北广播电视台联合各市党委宣传部、雄安新区宣传网信局和各市广播电视台，隆重推出的“奋斗百年路，启航新征程”一小时大型直播特别节目。节目全景展示了今日河北富强、民主、文明、和谐的崭新画面以及河北人民对党的百年华诞的深深祝福。不同于常规节目，制作时采用了 AR（Augmented Reality），即增强现实技术，所以在灯光设计上采用整体坐播区域环形布光方式，以 LED平板柔光灯为主，LED 聚光灯为辅，LED 胸前灯提升人物立体感，使得整个主持人坐播区域光线柔和、均匀，但不刻意突出单个人物主体，同时从角度上严格控制灯光投射范围，不影响电视画面的 AR 效果呈现，以达到主持人区域和 AR 效果区在画面上看层次分明的特点。案例三：直击冬奥是 2022 年北京冬奥会期间，为全面、立体、生动地讲好冬奥故事，河北广播电视台推出的特别节目。此档节目用大体量演播室评论、大型冰雪主题活动、前线记者一线报道等硬核内容和独家视角，全景展示奥运健儿逐梦赛场、河北向世界递出“冰雪名片”以及燕赵儿女的奥运热情。考虑到要给观众带来沉浸感，设计上依然采用了 AR 技术，在布光时，由于拍摄区域内人物较多，位置较为分散，几乎站满了区域内所有位置。因此在灯光设计上采取了传统的以三点式布光为基础的环形大范围布光方式，以 LED 平板柔光灯为主，LED 聚光灯为辅，轮廓光与人物面光控制在 1.5:1 的光比，与此同时，仍然需要注意控制灯光投射范围，以突出 AR 的效果呈现。不论从近景特写的人物拍摄画面，还是整个场景的全景拍摄画面突出柔、匀的特点，再加持灯具光源的高显色指数和色温的一致性，实现了融合 AR 技术的重大赛事访谈类节目高质量的画面呈现。四 结语 现代演播室灯光系统设计，要综合多方面因素考量，如：不仅需要考虑灯位、投射角度、光源参数和能效方面的问题，同时还要考虑各种场景的适用性以及更换场景后的普适性等问题。本次河北广播电视台300 平方米全媒体演播厅的灯光系统改造就是基于此来完成的。本文通过对此演播室的历史背景、设计理念、具体灯具和吊挂系统的设计以及改造完成后拍摄的几档独具特点的节目，来解析区别于传统演播室的现代全媒体演播室的设计。节目的形式在不断创新，同时也会有更多的个性需求。而一个演播室的灯光系统设计不仅要把握使用者和节目需求的核心，同时要多思考、多探索、多创新，不能拘泥于当前理念，时刻关注电视审美的发展趋势，与时俱进并达到新的高度。5河北新闻联播录制效果6今日河北直播效果7 直击冬奥直播效果技术与艺术ARTS&TECHNOLOGY110