孫亦晗++周泓++俞寶福

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.27.001

摘 要：該文在分析比較了LED與冷光線的異同點(diǎn)后，采用EL冷光線技術(shù)進(jìn)行智能化舞臺(tái)表演服飾的設(shè)計(jì)。文中描述了智能化舞臺(tái)表演服飾的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)過(guò)程，并詳細(xì)闡述了控制器硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。該智能化舞臺(tái)表演服飾將電子信息技術(shù)與藝術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，具有很好的表演效果。同時(shí)控制器具有較好的通用性，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：EL冷光線 智能化 舞臺(tái)表演服飾

中圖分類號(hào)：TS94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）09（c）-0001-02

隨著科技發(fā)展，人們發(fā)掘出越來(lái)越多的形式來(lái)表現(xiàn)小說(shuō)的故事情節(jié)， 例如話劇、電影、電視劇，甚至還出現(xiàn)了新型表演形式，如舞臺(tái)劇、水幕電影、燈光秀等，但仍然沒有出現(xiàn)一種形式是完全用燈光來(lái)表現(xiàn)電影或舞臺(tái)劇的情節(jié)。人們對(duì)光源的利用僅僅停留在道具和舞臺(tái)布景上，還未出現(xiàn)任何一種表演是以燈光為主體來(lái)表現(xiàn)一個(gè)故事的。

要實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)的光源進(jìn)行控制，該設(shè)計(jì)中先后選用了三種方案。第一種方案采用了LED燈帶方式，LED燈帶是指把LED組裝在帶狀的FPC（柔性線路板）或PCB硬板上，這種方式可以實(shí)現(xiàn)基于線的多個(gè)LED控制，但由于帶狀本身具有硬度，故要實(shí)現(xiàn)多種彎曲形態(tài)不容易實(shí)現(xiàn)。第二種方案采用了多個(gè)直插封裝的LED自己通過(guò)連線進(jìn)行串并組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)基于線的LED控制，但這種方案中由于LED的顆粒比較大，遠(yuǎn)看效果尚可，但一旦近距離觀賞則顆粒分離比較明顯，線條的連貫性不好，對(duì)于故事情景表達(dá)過(guò)于抽象?？紤]到以上兩個(gè)方案的不足，在該設(shè)計(jì)中采用了EL冷光線技術(shù)來(lái)構(gòu)成表演服飾中的基本線條。

EL冷光線利用電能轉(zhuǎn)化為光能的工作原理，通過(guò)加在兩極上的交流電壓驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的交流電場(chǎng)，通過(guò)啟動(dòng)發(fā)光原子，使其被加速而獲得足夠能量，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰撞發(fā)光中心及熒光物質(zhì)，引致電子能極的跳躍變化復(fù)合而導(dǎo)致發(fā)射出高效率的冷光。作為一種均勻整體的面發(fā)光機(jī)體，EL冷光線不會(huì)對(duì)視覺造成刺眼，具有很高的發(fā)光效率、光線柔和發(fā)光強(qiáng)度極高的特點(diǎn)。在該設(shè)計(jì)中，EL冷光線最大的特點(diǎn)是可以任意彎曲，做成各種舞臺(tái)表演形態(tài)，達(dá)到滿意的表演效果。

1 舞臺(tái)表演服飾結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)的舞臺(tái)表演服飾整體采用一件透明雨衣，在雨衣上下兩部放置兩個(gè)光源區(qū)域，分別為情景區(qū)一與情景區(qū)二。其中，情景區(qū)一設(shè)置在于雨衣上部，由19根EL冷光線組成分別標(biāo)號(hào)a--s，這些按一定的圖形分布。情景區(qū)二位于情景區(qū)一的下部，由5根EL冷光線構(gòu)成。該設(shè)計(jì)可以通過(guò)光源的變幻，組成電影《黑天鵝》內(nèi)容情景。舞臺(tái)表演服飾結(jié)構(gòu)如圖1所示。

情景區(qū)一由19根EL冷光線組成分別標(biāo)號(hào)a～s，這些光線按一定的圖形分布，能夠隨著音樂(lè)的不同變化而發(fā)光，從而進(jìn)一步展示故事情節(jié)。其中EL冷光線a、b、c、d、e、f、g、i、j、l、m、n、s組成情節(jié)1象征著芭蕾舞裙，是整個(gè)故事的開端，闡明故事主角的身份；EL冷光線f、h、i組成情節(jié)2象征著舞鞋，預(yù)示著導(dǎo)演托馬斯決定為新一季《天鵝湖》挑選新演員，而女主角則覬覦黑天鵝的角色； EL冷光線a、b、c、d、o、p、q、r組成情節(jié)3象征著黑天鵝的邪惡，女主角為了演出黑天鵝的詭詐與淫蕩，開始魯莽、不顧一切地探索起自己黑暗的一面；EL冷光線j、k、m組成情節(jié)4象征著白天鵝的純潔，女主角本是白天鵝的完美化身，無(wú)辜而優(yōu)雅；EL冷光線a、b、c、j、k、o、r組成情節(jié)5象征著內(nèi)心的矛盾，是黑與白的決裂，女主角在這兩面中游離；EL冷光線a、o、p組成情節(jié)6象征著欲望的巔峰，音樂(lè)達(dá)到高潮，舞臺(tái)上的分裂促成了現(xiàn)實(shí)中隱性人格的曝露，現(xiàn)實(shí)中的裂變反過(guò)來(lái)成就了舞臺(tái)上兩種極端角色的塑造；EL冷光線g、h、i、s組成情節(jié)7象征著純潔的淚滴，是分裂人格殘留的本來(lái)面目。

情景區(qū)二由5根EL冷光線燈管構(gòu)成，彎曲折疊成波浪狀，象征著湖水，隨著情節(jié)的發(fā)展，水波此起彼伏。5根EL冷光線分別代表5個(gè)等級(jí)，會(huì)隨著音樂(lè)音量的升高、頻率的加快而層層遞增發(fā)光，例如，音量極低、頻率極慢時(shí)， 僅有第一個(gè)EL冷光線發(fā)光，當(dāng)音量增加或頻率加快，后一個(gè)EL冷光線會(huì)隨著前一個(gè)EL冷光線一起發(fā)光，以此類推，直至音量極高、頻率極快時(shí)，EL冷光線同時(shí)發(fā)光。

2 智能化舞臺(tái)表演服飾控制器設(shè)計(jì)

從功能上分析，該舞臺(tái)表演服飾主要需控制兩個(gè)光源區(qū)域，其中情景區(qū)一由19根EL冷光線組成，分別根據(jù)劇情變幻需要變化7個(gè)情節(jié)。由于舞劇本身是確定的，在這里情景區(qū)一中的7個(gè)情節(jié)變化可以采用定時(shí)進(jìn)行控制，根據(jù)各個(gè)情節(jié)的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行情節(jié)間的光源變化。而情景區(qū)二的5根EL冷光線不是同時(shí)亮起，主要是根據(jù)外部的音樂(lè)音量變化來(lái)進(jìn)行切換，故控制器需要有拾音傳感器輸入接口。

根據(jù)多根EL冷光線的組合，可以將情景區(qū)一中的a作為1路，b、c、d作為1路，e、f作為1路，g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r、s分別作為1路，情景區(qū)二中的5根冷光線分別為1路，這樣共需要21個(gè)I/O進(jìn)行分別控制。

根據(jù)以上分析，可以獲得圖2所示的表演服飾控制器框圖。

（1）電源模塊：由于表演時(shí)人是會(huì)移動(dòng)的，要求電源也是可以移動(dòng)的，故本設(shè)計(jì)中采用了鋰電池模塊作為供電電源，或者也可以直接采用外接的充電寶模塊作為控制器總體電源。

（2）處理器模塊：該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行調(diào)度，因而需要具有系統(tǒng)所用功能模塊的接口。此外，還有實(shí)時(shí)性和運(yùn)算能力等性能要求。處理器模塊包括MCU處理器、SDRM與FLASH等存儲(chǔ)單元。在該設(shè)計(jì)中，采用ST公司推出的一系列性價(jià)比較高的STM32F103VET6芯片作為核心MCU。該芯片以ARM 32位的Cortex-M3為內(nèi)核，可提供最高72 MHz的工作頻率。片上集成并行LCD接口、I2C、SPI、USART、ADC和SDIO等豐富的控制接口，因此可以滿足該系統(tǒng)的功能需求。

（3）實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊：該模塊為系統(tǒng)提供RTC時(shí)鐘，包括年、月、日、時(shí)、分、秒、周等信息，當(dāng)系統(tǒng)主電源斷電時(shí)，仍可以進(jìn)行工作。該模塊在表演時(shí)可以精確定時(shí)，進(jìn)行情節(jié)變化。

（4）拾音傳感器模塊：傳感器內(nèi)置一個(gè)對(duì)聲音敏感的電容式駐極體話筒，聲波使話筒內(nèi)的駐極體薄膜振動(dòng)，導(dǎo)致電容的變化，而產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)變化的微小電壓，這一電壓隨后被轉(zhuǎn)化成0～5 V的電壓。該傳感器模塊通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路與處理器模塊相連。

（5）EL冷光線驅(qū)動(dòng)模塊：由于冷光線驅(qū)動(dòng)是交流驅(qū)動(dòng)，故EL冷光線驅(qū)動(dòng)模塊需要完成直流轉(zhuǎn)交流功能，實(shí)現(xiàn)處理器模塊通過(guò)GPIO接口對(duì)多路冷光線的直接控制。

3 結(jié)語(yǔ)

EL冷光線具有超省電、短波光、無(wú)幅射、夜間特別明亮、醒目等特點(diǎn)，對(duì)于完成該設(shè)計(jì)中較復(fù)雜的表演效果起到了決定性的作用。該設(shè)計(jì)中將電子信息技術(shù)與藝術(shù)較完美地進(jìn)行結(jié)合，增加了藝術(shù)表演的可觀賞性。該設(shè)計(jì)中的控制器本身有一定通用性，既可以實(shí)現(xiàn)EL冷光線的控制，也可以實(shí)現(xiàn)多路LED的控制，對(duì)于不同的表演風(fēng)格都可以通過(guò)二次編程方便地實(shí)現(xiàn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王紀(jì)永，王建平.基于兩通道PWM的LED調(diào)光調(diào)色方法[J].光電工程，2012，39（7）：132-136.

[2] 陳鑫，秦宏偉，陳春雨，等.基于Cortex-M3內(nèi)核的STM32微控制器研究與電路設(shè)計(jì)[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（6）：44-47.

[3] 江洋，劉宇紅，韓云杰.基于STM32的智能家居系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].電子科技，2014（4）：105-107.