由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)組建與應(yīng)用

楊軍+黃耀民

【摘 要】 介紹將傳統(tǒng)演播廳獨立的音頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和LED屏幕系統(tǒng)改造成由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)， 分析了系統(tǒng)的改造思路、同步鏈接和技術(shù)特點。

【關(guān)鍵詞】 MIDI；VPU；同步；聯(lián)控

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.07.008

【Abstract】Introduce the traditional studio independent audio systems， lighting systems and the LED screen system is transformed into an combine-controlled system with MIDI syncing lights and LED screens， analysis of the system transformation ideas， synchronization， links and technical characteristics

【Key Words】MIDI； VPU； synchronization； combine-controlled system

目前，演播廳已發(fā)展成為多方位展示各種舞美、特效燈光的演出場所。舞美的呈現(xiàn)方式也與傳統(tǒng)完全不同?，F(xiàn)在大多數(shù)時候都會大量使用LED屏幕、投影技術(shù)（包括近期興起的虛擬影像技術(shù)）等來構(gòu)建立體方位的舞臺效果，精心編排的節(jié)目內(nèi)容，與美輪美奐的視頻背景、燈光及煙霧、特效煙火等配合，給觀眾帶來強(qiáng)烈震撼的視覺沖擊力。

傳統(tǒng)演播廳的音頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、LED屏幕系統(tǒng)均為各自獨立控制的系統(tǒng)，各崗位根據(jù)舞臺節(jié)目的編排來制作出各自需要的音、光、畫效果，因此，在節(jié)目表演中的效果統(tǒng)一呈現(xiàn)時，作為舞臺表演節(jié)目關(guān)鍵節(jié)奏變化的音樂節(jié)點（如電閃雷鳴、水滴、擊鼓及其他與舞臺表演配合的視頻特效），往往會因為音、光、畫效果的分別控制，導(dǎo)致出現(xiàn)其中的一個或幾個效果與表演音樂節(jié)奏點不同步的弊端，那么觀眾就有可能會看出音、光、畫效果配合的異步，從而影響觀眾對整個節(jié)目的完美觀感。為此，怎樣讓音樂和燈光舞美、LED屏幕視頻進(jìn)行同步演繹成為改造的目標(biāo)。

1 系統(tǒng)改造思路

為了解決音、光、畫不同步的問題，根據(jù)演播廳現(xiàn)有設(shè)備的特性，利用MIDI信號將音頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)連接起來，另外，使用MA2控臺和MA VPU來控制燈光系統(tǒng)和LED屏幕系統(tǒng)同步。通過上述辦法，就可以把音頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和LED屏幕系統(tǒng)互聯(lián)互通起來，改造成一個由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)，實現(xiàn)音、光、畫效果的同步演繹。

系統(tǒng)改造前后具體的系統(tǒng)拓?fù)鋱D比較如圖1、圖2所示。

2 系統(tǒng)的同步連接

2.1 音頻系統(tǒng)和燈光系統(tǒng)的同步連接

MIDI，本是一個商業(yè)行業(yè)技術(shù)協(xié)議的縮寫，英文全稱為Musical Instrument Digital Interface，譯為“音樂設(shè)備數(shù)字接口”。這種接口的作用就是使各種電子樂器之間，以及電子樂器與電腦之間通過一種通用的通訊協(xié)議進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。MA lighting公司生產(chǎn)的Grand MA2燈光控制臺具有能夠接收MIDI信號的接口，軟件上也有很好的操控性，為音頻和燈光系統(tǒng)的鏈接提供了基礎(chǔ)。硬件連接比較簡單，下面主要講具體的軟件操作設(shè)置。

首先，將Samplitude音樂軟件與燈光控制臺連接設(shè)置，具體步驟如圖3～圖5所示。

Samplitude 音樂軟件同步設(shè)置需要注意的地方：

（1）MTC輸出：USB2.0-MIDI；

（2）SMPTE設(shè)置：25幀/秒；

（3）勾選 MTC輸出激活。

在使用MTC碼時，幀頻率是經(jīng)常用到的一個選項，經(jīng)常使用的幀頻為：24、25、29.97或30幀/秒。在一個用MTC碼同步控制的系統(tǒng)中，只有兩端設(shè)備選擇了相同的幀頻率時才能正確的同步，這里統(tǒng)一設(shè)置為25幀/秒。

其次，Grand MA2燈光控制臺具體的操作步驟如圖6～圖10所示。

Timecode屬性設(shè)置需要選擇的地方：

（1）Runs：No Repeag；（2）status call：ON；（3）Time unit：25 FPS；（4）Sync Mode：MIDI；（5）Autostart：On。

對于一個已經(jīng)建好的Timecode，首先選中Timecode 點擊播放，然后在Samplitude中播放信號，當(dāng)這個Timecode接收到信號時，就會自動播放，并運(yùn)行已經(jīng)編好的Q場程序（包括燈光Q場和視頻播放Q場）。至此，就完成音樂軟件和燈光系統(tǒng)的連接同步，也就是音頻系統(tǒng)和燈光系統(tǒng)的同步。

2.2 燈光系統(tǒng)和LED屏幕系統(tǒng)的同步連接

MA Lighting公司生產(chǎn)的MA VPU（視頻處理單元）是理想的視頻控制工具組件，它能夠使視頻控制如同照明控制一般簡單易行。只要將MA VPU連接到grand MA2燈光控制臺上，MA視頻處理單元會像其他照明裝置一樣，對相關(guān)視頻控制做出準(zhǔn)確及時的響應(yīng)。通過grandMA2控制臺，實現(xiàn)簡單有效的視頻控制且全部實現(xiàn)“實時同步”。MA VPU不僅可以獨立運(yùn)行，而且可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，憑借MA-Net網(wǎng)絡(luò)的極高速度和龐大容量，能實現(xiàn)時間上的同步，以及帶寬極大的數(shù)據(jù)流的穩(wěn)定輸出。

為此，采用grand MA燈光控制臺連接MA VPU對LED屏幕視頻播放進(jìn)行連接控制。使用MA VPU plus，通過兩個DVI-out輸出接口，可以使用一臺MA VPU對兩個獨立輸出實現(xiàn)控制，具有全高清（1 080像素）方式，演示節(jié)目所需要的視頻內(nèi)容，使得燈光特效設(shè)備與視頻特效設(shè)備可以協(xié)同編程、實時同步控制，從而保證演播廳各類特效設(shè)備在節(jié)目中的同步運(yùn)行。此外，MA-Net網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部輸出同步功能，可以確保最高幀和DMX的同步控制。經(jīng)過整合后的系統(tǒng)，擺脫了原來獨立操作的弊端，變成了由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)，增加了觀眾對節(jié)目的音、光、畫的同步性的認(rèn)可。

3 系統(tǒng)的應(yīng)用和技術(shù)特點

該系統(tǒng)調(diào)研于2015年初開始，在綜合比較了廣西的其他電視臺綜藝演播廳音、光、畫同步運(yùn)作的建設(shè)情況，并結(jié)合南寧電視臺綜藝演播廳的實際需求后，整合改造出這套系統(tǒng)。2015年12月，這套由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)開始投入南寧電視臺800 m2綜藝演播廳應(yīng)用。本系統(tǒng)自投入使用以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定良好，參與了2016年南寧市文化新聞出版廣電局春節(jié)晚會的錄制和之后多場綜藝晚會的錄制。

部分節(jié)目使用效果圖如圖11所示。

以下是該系統(tǒng)在實際中應(yīng)用到的一些技術(shù)特點：

（1）接入系統(tǒng)的視頻、音頻和舞臺燈光等設(shè)備，通過同一系統(tǒng)的控制達(dá)到同步的功能，可以使用音頻系統(tǒng)來控制燈光效果和LED視頻的播放，實現(xiàn)同步播控，解決畫面中容易造成音頻、視頻和燈光效果不同步的問題，如電閃雷鳴、水滴、擊鼓及其他與舞臺表演配合的視頻特效等。

（2）圖像輸出分辨率調(diào)整容易。因為LED顯示屏為定制設(shè)備，拼接的塊數(shù)或方式不一樣，分辨率也會不一樣，系統(tǒng)可以根據(jù)演出視頻畫面的尺寸而調(diào)整輸出，非標(biāo)準(zhǔn)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)尺寸都很容易在系統(tǒng)中實現(xiàn)，并且可以根據(jù)節(jié)目的變更而靈活和方便地調(diào)整。

（3）在燈控臺編制Q場時，可以根據(jù)節(jié)目場景燈光照度及視頻素材的不同，預(yù)調(diào)節(jié)LED屏幕的亮度，以獲取電視畫面的最佳光比。因為當(dāng)LED屏幕調(diào)整好后，LED屏幕控制器設(shè)定的亮度是保持恒定不變的，但是每個節(jié)目的視頻素材和燈光亮度會有所變化，特別是演員疊加上追光燈時和普通面光亮度的差別較大，這時就需要在Q場中控制LED屏幕的亮暗來保持最佳光比，這個操作在MA2控臺上能很好的實現(xiàn)。

（4）在編制Q場時可根據(jù)節(jié)目流程的需要，將現(xiàn)場攝像機(jī)拍攝的畫面調(diào)度到LED大屏幕上，實現(xiàn)與現(xiàn)場觀眾的良好互動，活躍氣氛。

（5）具有很多專業(yè)的視頻效果，畫面可以任意分割及組合功能，除了常用的亮度還有飽和度、色鍵、黑白、色彩調(diào)節(jié)等效果，可根據(jù)節(jié)目的特殊需求對視頻內(nèi)容加以調(diào)整和處理。

（6）快捷的軟化邊緣和3D梯形校正功能，可以將視頻內(nèi)容調(diào)整到適于任何3D投射對象。軟邊融合功能可將視頻內(nèi)容調(diào)整到適合在多個屏幕上放映，從2個或3個屏幕甚至巨型的大型屏幕設(shè)備播放。

4 結(jié)束語

經(jīng)過改造后的音頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和LED屏幕系統(tǒng)，擺脫了原來獨立操作導(dǎo)致的配合上的人為不同步性，轉(zhuǎn)變成由MIDI同步燈光和LED屏幕的聯(lián)控系統(tǒng)，極大提高了節(jié)目演出的效率，增加了節(jié)目的流暢度、同步性和統(tǒng)一性，大大增強(qiáng)了觀眾對演出節(jié)目的音、光、畫同步性的認(rèn)可。筆者認(rèn)為，該系統(tǒng)對精準(zhǔn)度要求很高的燈光秀以及有特殊要求的節(jié)目具有很好的適用性。