2023年北京灯光调研报告——工程应用篇

　　调研组：林培群 秘根杰 时铭涵 周闻 亢晓天 谢渝熙 崔博思 朱净孺 王京池

　　10月19-20日，金秋十月，在北京最美丽的季节，中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会(以下简称：专委会)，组织由九位专家组成的调研组，先后对北京北特圣迪科技发展有限公司(以下简称：北特圣迪)、ARRI(阿莱)中国公司、北京金东高科科技有限公司(以下简称：金东高科)等三家企业进行调研考察。

　　为进一步了解舞台影视技术的发展现状和科技动态，跟踪学科最新技术，加强用户和企业间的沟通交流，促进行业的技术发展，调研组与企业管理人员和工程技术人员就技术发展状况，工程技术应用，行业需求变化等诸多方面进行了详细交流探讨。

　　本篇就北特圣迪和金东高科的项目工程中，新突破、新应用等相关内容进行总结梳理，与大家共享。

　　一、以总装设计为源

　　北特圣迪和金东高科系国内演艺装备行业的综合解决方案提供商，全面继承了原总装的企业精神、核心技术、管理体系和工程经验，两家公司的核心设计、技术团队人员都是来自原总装备部工程设计研究总院机电设备研发中心，具有雄厚的工艺方案设计能力、技术创新能力和研发创造实力，为我国的国防、航天军工事业做出较为突出的贡献，也锻炼和提升了各专业团队的设计、研发、实施能力，同时积累了项目的实战经验，各自在机械领域深耕笃行，为中国舞台机械行业发展积攒方案解决实力。

　　北特圣迪长期为我国航天发射场提供专用系统(图1)和发射保障服务;金东高科为国家航天科技集团试验场研发生产了火星、月球着陆器地面试验设备(图2)，同时也完成了火箭快速发射支持系统、固体火箭地面点火试验系统和发射爆炸模拟实验室系统研发设计工作。

图1 发射专用系统                   图2 着陆器地面试验设备

　　二、以军工品质为本 

　　北特圣迪和金东高科都秉承“军工品质”的立企初心，依托实力雄厚的科技研发创新队伍和丰富成熟的应用经验，建立了策划咨询、工艺设计、研究开发、加工制造、系统集成、安装调试、售后维保等完整体系。凭借高质、安全的服务优势，参与了一系列国家级的重大活动工程，也成为了“双奥企业”,为2008北京奥运会、2022冬奥会的开闭幕式的舞台艺术呈现添砖加瓦。如北特圣迪的“冰爆”的主体结构、主火炬“大雪花”等;东方高科的“冰立方”等，实现了技术与艺术的完美结合，成为了2022冬奥会开闭幕式的视觉亮点。

　　两家公司均具备多项安装、调试、建造、搭建等资质和证书，并在行业、国家、服务业主等很多层面获得多项荣誉证书，这也验证了多年来两个企业对产品质量和安全生产的坚守所付出的努力。

　　三、以科技创新为翅膀

　　高科技企业，想要实现长期有效的可持续发展，在新技术日新月异的当今世界立于不败之地，必须坚持科技创新，提高研发能力和人才投入，才能永葆创造激情和引领市场需求，才能创造出先进的核心技术(具有自我知识产权)，才能拓展企业发展的新领域，为行业做出贡献。

　　1、运动控制理念的引入

　　运动控制理念的引入，解决了传统舞台机械设备的控制系统架构无法满足演出需求的问题，多轴插补运动控制系统，整合了电气、计算机、PLC、网络、数控CNC、伺服、矢量变频及自动化控制等原理和技术，既是舞台机械控制系统，又超越了传统意义上单体设备及其之间联锁互锁的范围，是可分可合的圆弧插补联动设备群组。

　　金东高科的《尼山圣境金声玉振项目》运动舞台(图3)，舞台台面由23块长6.5m、宽1m的条形运动舞台组成，采用串联式三自由度机械系统的技术方案。构建以运动控制器为控制主体，竹简条板(系统最终目标)为控制客体，机电设备和所有信号源为控制媒体的控制系统。同时，其中的各驱动设备电机(单台或编组)在职能上又在不断改变角色，时而作为控制媒体，时而作为控制客体。构成正反两面翻转较大角度的虚铰机构，实现活动竹简的创意要求。

　　北特圣迪的西安长安乐《无界·长安》项目中，运用了60个点位的显示设备形成动态雕塑(图4)，在舞台上随着演员的调度和空间要求，实时变换矩阵造型和构图方式，使空间和表演产生了有机的互动。临沂沂州古城(国秀·琅琊)项目中悬吊空中的轨道船、空中演员飞行表演的矩阵威亚、行走旋转的对开LED大屏等，也都应用了该控制理念，使巨大的舞台装置在演出空间内形成有序的行动，实现预料之外的视觉震撼。

图3 运动舞台                  图4 动态雕塑

　　2、异类系统的协同控制的实践

　　异类系统的协同控制系统，探索了多维度重载演艺机械与舞美创意的结合途径，从运动空间、结构组成、技术方法、多专业协调、功能与安全等方面达到技术与工艺美术的和谐统一，实现了在 PLC 控制多回路液压驱动的系统中，进行多点检测和平衡插补的比例阀同步控制方法。北特圣迪和金东高科对该控制系统的研发和应用，为对未来整体舞台设备不拘于定式的运动和形态的需求提供有益借鉴和参考。

　　金东高科的江西赣州《长征第一渡》应用了自主研发设计的大型多轴智能飞行舞台系统(图5)，为国内首创新颖独特的舞台表演形式提供了表演的立体空间。具有规模尺寸大(平台尺寸12m X 12.5m)、设备结构重、动作复杂灵活、定位精度准、功能效果多、运行安全可靠的特点，实现了参与节目配合演出的功能需求。

　　北特圣迪的四川遂宁《丝路神灯》的“叶子”形态舞台达面积约1450m²，实现了舞台的升降和翻转，借助“山水实景+剧情再现”的手法和全景交互体验，全新演绎千年丝路的文化底蕴、异域风情。而临沂沂州古城《国秀·琅琊》中的演员表演用升降旋转摇臂(图6)，也实现了参与节目配合演出的功能需求。

图5多轴智能飞行舞台系统         图6 表演用升降旋转摇臂

　　3、沉浸式观影模式的打造

　　作为文旅演艺项目，现场观众的体验感受非常重要，演出效果呈现是否能为观众带来视觉冲击、心灵感触、深入其境的体验感受，也决定了项目的成功与否，沉浸式观影模式也脱颖而出，成为了文旅演艺项目的一个选项。

　　北特圣迪在秦文化演艺馆(阿房宫大剧院)项目中采用了推进式沉浸观演平台、行走桁架+40m的整体式超宽卷筒幕(图7)、多级升降宫廷柱、20m的多人表演跑步机(图8)、空中大军等大型机械结构，打造出一个360度室内实景的舞美效果，以“文化+科技”形式，艺术呈现大秦帝国的兴衰变迁，打造了中国首个大型秦文化演艺史诗巨著，提升了现场观众的沉浸体验感。而该公司在临沂沂州古城《国秀·琅琊》中应用的大尺寸可收放投影天空幕，设置在观众席的上方，在节目表演期间，展开投影天幕(图9)，现场的投影效果让观众有了身在其中的体验。

图7整体式超宽卷筒幕

图8 多人表演跑步机图           图9 可收放投影天空幕

　　4、移动供电无线控制的应用

　　在《丝路之声》音乐剧的演出中，金东高科为节目组研发生产多轴向装置的浑天仪，车台可行走，圆环可水平旋转、竖直旋转，加上伸缩臂的三维运行，充分满足了现场的演出需要。该装置(图10)是集当下环境、人、机、电、液先进技术于一体的系统工程，充分体现该公司的综合技术优势。车台平移由两台卷扬机双向钢丝绳牵引，采用双电机速度同步控制策略;Y1轴旋转由两台减速电机驱动回转支承完成，采用变频器一拖二的控制策略;伸缩臂由三节臂同步伸缩机构完成，采用比例液压控制策略;Y2轴旋转采用伺服电机加蜗轮蜗杆回转支承完成，采用伺服控制策略;X轴旋转由两台直驱电机完成，采用内同步控制策略。由于车台驱动底座相对运动(Y1轴)，底座和车台内，空间小而散、设备多而繁，故采用电池供电和无线通讯的控制集成方式，同时机、电、液零部件模块化关联，合理的内部布局也很好地控制演出故障风险。

图10多轴向浑天仪

　　5、控制系统的提升

　　舞台机械设备专用控制系统是由管理层、控制层、现场层构成的多层级、分布式控制系统，可提供多种操作模式与编组方式，内置完备的设备运行实时监测与联锁功能，设置了多种安全保护功能，确保系统运行安全可靠。通过调研，大家欣慰地了解到，我国的舞台机械设备专用控制系统有了较大的进步，大家都有了自主品牌的、安全可靠的控制系统，如金东高科的金东JD-SMCS,北特圣迪的神州3000系统已发展为神州7000系统。

　　四、以融合发展为征程

　　企业重视科技研发团队建设，重视人才储备，不断地研究新技术，研制新设备的同时，都对企业自身的市场方向和发展理念进行了更深层次的解剖与分析，努力以更完美的产品和完备的售后服务立足于市场。两家依托自身强大的设计研发能力，以社会科技发展为依托，以自身技术积累为根本，以实现技术的实践和更新为主体，开拓多元化格局。北特圣迪从演艺行业设备集成商到文旅行业EPCO模式的转变，通过转型升级开拓公司发展新格局;金东高科以舞台设备的技术创新为己任，深挖运动控制概念潜力，展望拓展多网合一的智慧剧场的前程，开拓广电市场，以更完美的产品和服务立足于市场。

　　结束语

　　创新已成为企业前进的驱动力，多元成为企业发展的战略，转型、融合、跨界成为企业腾飞的翅膀。愿北特圣迪和金东高科在创新发展中，更好地为舞台艺术增光添彩。

　　舞台机械设备的模块化标准化，控制系统的统一标准协议应该受到行业重视，各家企业除了非标产品创新，也应该在标准产品上加大力度。