V úvodu jsem napsal, že se budeme zabývat řízením světelné techniky určené
pro doprovod k hudební produkci. Bylo by tedy vhodné tuto
techniku alespoň stručně popsat. Nejprve bych chtěl zmínit
světelné zdroje. Rozdělím je do dvou skupin: První skupinu
zastupují klasické a halogenové žárovky, ve druhé jsou
výbojky. Výhodou světelných zdrojů z první skupiny je
především jejich nižší pořizovací cena, bohužel spojená
s nižší životností a účinností. Teplota barev
se pohybuje v rozsahu 2400 – 3600 K, jedná se tedy o tzv.
teplé světlo. Výbojkové světelné zdroje (zde hlavně
krátkoobloukové výbojky označované např. HMI, HTI a MHD),
kde mezi elektrodami dochází k vybuzení par v baňce a
následné emisi světelného záření, dosahují teploty barev až
7000 K. V tomto případě jde o tzv. studené světlo. Pro
srovnání teplota barev denního světla v poledne se pohybuje
kolem 5000 K a při západu slunce 1800 K. U modré oblohy na
horách se může teplota barev snadno přehoupnout i přes 10000
K.
Obrázek 3.1 – Odstín
světla určený teplotou barev.
Hlavní výhody výbojkových světelných zdrojů jsou tedy v lepším podání
horního spektra barev, vyšší účinnosti a často i životnosti.
Pro srovnání: světelný tok ze 150 W metalhalogenidové
výbojky HTI je vyšší než u 500 W halogenové žárovky od
stejného výrobce, a s tím je spojena i nutnost zdroje
různým způsobem chladit. Pro srovnání uvádím některé
parametry v tabulce 3.1.
Popis |
Příkon |
Světelný tok |
Teplota barev |
Životnost |
OSRAM lineární halogenová žárovka |
150 W |
2600 lm |
3000 K |
2000 h |
OSRAM lineární halogenová žárovka |
500 W |
9500 lm |
3000 K |
2000 h |
OSRAM výbojka HTI 150 W |
150 W |
10000 lm |
5000 K |
2000 h |
Tabulka 3.1 – Porovnání
světelných zdrojů
Další výhodou nahrazení vlákna plynem je lepší mechanická odolnost vůči
otřesům při transportu a dobře patrný blížící se konec
životnosti, který poznáme ze snižujícího se výkonu zdroje.
Nemůže nás tak překvapit náhlé přetavení přežhaveného vlákna
žárovky ve chvíli, kdy to nejméně potřebujeme. Výbojkové
zdroje mají však také jednu velkou nevýhodu, a tou je
problém s regulací intenzity svitu těchto zdrojů, která se
řeší většinou mechanickou cestou. Také zpožděný náběh do
plného výkonu, který se pohybuje v řádu několika minut,
většinou vyžaduje nechat zdroje trvale zapnuté.
Nyní k samotným světlům: Jako základní a
nejjednodušší světelná technika k nasvícení scény slouží
reflektory. Nejčastěji používané jsou označované jako PAR.
Zde se používá hlavně klasických žárovek se speciální
parabolou, jejichž intenzitu svitu lze dobře regulovat. Liší
se mezi sebou především výkonem a směrovými vlastnostmi.
Každý PAR může být doplněn barevným filtrem. Větší úpravou
tohoto světla vznikne barevný měnič (Color Changer), který
obsahuje navíc optiku s možností ostření a elektronicky
řízenou mechaniku pro výměnu barev. To vše lze řídit
z centrální jednotky, zvané světelný pult, dnes již
standardním protokolem DMX512. Tato světla mají přívlastek
inteligentní. Další hojně dostupnou technikou jsou scannery
a otočné hlavy (Moving Heads). Scanner je jakési rozšíření
barevného měniče o zrcátko, které umožňuje rozmítání
vycházejícího paprsku do prostoru. V případě otočné hlavy se
natáčí celé tělo včetně zdroje, optiky, elektroniky i
mechaniky. Výhoda otočné hlavy spočívá ve větším úhlu
pohybu, a jelikož obraz vychází přímo ze zdroje, nedochází
k jeho deformaci. Důležité je zmínit, že veškerá mechanika
v těchto efektech je ovládána krokovými motorky; v kapitole
4 si rozebereme návrh elektroniky pro řízení těchto
krokových motorků, ovládané protokolem DMX512. V následující
tabulce 3.2 jsou pro přehlednost uvedeny některé technické
parametry zde zmiňovaných světel.
Typ světla |
Nejběžnější světelný zdroj |
Příkon
[W] |
Ovládání |
Barvy |
PAR |
Žárovka |
30 - 1000 |
Externím stmívačem |
Jeden barevný filtr |
Color Changer |
Výbojka, Žárovka |
150 - 575 |
2 až 5 DMX kanálů |
Více barev |
Scanner |
Výbojka |
150 - 1200 |
4 až 20 DMX kanálů |
Více barev |
Moving Head |
Výbojka |
150 - 1200 |
6 až 24 DMX kanálů |
Více barev |
Stroboskop |
Xenonová výbojka |
20 - 3000 |
2 DMX kanály, analog |
Většinou bílá |
Tabulka 3.2 – Přehled
parametrů, které jsou u osvětlovací techniky běžné
Světelnou techniku je potřeba něčím řídit. Za nejednodušší ovládací prvek
lze považovat vypínač, který umožňuje dva stavy, a to
zapnuto a vypnuto. My se však s tímto nejednodušším
ovládacím prvkem nespokojíme a podíváme se na další,
kreativnější možnosti. Kromě vzdáleného ovládání mají
některá světla program pro řízení zabudovaný rovnou ve své
paměti. Někdy umožňují synchronizaci s hudbou i pomocí
vestavěného mikrofonu a propojení více stejných efektů mezi
sebou. Tímto způsobem je světelná technika často zapojená na
diskotékách a v klubech, neboť pro důmyslnější řízení by
bylo potřeba rozšířit personál o další osobu - osvětlovače.
Řízení bez osvětlovače bohužel nevyužívá širokou škálu
možností, kterou dnešní inteligentní světla nabízejí.
V lepším případě je tedy světelná technika řízena
z ovládacího pultu (tzv. osvětlovací pult). Tyto pulty
používají v drtivé většině pro komunikaci se světelnou
technikou protokol DMX512, který jsem také v této práci
využil. Způsob práce a ovládání těchto pultů pochází
z historie, ze které čerpá i protokol DMX512. Tento protokol
i jeho historie jsou popsány v následující kapitole. Hlavním
prvkem na osvětlovacím pultu je tzv. fader (tahový
potenciometr), který určuje hodnotu jednoho konkrétního
kanálu z 512 dostupných kanálů v jedné lince DMX512. Na
pultu je několik faderů, jejichž nastavením se vytvoří
scéna. Scénou se tedy rozumí statické hodnoty jednotlivých
DMX kanálů, uložené někde v paměti. Jestli na konkrétní
hodnotu bude světlo reagovat pohybem, nebo častěji jen
nastavením do určité polohy, je již vlastnost samotného
světla. Na pultu bývá někdy více skupin faderů. Každá
skupina slouží
k nastavení jedné scény a plynulým či okamžitým přechodem
mezi těmito scénami se realizuje pohyb, změna barev, změna
intenzity světla a jiné dynamické chování. Jde o tzv.
„chase“. Samotnou interpolaci hodnot mezi scénami provádí
již sám osvětlovací pult a jejich množství závisí na
rychlosti přechodu mezi scénami, což se nazývá „fade time“.
Problém nastává, chceme-li vytvořit například krouživý
pohyb, neboť pro každý směr je vyhrazen jeden kanál (pro
16bit řízení dva kanály). Musí se proto vytvořit plynulý
přechod mezi velikým množstvím scén. Některé profesionální
pulty však už obsahují knihovnu s předdefinovanými pohyby.
Počet kanálů jedné linky DMX512 je 512, v praxi je však
nemožné mít stejný počet faderů. Řeší se to mapováním
dostupných faderů na vybraný blok DMX kanálů. Dalším
důležitým prvkem osvětlovacího pultu je „master fade“
(Grand). Vhodný je především pro omezení intenzity světla,
neboť určuje celkovou výstupní úroveň kanálů. Na pultech
jistě nalezneme ještě plno dalších zajímavých a důležitých
ovládacích prvků. Nám však na úvod bude toto stačit. Zmíním
ale ještě jednu specialitu prestižních pultů, neboť tu lze
jednoduše implementovat do programů v počítači fungujících
jako simulátor osvětlovacího pultu - a tou jsou motorové
fadery. Tyto motorové fadery umožní zpětně reagovat na
přechod do jiné scény, kde pomocí implementovaných motorků
se tahové potenciometry samy nastaví do potřebné polohy.
Vzhledem k tomu, že je v této práci vytvářen
program na PC pro ovládání světelné techniky, byť i
postavený na jiném principu než běžné ovládací pulty, je
důležité podívat se na rozdíly mezi v praxi používanými
pulty a málo používaným SW, který tyto pulty simuluje. Do
styku s vytvářeným programem přijde s velkou
pravděpodobností člověk, který už určité zkušenosti
s ovládáním světelné techniky má. Proto by bylo vhodné se
inspirovat již existujícími způsoby řízení a prvky, které
jsou u pultů běžné a pro vyvíjený program dostačující, také
do tohoto programu implementovat. Usnadníme tím práci
osobám, které již nějaké zkušenosti s osvětlováním mají, a
budou moci využít svých dosavadních znalostí. Práci
s takovým pultem zde nebudu popisovat, pouze v kapitole 8
kde je popis navržené aplikace, zmíním, které funkce jsou
takto převzaty. Alespoň pro přehled funkcí, které nám
osvětlovací pult může nabídnout, jsem vybral typ Avolites –
Pearl 2004, který nejvíce odpovídá našim požadavkům. Jde o
velmi známý pult určený pro „živé svícení“.
Stručná
charakteristika osvětlovacího pultu Avolites – Pearl 2004,
převzatá z katalogu dodavatele:
- 2048 kanálů (4 sběrnice DMX512)
- 240 inteligentních světel
- 240 stmívaných okruhů
- možnost divadelního svíceni a programování Cue
- Shape Generátor pro snadné vytváření komplikovaných
efektů
- 15 Playback Masterů, které ovládají až 450 pamětí
- možnost spouštění sekvencí pomocí audio
vstupu (rozděleno na basy, středy a výšky), možnost
synchronizace po MIDI
- výstup na barevný VGA monitor
- nové fadery na Playbacích a Masterech s větší odolností a
plynulejším chodem, stejná jako u
Diamond 4 a Sapphire 2000
- nová kolečka enkodérů, pro rychlé a pomalé nastavováni
- 4 výstupní DMX XLR konektory s ochranou jako u Sapphire
2000
- sériové číslo je nalepené na desce s elektronikou a
napsané na zadním panelu, ale nově obsaženo
i v chipech pultu na úrovni elektroniky (nezměnitelné), což
znesnadňuje prodej kradeného pultu
- dodáván s nainstalovaným inovovaným software Pearl 2004
(nově například dynamické snímání
rychlosti koleček, tabulky rozsahů v personalitách a
rozšířené možnosti palet)
- dodáván standardně s následujícími PC programy:
• Avolites Visualiser pro jednoduchou vizualizaci
• Pearl Simulátor pro editaci show v PC
• Cache Builder pro tvorbu Cache souborů personalit (práce s
personalitami v pultu bez použití
disket)
Zvýraznil jsem u pultu vlastnost, která nás zajímá, a tou je možnost
spouštění sekvencí pomocí audio vstupu. Je až s údivem, že
zřejmě neexistuje důmyslnější synchronizace hudby a světel
než právě ono spouštění připravené sekvence. Jediné
vylepšení detekce bývá v rozdělení na středy, basy a výšky,
případně s automatickým nastavováním prahové úrovně.
Podíváme-li se na rozdíly programů a osvětlovacích pultů, můžeme shledat
velkou výhodu programů v možnosti jednoduše rozšířit
stávající program o další potřebné funkce, případně opravy
či aktualizace již stávajících. Toto bohužel u pultů,
v případě že se s tím při vývoji nepočítalo, není tak
snadné, a je to do značné míry omezené. Z marketingového
hlediska je i distribuce SW podstatně jednodušší, neboť
k celému procesu stačí využít možnosti internetu. Bohužel
zde vzniká problém s vytvářením nelegálních kopií, což
v případě HW není snadno proveditelné. Přesto je zde jedna
možnost, jak znemožnit nelegální šíření tohoto typu SW,
neboť takovýto program vyžaduje ke komunikaci s okolními
světly další HW. Bude-li program závislý na konkrétním HW,
budou pak jeho kopie sloužit pouze jako demoverze na
vyzkoušení, ale pro využití v praxi bude potřeba příslušný
HW, který by byl dodáván společně s programem. Ztratí se tím
výhoda jednoduché distribuce pomocí sítě internet, ale
možnosti aktualizací zůstanou zachovány.
Shrnutí kladů a
záporů
|
Ovládání pomocí PC |
|
|
Ovládání osvětlovacím pultem |

|
jednoduché aktualizace funkcí |
|

|
přístupnost ovládacích prvků |

|
variabilnost ovládacích prvků |
|

|
rychlost ovládání |

|
distribuce |
|

|
stabilita |

|
ukládání programů a jejich
přenos |
|

|
hmotnost |

|
ovládání |
|

|
omezení v ukládání programů |

|
stabilita OS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|