大连自然博物馆智能环境艺术灯光控制系统解决方案

一、 概述

　　 大连是中国北部最温暖的港口,大连自然博物馆是中国第一家自然史博物馆。馆藏近20万件标本，是一座集植物、动物、化石、地质标本为一体的大型博物馆。大连自然博物馆支持并鼓励科学研究，如海洋生物、化石的研究等。大连自然博物馆内有许多观众参与性的活动，如可发出各种动物的声音的触摸屏的多媒体设备,自测系统以及其它类似的展示。

　　大连自然博物馆的物种多样性展厅是该馆的最大亮点项目之一.其中多媒体声、光、电同步模拟自然景观演示系统,更给观众创造一种身临其境的感觉. 讲解员只需轻轻按下按钮,观众就可以欣赏到一个从白天、傍晚、电闪雷鸣、大雨滂沱、雨过天晴、深夜、黎明、白天的声、光、电自动同步变化的摸拟自然景观效果。配合逼真的舞台美术场景变化和各种徐徐如生的珍贵动物标本,让观众体会到耳目一新的艺术震撼力。

　　控制设备是演示系统的核心部分，它需同时满足场馆的公共照明、展品照明、舞美艺术照明和多媒体声、光、电联动的各种要求。大连自然博物馆自然景观演示系统选用的主要控制设备—HDL-BUS多媒体智能环境艺术灯光控制系统由广州河东电子有限公司研制生产、安装调试。

　　本文简述大连自然博物馆自然景观演示系统的系统需求、系统解决方案、控制设备系统构成原理及相关问题,希望通过这个机会与更多业内人士一起关注和探讨日益兴旺的博物馆和其它大型场馆智能照明及多媒体应用解决方案。

二、自然景观演示系统的功能需求

　　博物馆提供了一段长为6分34秒的自然音乐，其中有各种鸟叫、雷声、动物深夜活动等，主要表现的是原始森林中一天的场景变化。根据灯光设计师的灯光场景要求，应用HDL-BUS智能环境艺术照明场景编辑软件进行所需灯光场景的编辑。灯光场景根据音乐时间的变化进行同步变化，用照明亮度和色彩产生巨大的、生动的动态视觉冲击效果。

　　整个演示程序的灯光场景分为白天、傍晚、闪电、打雷、下雨、雨过天晴、夜晚、深夜、黎明等。
　　当音乐时间进行到白天时，灯光场景自动变化为背景画上空的白色日光灯组渐渐升到80%亮度，动物标本的白色面光、逆光、背光渐渐升到50%亮度，换色器自动换成白色。

　　当音乐时间进行到傍晚时，灯光场景自动变化为背景画上空的橙色日光灯组亮度为60%，白色日光灯组的亮度渐渐降到30%，动物标本的白色面光、逆光、背光渐渐灭，动物标本的白色面光、逆光、背光渐渐上升到50亮度，换色器自动换成橙色。整个展厅沉浸在一片晚霞中。

　　当音乐时间进行到雷电场景时，灯光场景自动变化为背景画上空的蓝色日光灯组亮度渐渐升到40%，橙色面光、逆光、背光亮度渐渐灭，蓝色面光、逆光、背光渐渐升到30亮度%，云灯自动开启，跑云开始启动，频闪灯自动开启，换色器自动换成深蓝色。

　　当音乐时间进行到下雨场景时，灯光场景自动变化为背景画上空的蓝色日光灯组亮度渐渐降到20%，雨灯开启。并开启闪电大灯，闪电大灯在背景画上画出两到闪电。让观众仿佛进入一片正是大雨滂沱的原始森林中。

　　当音乐时间进行到雨过天晴时，灯光场景自动变化为背景画上空的蓝色日光灯组亮度渐渐降到30%，雨灯、云灯、闪电大灯自动关闭，白色日光灯组亮度渐渐升到80%亮度，动物标本的白色面光、逆光、背光的渐渐升到50%亮度，换色器自动换成白色。使观众处于一种雨后清新的感受中。

　　当音乐时间进行到夜晚时，白色日光灯组亮度渐渐灭，蓝色日光组的亮度渐渐降为10%，动物标本的白色面光、逆光、背光的渐渐降到20%亮度，自动启动水灯，让观众体会到原始森林中夜晚特有的宁静。
　　当音乐时间进行到深夜时，蓝色日光组的亮度渐渐降为0%，动物标本的白色面光、逆光、背光的渐渐降到0%亮度，地面蓝色日光组的亮度渐渐升为20%亮度，让观众体会到原始森林中的神秘。

　　当音乐时间进行到黎明时，蓝色日光组的亮度渐渐升为30%，动物标本的白色面光、逆光、背光的渐渐升到30%亮度，地面蓝色日光组的亮度渐渐灭，橙色日光灯组亮度为60%，换色器自动换成橙色，让观众体会到原始森林中的朝气。

　　只需按一个按钮，演示程序可以循环演示。当没有观众的时候，灯光场景自动恢复到基本照明场景，只开启少量的基本照明灯具。

三、演示系统解决方案

　　大连自然博物馆物种多样性展厅是馆内新建的一个展厅，在展示手段上，充分运用了现代灯光音响和多媒体计算机等高科技，除传统的陈列外，还以互动方式将标本与观众拉近，使自然之物和人完美地融合。

　　采用的灯具种类、功能及控制方式如下：

　　轨道可调光筒灯，用做动物标本的背光和面光，PAR灯配备换色器，用做动物标本的逆光。系统硬件采用HDL-MD1210智能调光箱和HDL-MC48 IP-DMX表演控制器（DMX512信号输出）进行控制。

　　日光灯（配备可调光电子镇流器），用做天空的变化，如蓝天、晚霞等；系统硬件采用HDL-MRDA06数字调光接口模块进行控制

　　云灯、雨灯、频闪灯、水灯，分别用做跑云、投影在湖面上水纹、下雨以及电闪的效果；系统硬件采用HDL-MR 0610智能开关模块进行控制。

　　HDL音视频控制模块，用来装载音频、视频、HDL声光电同步演示软件。

　　以上设备分别安装中央控制室的两个照明配电箱内，可控制面板采用标准86盒墙装方式安装在展厅最方便讲解员接触的地方，HDL-BUS环境艺术灯光系统硬件用一条HDL-BUS总线实现智能控制，布线安装非常灵活，可以和强电同槽和共管，中央控制室的HDL音视频控制模块用以太网信号与系统硬件连接。
系统结构图如下所示：

四、 采用HDL-BUS智能环境艺术灯光系统的优越性
1、布线简单，维护方便。

　　照明线路设计简单，系统安装方便，操作维护容易。根据环境及用户需求的变化，只需做软件修改设置或少量线路改造，就可以实现照明布局分布式控制系统改变和功能扩充。

2、 丰富多彩的艺术效果。
　　 实现多种照明效果多种照明控制方式，可以使博物馆内的动物标本具备多种艺术效果，为动物标本增色不少。不同色彩的光给予了博物馆生命力，使整个场景更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。按其不同时间、不同用途、不同的效果，采用相应的预设置场景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。

3、 管理维护方便。
　　 智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的参数以数字式存储在控制面板中，这些信息的设置和更换十分方便，使博物馆的照明管理和设备维护变得更加简单。同时整个演示程序也存储在面板上，当有游客进入时，讲解员只需轻轻的一按，演示程序将自动关闭一切不需要的灯光场景，进入一个声光电同步的表演节目。

4、 延长光源的寿命。
　　 延长光源寿命不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯具的工作量，降低了照明系统的运行费用，管理维护也变得简单了。
　　 无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。

5、良好的节能效果
　　智能照明控制系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。这种自动调节照度的方式，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。此外，智能照明控制系统中对馆内荧光灯等进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。

五、结束语
　　大连自然博物馆自然景观演示系统成功地将智能化照明技术、多媒体演示技术、舞美艺术和展览馆艺术有机结合在一起。网络化、智能化同步的准确性、可靠性和操作的简便性是大连自然博物馆自然景观演示控制系统的亮点。

　　“环境舞台化，舞台环境化！”在满足基本照明和节能的前提下，照明在未来的很多场所中要考虑到艺术化，同时要考虑到与AV系统和其它相关系统的同步联动，以创造完美的艺术照明芬围。近期，国内己有一些智名厂商组成战略合作伙伴，正在把智能环境照明控制系统、AV控制系统、舞台照明控制系统、中央控制系统、舞台机械控制系统、音乐喷泉控制系统等组成一个“多网合一”的联动和管理平台，并拟定了不同控制系统之间的通信协议。

　　随着社会经济和科技的不断发展，博物馆和其它大型场馆的智能照明及多媒体应用解决方案越来越受到业主和设计师的重视。笔者相信在不久的将来，一定会出现更多、更好的大型场馆智能照明及多媒体应用解决方案！