Материал: МРБ 1117. Галеев Б.М. и др. Светомузыкальные инструменты

Самостоятельным приемом формообразования является использование подвиж­ных зеркал (плоских, выпуклых, вогнутых), линз и другого рода деформирующих изображение элементов, помещаемых на пути луча. Поворотом легких зеркал, установ­ленных на пути луча, можно перемещать изображение по экрану при неподвижном про­екторе. Большие возможности заложены в применении в ВОУ лавсановой зеркальной пленки.

Рис. 18. Схема диапроектора с поворотом луча

В подобных случаях трудно давать теоретические рекомендации, и конструктор чаще всего вынужден полагаться на эксперимент, в ходе которого из всех получающихся све­товых эффектов отбирает нужные. Совмещение их с возможностями транспарантной и диапроекции позволит ввести столь необходимое для световой композиции ощущение движения света в глубину и изменения фактуры изображения.

Без использования кривых зеркал, подвижных линз очень трудно получить вихреоб-разные перемещения светотени, трудно получить и плавное "перетекание" одной пласти­ческой формы в другую. Без всего этого плоскостное движение теней на экране обычно начинает утомлять, каким бы сложным и разнообразным рисунок ни был.

Каждый конструктор может дополнить, развить этот перечень приемов. Существен­ную помощь окажет изучение и использование светотехнической аппаратуры, применя­емой обычно в театре. Промышленность выпускает так называемые эффектные пристав­ки к стандартным театральным диапроекторам. В приставке ПРЭ-1 находится один дис­ковый трафарет, установленный так, как показано на рис. 17,е. Приставка УПП-ЭФ со­держит два соосных диска, вращаемых или встречно, или в одном направлении с разной скоростью (можно просвечивать трафареты через два объектива): ПП-2 работает по схеме, изображенной на рис. 17, г; ПРЭ-3 - по схеме рис. 17, д; ДП-3 - по схеме рис. 17, в. К ним прилагают стандартные наборы трафаретов для получения изображения под­вижного пламени, снега, туч, дождя, мерцающих звезд, волн. Изобретательные худож­ники воспроизводят с их помощью взрывы, фейерверки, облака пыли, луну [17]. Тер­пение плюс воображение - и эти приборы превратятся в ВОУ светомузыкальных инстру­ментов, создающие световые эффекты, которым уже трудно дать словесные описания...

Вполне вероятно, что у некоторых читателей может возникнуть сомнение: "Разве все это может иметь отношение к высокому искусству - кюветы с жидкостью, лампы, тра­фареты, моторы?" Но тогда как объяснить наше неослабевающее внимание, наше волне­ние, когда скрипач водит туго натянутым конским волосом по овечьим жилам? А в ки­но - все те же лампы, моторы? . .. Пусть вас это не смущает. Главное в искусстве - не сложность и солидность применяемых средств, а как и для каких целей их используют.

Много полезного можно почерпнуть разработчику ВОУ и в таких периодических из­даниях, как "Сценическая техника и технология", "Техника кино и телевидения", "Светотехника" (СССР); "Interscaena", "Acta scaenographica" (ЧССР); "Leonardo" (Англия); "International lighting review" (Голландия).

Рассмотрим теперь те устройства, которые приводят в движение формообразующие элементы.

Электрические исполнительные механизмы можно подразделить на три группы -соленоиды, электродвигатели и сельсины.

Соленоиды могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Однако соленоиды переменного тока имеют значительно худшие параметры (большие размеры, меньшую чувствительность, более жесткую характеристику управления и т. д.).

Двигатели в зависимости от конкретных целей и возможностей выбирают постоян­ного или переменного тока, с регулируемой или постоянной частотой вращения ротора, реверсивные или нереверсивные.

Коллекторные двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянного магни­та имеют широкие пределы регулирования частоты вращения, небольшие размеры и массу. Это серии ДП, ПДЗ, ДПМ, ДПР. Так, например, у серии ДПМ в маркировке циф­ра означает диаметр корпуса в миллиметрах, а сочетание HI или Н2 - число выходных концов вала, с одного или обеих сторон корпуса (например, ДПМ-20-Н1). Напряжение питания двигателей ДПМ и ДПР - 6, 12 и 27 В.

Наиболее распространены асинхронные двигатели переменного тока. Для наших це­лей целесообразно использовать однофазные конденсаторные двигатели серий УАД, ДАМ, ЭДГ, АКД, АДТ, ДАУ.

Синхронные двигатели переменного тока имеют высокую стабильность частоты вра­щения ротора (серии Г, ДС) и при питании от однофазной сети также требуют конденсаторного включения. Изменение частоты вращения ротора возможно при изменении ча­стоты питающего тока. Конструкторы ВОУ не всегда имеют возможность использовать этот способ регулирования из-за его сложности. Они чаще применяют редуктор в виде набора шкивов разного диаметра. Все эти двигатели обладают большой частотой враще­ния ротора - сотни и тысячи оборотов в минуту. Промышленность выпускает несколь­ко серий двигателей со встроенным редуктором — асинхронные РД-09 (с частотой вра­щения выходного вала 192; 77; 30,8; 16,8; 8,75; 4,5; 2,5 и 1,8 мин"¹) и синхронные PC, ДСД иДСМ (1,2, 15, 60 мин^-1).

Иногда требуется очень медленное вращение или перемещение элементов ВОУ с пе­риодическими остановками — например, дискового или полосчатого светофильтра пе­ред объективом диапроектора. В этом случае следует применять так называемые шаго­вые электродвигатели, преобразующие сигнал в виде импульсов в поворот вала на фик­сированный угол (серии ШДА, ШДР, ШДИ; напряжение питания чаще всего 27 В). Угол (шаг) поворота ротора от одного импульса обычно равен 3-20°. Результирующий угол строго соответствует числу прошедших импульсов, которое задает коммутатор, работающий в комплекте с таким двигателем. Направление поворота вала связано с по­рядком переключения обмоток управления двигателя, а частота вращения зависит от частоты переключения.

Для медленного и плавного вращения линз, трафаретов, зеркал в ВОУ можно приме­нять и сельсины. Эти индукционные устройства служат для передачи на расстояние уг­лового перемещения (преобразованного в угловое механическим преобразователем). Между одним сельсином, задающим угол (датчиком), и другим (приемником) имеется дистанционная электрическая связь. Сельсины отличают по маркировке - БД и БС (или ДБС). Буква Б означает бесконтактный. Для контактных сельсинов - соответ­ственно НД (или ДН} и НС. Один датчик может управлять несколькими приемниками.

Если перемещаемый элемент ВОУ не требует больших усилий, то возможна работа сельсина в индикаторном режиме, когда при повороте вала датчика (от руки, с пульта СМИ) вал приемника синхронно поворачивается на тот же угол. В противном случае необходимо использовать трансформаторный режим работы сельсина, в котором пе­редаваемый по линии дистанционной связи маломощный сигнал усиливается и в итоге приводит в движение мощный сельсин-приемник. Вал приемника поворачивается до тех пор, пока угол рассогласования между датчиком и приемником не станет равным нулю. Следует учесть, что сельсины, рассчитанные на работу в сети с частотой 50 Гц, довольно громоздки. Малыми габаритами обладают сельсины, работающие на частоте 400 или 500 Гц.

Вся кропотливая, как в том убедился уже читатель, работа над ВОУ может быть сведена на нет, если у конструктора не хватит терпения выбрать наиболее подходящий экран, на котором будет воплощен в зримую реальность конструкторский, а затем и художественный замысел.

Экраны разделяют на два вида — прямой (фронтальной) и обратной (рир) про­екции.

При фронтальной проекции непрозрачный экран освещается, как в обычном кино, из зала, со стороннзрителей. Разумеется, в этом случае целесообразно максимально ис­пользовать опыт кинопроецирования. В зависимости от конкретно поставленной задачи (условий демонстрации, размеров зала и т. п.) можно использовать экраны с различ­ным видом рассеянного отражения.

Применение экранов с беломатовой поверхностью, обеспечивающей диффузное отражение, иногда может оказаться малоэкономичным. Зато для зрителя, сидящего в зале и, к примеру, на балконе, экран будет виден одинаково ярким. При использовании экранов направленного отражения зрители в зале будут в лучших условиях, чем сидя­щие на балконе. Интересный эффект создают так называемые жемчужные экраны, поверхность которых покрыта слоем мелкого стеклянного бисера. Столь же впечатля­юща проекция на белый бархат.

Для предупреждения мешающей самозасветки, возникающей из-за возвращения на экран света, отраженного от потолка и стен, интерьер зала должен быть особенно оформлен, а все предметы со светлой и блестящей поверхностью удалены.

При рирпроекции изображение на полупрозрачный экран проецируют с обратной по отношению -к зрителю стороны. Как и в случае отражающего экрана, здесь следует учитывать изменение яркости его поверхности от угла наблюдения. При работе с мате­риалами, у которых это изменение резко выражено, на просветном экране появляется так называемая "горячая точка", передвигающаяся вместе со зрителем, меняющим угол наблюдения. Это искажает изображение и вместе с тем ставит в неравноценные ус­ловия зрителей, находящихся в разных местах зала. Поэтому необходимо или пытаться экран сделать более плотным, что часто уменьшает его общую яркость, или ограничи­вать угол наблюдения.

Подбирая материал для экрана рирпроекции — а им могут служить органическое стекло, папиросная бумага, бумажная и лавсановая калька, шелк, обработанный спе­циальным составом (например, глицерин с тальком), аркозоль и разные пластико­вые пленки широкого потребления, обработанные наждачной бумагой, меняя толщи­ну этих материалов, по различному комбинируя их, можно получать различные эффек­ты [30,34].

Способ рирпроекции применяют иногда в кинемотографе, еще чаще в театре, в рек­ламе, на выставках. В светомузыкальных же установках, особенно в камерных и инди­видуального назначения, он особенно удобен. В чем же заключаются его преимущества?

При этом способе проекции не видны сами источники света или луч, идущий от них к экрану. Зрители не могут помешать демонстрации. И главное, если качество фронталь­ной проекции сильно зависит от посторонней засветки, что не позволяет сочетать ее с актер­ской игрой и другими действиями, требующими введения дополнительного освещения, то рирпроекция свободна от этого недостатка. Коэффициент отражения экрана со сто­роны зрителей должен быть как можно меньшим.

Недостатком же рирпроекции является необходимость пространства за экраном — шахты, длина которой должна быть особенно значительной при использовании диапро­екторов. Ее можно сократить с помощью оборачивающих зеркал.

Частным, специфическим случаем рирпроекции являются светомузыкальные устрой­ства с подсвечиваемым изнутри объемным экраном, выполненным в виде сферы, кри­сталла, растрового поля из стеклянных труб или стержней и т. п., что применимо, в ос­новном, при сопровождении музыки бесформным светом.

Иногда светомузыку исполняют в обычных помещениях с плоскими экранами (светотеатр Т. Уилфреда, А. Ласло, Ф. Бентама, залы в Харькове, Москве, Ужгороде, студия светомузыки в казанском Доме молодежи). Но наилучшие условия для ее демонстрации могут быть, вероятно, созданы в специальных залах, в которых экран не плоский, а сферический, охватывающий зрителя со всех сторон, как это мечтал ви­деть Скрябин, предполагал строить Гидони, предлагает сделать Шеффер во Франции, и что неоднократно было реализовано на временно действующих выставках (ЭКСПО-58, ЭКСПО-67, ЭКСПО-70, ЭКСПО-75, ЭКСПО-85).

В определенной мере была воплощена в жизнь мечта Скрябина в Московской студии электронной музыки, где в свое время функционировал зал в четверть сферы вмести­мостью 30 — 50 человек. Сотрудники СКБ "Прометей" убедились в перспективности скрябинской идеи лет 20 назад, пытаясь приспособить для исполнения светомузыки помещение планетария. На основе этого опыта СКБ совместно с архитекторами Каза­ни разработало проект эллипсоидного по форме зала со свободной пространственной динамикой звука, который совместйо со световыми эффектами может описывать "линии" на плоскости экрана (см. рйс. 80) . Пробные светоконцерты начали проводить недавно в Московском планетарии [45].

Усвоив основные сведения об источниках света, светофильтрах, экранах, можно попытаться установить значение электрической мощности Р источников, обеспечивающее требуемую световую мощность.

Коэффициент полезного действия оптической системы к_ош определяется отношени­ем полезно используемого светового потока ^ф_Пол к потоку Ф, излучаемому лампой. Отсюда если известна световая отдача Ф источника света, то значение используемого потока

(1)

и яркость В, кд/м²,

(2)

Здесь Г)_а — коэффициент яркости экрана, зависящий от угла наблюдения (X; Е — осве­щенность, лк; Ф - световой поток, S — площадь, м², Р — электрическая мощность, Вт.

При транспарантной проекции, если считать источник света точечным, k_опт определя­ется отношением телесного угла cj, в котором заключен Ф_пол, к 4п.

При диапроекции &_опт обычно равен приблизительно 5 — 8 %, т. е. можно считать, что у лампы накаливания на каждый ватт электрической мощности приходится прибли­зительно 1 лм светового потока, дошедшего до экрана. При эпипроекции яркость еще в 10-15 раз меньше, что, по сути дела, и ограничивает область ее применения в ВОУ.

В обоих случаях не учтены потери в светофильтре и формообразующих трафаретах, влияние которых можно задать соответствующими коэффициентами пропускания. У трафаретов они зависят от структуры и плотности рисунка, у светофильтров - от их спектральной характеристики и толщины. К примеру, у театральных стеклянных фильт­ров толщиной 2 мм коэффициент пропускания т для красного цвета равен 0,16, для желтого - 0,87, зеленого - 0,22, синего - 0,18.

Вообще же, так как светомузыкальные устройства еще не унифицированы и опыт в этой области еще невелик, конструктору пока приходится ориентироваться на аналогич­ные области техники, в которых подобная информация уже имеется и зафиксирована (кинематограф, телевидение, индикация). Но лучше всего для выбора уровня яркости экрана В_ЭК руководствоваться более общими соображениями: при необходимости получить изображение с проработкой всех полутонов, контрастность изображения К должна быть не менее 100. Если при этом посторонняя засветка фона равна Bф ,то В_эк должна быть не меньше 100 Дф. Если достаточно проработки штрихового рисунка, то В_эк = 25 Вф (предел для телевидения). Так что, ориентируясь на опыт индикации, телевидения, на конкретные светомузыкальные устройства, следует иметь некоторый запас по мощности в БУМ или при ограниченной мощности понижать любым способом уровень внешней засветки.

Если вопрос об абсолютных значениях яркости не имеет однозначного ответа, то раз­личие относительных значений световых (и электрических) мощностей в различных цветовых каналах следует обязательно учитывать, что особенно важно при работе с лампами накаливания, у которых (см. рис. 12) мощность синего излучения, например, с л = 480 нм в 6 раз меньше мощности красного с л = 680 нм. Поэтому в канале синего света необходимо использовать более мощные лампы или заставлять лампы работать хотя бы с небольшим перекалом, что ведет к заметному посинению спектра излучения (но, увы, к такому же заметному сокращению срока службы лампы).

Учитывая эти и другие факторы для обычных стеклянных театральных светофильт­ров и ламп накаливания, красные и зеленые лампы надо брать приблизительно одной мощности, желтые и белые - в 2-3 раза меньше, а синие и фиолетовые - в 3-4 раза большей. Обычно вместо синих берутся светлосиние или голубые фильтры, что позво­ляет приблизить яркость этого канала к зеленому и красному.

Завершая эту главу, приведем краткие данные стандартной театральной светоаппа-ратуры, пригодной для использования в ВОУ.

Имеется ряд линзовых прожекторов, создающих световое поле разного диаметра: ПР-025-100, ПР-05-115М, ПР-05-150М, ПР-1-212М, ПР-3-250М (маркировка означает: ПР - прожектор, 025 - мощность лампы, кВт, 100 — диаметр светового отверстия, мм). Многие из этих приборов могут работать как диапроекторы в комплекте со съемными конденсорными обоймами ОСК-150 М и ОСК-200, а также с упомянутыми выше свето-эффектными насадками. Прежде всего, этоПРУ-1 -212МУ — универсальный), который совмещается с приставками ПРЭ-1М, ПП-2, УПП-ЭФ. Его модификациями являются прожекторы ПКП-1-250М (лампа ДКсШ-1000-2), ПрТЛ-1 (лампа КПЖ220-1000). Нала­жен выпуск специальных театральных диапроекторов, работающих со слайдами 13 X X 13 см: ДМ-1 (с галогенной лампой КГМ484000), ДТ-05 (с лампой КГМ-220-500).

Часть прожекторов изготавливают с устройствами дистанционного управления. В этом случае меняется их маркировка: ПРДУ-1-212М, ПРДУ-1-150М, ПРДУ-3-250М. Подобные прожекторы по сигналу с пульта можно поворачивать по горизонтали и вер­тикали (в случае необходимости вместе с устройством смены четырех светофильтров КУСС-4).

Не следует ожидать, что использование этих мощных и дорогостоящих приборов гарантирует получение требуемого результата. Скорее наоборот, конструктор должен внести свою долю изобретательности, чтобы превратить эти проекторы в выходное оптическое устройство СМИ, заставляя работать их в необычных краевых режимах.

Конструктор должен помнить, что простые по устройству транспарантные проекто­ры, очевидно, останутся основным элементом светомузыкальных установок. Диапро-екция все же страдает налетом привычности, "фотографизма", "вещественности", в то время как теневая проекция в сочетании с подвижными линзами, призмами, зеркалами позволяет получить необычные, фантастические образы. Было бы непростительным сно­бизмом отказываться от огромных возможностей, заключенных в теневой проекции, открывающихся лишь терпеливому и пытливому уму. Следует ожидать, что сейчас, с появлением мощных низковольтных ламп серии ПЖ-24, лазеров, шаровых ксеноновых ламп и галогенных источников КГК и КГМ, будут разработаны промышленные прибо­ры транспарантной проекции.

Когда-то композитор Гектор Берлиоз писал, что музыкальным инструментом можно считать любой звучащий предмет, не разрушающийся при издавании звука. Продолжив его шутку, можно отнести к светоинструментарию все, что светит и светиться - лишь бы при этом световые аппараты не разлетались на части при излучении световых про­екций.

А если всерьез, эксперименты со всей этой мошной техникой необходимо проводить с соблюдением общепринятых правил безопасности. В еще большей мере это преду­преждение относится к конструкторам самодельных установок домашнего пользова­ния — осторожность здесь должна выходить за рамки соблюдения правил привычных радиолюбительских работ. СМИ с большим выделением тепла иногда собирают в неболь­ших футлярах, подобно телевизорам. Светофильтры же и экраны чаще всего нетепло­стойки и горючи. Чтобы не превращать светомузыкальное устройство в самодельную бомбу замедленного действия - заложенную в собственном доме, чтобы предохранить от выгорания светофильтры, кроме обязательных конвекционных отверстий, необхо­димо предусматривать принудительную вентиляцию. И вообще, перед тем, как запус­тить прибор в эксплуатацию, следует провести основательную проверку его "на го­рючесть".