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

Глава четвертая современные светомузыкальные инструменты

10. Сми транспарантной проекции

Начнем наш обзор со СМИ, который за 20 лет эксплуатации показал очень хорошие художественные и исполнительские возможности, надежность и долговеч­ность и заслужил право называться "классическим" в своей области. Это СМИ "Харьков", разработанный и используемый известным советским .светохудожником Ю. А. Правдюком в концертах, проводимых в "Зале цветомузыки" харьковского ЦПКиО им. Горького и в студии политехнического института. СМИ сочетает простоту, изящество конструкции и широкие изобразительные возможности.

В ВОУ данного СМИ используется транспарантная проекция с цилиндрическими роторами (см. рис. 15,а, б).

Рис. 37. Схема СМИ "Харьков"

Принцип действия СМИ "Харьков" рассмотрим по схеме на рис. 37. Его БУМ выпол­нен на шести автотрансформаторах типа ЛАТР-1М (на схеме показаны только два канала управления). Мощность одного канала - 2 кВт. К каждому автотрансформато­ру выключателями SA1 — SA4, SA5 - SA8 и посредством наборной коммутационной панели НКП можно подключить любую проекционную ячейку ВОУ или группу ячеек (с лампами ЕЫ - ELS) во всевозможных комбинациях. Панель представляет собой коммутационное поле, вертикальные линии которого штекерами можно замыкать с горизонтальными.

Источники света в каналах управления - лампы накаливания на 127 В, яркость ко­торых регулируют изменением напряжения от 0 до 170 В, работают в режиме перека­ла. При этом значительно увеличивается световой поток и синеет спектр излучения. Поскольку напряжение на лампах изменяют плавно, средний срок службы их снижается незначительно. Предусмотрены еще четыре ячейки ламп EL6 — EL9, коммутируемые выключателями SA9 — SA12 неработающие в режиме мгновенных вспышек.

Рукоятки СМИ сгруппированы так, что исполнитель может манипулировать одной рукой одновременно тремя рукоятками, при этом на экран можно вывести от одной до шести неподвижных или управляемых форм как отдельных, так групповых. Практика светомузыкального исполнительства показывает, что такого числа проецируемых одновременно изображений вполне достаточно. Это положение подтверждают психо­логи: человек одновременно может распознать не более шести-семи самостоятельных объектов в поле зрения.

Рис. 38. Пульт управления СМИ

Пульт управления СМИ "Харьков" показан на рис. 38. Его конструкция содержит следующие элементы: корпус 13; коммутационную панель 4; клавишные панели 10 с четырьмя выключателями 9, рукоятки управления 11, автотрансформаторы 2 с меха­нической тягой 3 и противовесом 1; пюпитр 5, выключатели 6-8 дистанционного управления светом в зале, магнитофоном, двигателями проекционных ячеек соответ­ственно; педали включения мгновенных вспышек 12.

Пульт находится перед плоским экраном размерами 4X3 м. Над пультом, на высоте 3,5 м помещается кассета с десятками светопроекционных ячеек квадратного сечения (рис. 39). Расстояние от проекторов до экрана 5-7 м.

Рассмотрим устройство проекционной ячейки СМИ "Харьков" (рис. 40). Корпус 1 изготовлен из листовой стали толщиной 0,5 ... 0,8 мм. На торце патрона 3 с лампой 10 укреплен постоянный магнит 2, позволяющий фиксировать лампу в любом положении в любом месте ячейки за вращающимся барабаном 8. Возможность такого перемеще­ния лампы очень важна, так как положение нити накала лампы по отношению к про­резям на барабане определяет характер рисунка световой проекции на экране. Барабан 8 вращает электродвигатель 4 постоянного тока через промежуточный привод, состоя­щий из двух многоступенчатых шкивов 5 с пассиком, и редуктора 6 от электродвигателя ДСД-2; у редуктора предварительно обрезают заднюю часть корпуса и открывают входную ось, на которую и устанавливают шкив. На выходной оси редуктора, находя­щейся внутри корпуса, имеется петля для крепления барабана, а на самих барабанах сверху и снизу предусмотрены крючки. Такая подвеска барабана расширяет возмож­ности динамической светопроекции На выходе проектора установлен светофильтр 7 и статический трафарет Р.

Рис. 39. Кассета с проекционными ячейками

Рис 40. Формообразующая проекционная ячейка СМИ "Харьков"

На рис. 41 показан принцип формообразования в светопроекционной ячейке. Бла­годаря тому, что противоположные стенки барабана движутся во встречных направле­ниях, лучи света от лампы проходят через щель, образованную двумя противоположны­ми вырезами. Щель непрерывно изменяет конфигурацию. Движение форм" на экране получается ритмичным, танцевальным. Наличие такой двойной модуляции луча света позволяет получать световые проекции, заметно отличающиеся от рисунка вырезов на самом барабане.

Рис. 41. Форма и движение светотени

Неподвижный трафарет (статор) играет также двойную роль; он либо ограничивает область развития данной формы на экране, замыкая ее в какой-то определенный кон­тур, либо еще более трансформирует исходную форму, полученную от ротора (в том случае, если он сам содержит мелкие прорези). Вблизи статора крепится светофильтр. Формообразующие роторы и статоры изготовлены в основном из плотного ватмана. Прорези либо вырезают скальпелем, либо выжигают, причем прорези могут быть и с прямолинейными, и с криволинейными контурами. Выжигание — прием более техно­логичный, так как позволяет одинаково справиться и с крупными вырезами, и с мел­кими ажурными узорами. Готовые барабаны с вклеенными с двух сторон крышками желательно покрасить в черный цвет для увеличения контрастности изображения на экране и пропитать специальным составом, предотвращающим возгорание. Кроме цилиндрических можно применять формообразователи конической, призматической, эллиптической, кардиоидной и других форм (рис. 42, а, б). Полый барабан можно за­полнять полосками цветной прозрачной пленки (стержнями, волокнами и др.), что позволяет менять фактуру светового образа.

"Палитру" светохудожника существенно обогащают объемные формообразователи, выполненные в виде пространственных структур, вписанных в контуры барабана (рис 42, в). Это могут быть также подвешенные тонкие стержни, колеблющиеся при вращении, и тогда в зависимости от их диаметра, числа и частоты вращения формообразователя получается мерцающее изображение, контуры которого зависят от рисунка прорезей в неподвижном трафарете. Такое мерцание нельзя заменить электрической модуляцией самого источника света, так как подобный формообразователь, кроме эффекта мерца­ния, существенно изменяет структуру самого светодинамического образа.

Таким образом, главным достоинством описываемого СМИ можно считать очень широкие возможности в Л оздании разнообразных световых композиций. Фантазия, умение и опыт позволяют "рисовать" с помощью таких СМИ любые танцы летающих, клубящихся, ведущих между собой борьбу образов (рис. 43, а, б). Картина эта во многом зависит от изобретательности светохудожника, позволяющей сделать формо-образователем почти все, что имеется у него под рукой.

Рис. 42. Варианты конструкции ротора

а) б)

Рис. 43. Композиции Ю. А. Правдюка

Для этого, естественно, надо хорошо представлять конечную цель, видеть внутрен­ним взором всю структуру воображаемой световой картины в движении. В этом случае любой предмет, освещаемый цветным светом и перемещаемый в пространстве, может способствовать воплощению на экране убедительного художественного образа.

Естественно, описанный здесь пульт управления так же, как и проекционные ячей­ки, любители могут модернизировать, автотрансформаторы заменить тиристорами, вообще применить самую современную элементную базу, вместо ватмана использо­вать фольгу и т. п. Но это будут лишь технические усовершенствования и новшества. Неизменным останется сам принцип формирования светодинамической композиции, предложенный Ю. А. Правдюком и заслуживающий самой высокой оценки, благодарнос­ти и признательности у всех, кто причастен к новому искусству.

Большие возможности открылись и при использовании в ВОУ теневой проекции по принципу, представленному на рис. 15, ж и з с дисковыми роторами. С 1963 г. экс­периментировал с ними С. М. Зорин, положивший их в основу серии СМИ "Полтава" разной мощности и размеров. В общих чертах концепция изобретателя "Полтавы" близка к позициям Ю. А. Правдюка, с которым С. М. Зорин сотрудничает уже около 20 лет. Все его СМИ сочетают простоту и широкий диапазон возможностей.

Рассмотрим подробно малогабаритный СМИ "Полтава", изготовление которого вполне доступно даже начинающему радиолюбителю. Инструмент состоит из корпуса с набором проекционных ячеек и выносного дистанционного пульта управления. Кон­струкция проекционной ячейки с узлами цвето- и формообразования представлена на рис. 44. На основании 6 закреплена втулка 15, на которую надет дисковый ламподержа-тель 14 с четырьмя маломощными лампами 7. Во втулке вращается ось 13, на одном конце которой пружинной шайбой 9 фиксирован формообразующий дисковый ротор 8, а на другом - диск 18 фрикционного вариатора. Между диском 18 и корпусом 6 вложена пружина 16 между двумя фторопластовыми шайбами 17. Трехступенчатый шкив с диском 2 вариатора приводится во вращение от внешнего электродвигателя через резиновый пассик 4. Вариатор состоит из ведущего диска 2, обрезиненного ро­лика 3, и ведомого диска 18. Ролик 3 может перемещаться вдоль оси 1, изменяя пере­даточное число вариатора. Трехступенчатый шкив вращается на опоре 5, ввинченной в основание 6. Такое совмещение плавного и ступенчатого изменения частоты вращения вала 13, а также управление частотой вращения ротора электродвигателя допускает вариацию частоты вращения формообразователя в широких пределах (более чем в 100 раз). В ячейке применен реверсивный двигатель ДСДР-2 (220 В, 50 Гц). Частоту вращения его ротора регулируют путем изменения частоты питающего тока от 20 до 200 Гц, вырабатываемого генератором.

Рис 44. Проекционная ячейка СМИ "Полтава"

Рис. 45. Принцип формообразования в СМИ "Полтава-1" (а) и "Пол­тава-2" (б)

На диске ламподержателя устанавливают четыре лампы. Их можно устанавливать на разном расстоянии от центра диска (определяется экспериментально). Когда горят две диаметрально противоположные лампы, то при вращении формообразователя на экране видны движущиеся навстречу друг другу световые образы. По форме они су­щественно отличаются от прорезей на формообразователе, так как нить лампы имеет определенную протяженность и конфигурацию. Неподвижные формообразователи 12, так же, как и светофильтры 11, находятся в специальной кассете 10, располагаемой вблизи вращающегося формообразователя.

Лампоцержатель винтом фиксируют на втулке 15 в любом положении. Расстояние от ламп до формообразователя 8 определяет как размер форм на экране, так и их резкость. Если предусмотреть управление осевым перемещением ламподержателя, можно реализовать эффект "наплыва" и "отъезда", т.е. изменение размеров форм (подобно действию трансфокатора при киносъемке). Можно привести во вращательное движение сам ламподержатель, установив на втулке 16 кольцевые токосъемники, а на ламподержателе 14 — пружинящие щетки. Принцип формообразования в рассматрива­емом СМИ показан на рис. 45 а.

Пульт управления проекционными ячейками в портативном варианте СМИ "Полта­ва-!" чрезвычайно прост (рис. 46). Он состоит из переменных резисторов ПП-3 сопро­тивлением 47 Ом (их число равно числу каналов управления яркостью) и сетевого трансформатора, понижающего напряжение сети с 220 В до 8 В (хотя и применены лампы на напряжение 6,3 В). Переменными резисторами вручную регулируют напряже­ние на лампах, для чего на оси каждого резистора закреплен диск диаметром 100 мм с накаткой на цилиндрической поверхности для удобства поворачивания движка. Диски располагают в ряд на расстоянии 40 мм один от другого (расстояние это зависит от раз­меров резисторов). Выше ручек управления размещают кнопки, позволяющие реали­зовать вспышки форм на экране, если это потребуется по ходу развития композиции. Эти кнопки при нажатии замыкают переменные резисторы. На пульте установлены также тумблеры электроприводов. Тумблеры имеют среднее положение и позволяют не только включать и выключать электродвигатели, но и реверсировать их.

Еще один перспективный вариант СМИ транспарантной проекции "Полтава-2" осно­ван на принципе применения двойного барабана (см. рис. 15, д). Его конструктор С. М. Зорин обратил внимание на то, что в СМИ "Харьков", например, световой по­ток, направленный на экран, ограничен довольно малым телесным углом (угол 8, рис. 40). Формулы (1), (2) показывают, что КПД такого проектора невелик, а боль­шое расстояние от проектора до экрана еще более снижает КПД (вспомним, что осве­щенность экрана обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света). Конструктор задался вопросом: как, не теряя достоинства барабанного формообразо-вателя, добиться существенного увеличения яркости экрана? Увеличивать мощность ламп не стоит вследствие перегрева проектора, увеличения его габаритов и главное -размывания контура проецируемого изображения из-за большой площади светящего тела этих ламп. В результате поисков и была найдена конструкция ВОУ вида двойной барабан.

Ее преимущества в том, что она позволяет получить большой угол расхождения лучей источника света (сравните, например, угол а₂ на рис. 47 и угол в на рис. 40). Это дает возможность значительно уменьшить расстояние от проекторов до экрана (в СМИ "Харьков" расстояние можно было бы уменьшить в 4-5 раз), благодаря чему яркость экрана, естественно, увеличивается. Резерв яркости экрана позволяет исполь­зовать более плотные светофильтры (получать более насыщенный цвет), обеспечивать совмещение с другими видами проекций на тот же экран. Принцип формообразования проекционной ячейки с двойным барабаном иллюстрирует рис. 45, б.

Рис. 46. Варианты пультов СМИ "Полтава-i "

Рис. 47. Формообразующая проекционная ячейка с двойным барабаном

В результате многолетнего экспериментирования удалось найти удобную в обраще­нии и надежную конструкцию проекционной ячейки с двойным барабаном (рис, 47). В цилиндрическом корпусе 1 ее светопроекционным окном (справа по рисунку) разме­щены два формообразующих барабана 7 и 9 с минимально возможным зазором между цилиндрами. Такое положение барабанов фиксировано доньями 10 и 11, в которые эти барабаны установлены. Дно внешнего барабана приводит во вращение электродвига­тель 16 (с редуктором) посредством обрезиненного ролика 7. Электродвигатель шаг-нирно закреплен в держателе 14, и пружиной 15 ролик 7 7 постоянно прижат снизу к дну 11 внешнего барабана. От него к дну внутреннего барабана вращение передается четырьмя обрезиненными роликами 2 (на рис. показаны два из них), укрепленными на качающихся осях 12.

Оба барабана вращаются в противоположные стороны вокруг общего вала 13. Для надежного контакта между доньями они сжаты пружиной 3. Это обеспечивает равно­мерное и плавное вращение барабанов. Барабаны можно легко извлечь из доньев, пе­ревернуть на 180°.

Конструкция ячейки "двойной барабан" позволяет управлять масштабом изобра­жения перемещением лампы 8 относительно стенки внутреннего барабана 9. Возмож­но также вертикальное перемещение держателя лампы 5, что используется, как при юстировке всех светопроекционных ячеек и при сведении изображения на одном эк­ране, так и для композиционного совмещения световых образов. Манипулировать ис­точником света при подготовительной работе ВОУ можно вручную, а во время кон­цертного исполнения лучше это делать дистанционно. Втулка 6 для закрепления источ­ника света перемещается относительно верхней крышки 4 проекционной ячейки.

Конструктивную высоту барабанов определяют исходя из выбранного размера эк­рана и расстояния до него, так как нужно обеспечить заполнение экрана рисунком при любом положении источника света.

Каждый из барабанов можно выполнить двуслойным и управлять сдвигом слоев. Это нетрудно сделать, по крайней мере, для внутреннего барабана, расположив электро­привод с подвижным кольцевым токосъемником в центре, над прижимной пружиной 3. Такая конструкция позволяет светохудожнику изменять конфигурацию световых образов, а также управлять их исчезновением или появлением при полной яркости источников света (если сделать промежутки между прорезями, равными по размерам самим прорезям).

Все перечисленные приемы управления формой могут показаться излишне услож­ненными или трудно выполнимыми. Но зато им сопутствует увеличение числа степе­ней свободы управления формой на экране, выявленное светохудожником на практике. В некоторых конструкциях изобретатель ввел дистанционное управление сменой цвета. Сделать это нетрудно, поскольку корпус ячейки цилиндрический, а наибольший необ­ходимый на практике угол раскрытия по горизонтали оказался 95°. Следовательно, на цилиндрический корпус проекционной ячейки можно надеть еще один цилиндр, составленный из четырех дуговых секций, изготовленных из цветной пленки. Поворачивая этот цилинрр на 45°, можно окрашивать свет в любой из четырех цветов. Все это позволяет реализовать динамику светового образа по многим параметрам, что не­доступно другим известным СМИ.

Рис. 48. Проекционная ячейка СМИ "Полтава-2"

Конструктор испытал также независимый привод для наружного и внутреннего барабанов. Это позволяет вращать барабаны не только навстречу, но и в одну сторону, причем скорость вращения каждого из них можно варьировать в самых широких пре делах. При этом возникает своеобразный эффект "набегания" световых форм.

Внешний вид проекционной ячейки показан на рис. 48, а и б (наверху виден меха­низм изменения масштаба). Формообразователи изготовлены из латунной фольги, на которую фотоспособом был нанесен рисунок, а затем вытравлен. После травления прямоугольная заготовка свернута в цилиндр и края спаяны. Для увеличения жесткос­ти по окружности цилиндра сверху и снизу припаяна стальная проволока диаметром 1,5-2 мм. Барабаны можно изготавливать также из цветной пленки, можно использо­вать стеклянные цилиндры.

Один из вариантов СМИ "Полтава-2" для комбината здоровья в Красногорске Мос­ковской обл. изготовлен в 1978-1980 гг. СМИ снабжен пультом управления (конст­руктор Б. X. Нестеренко), выполненным на базе клавиатуры электрооргана "Лель". Ползунковые регуляторы (переменные резисторы СПЗ-23) предназначены для плавно­го управления яркостью в каждом световом канале. Клавиатуру используют для дис­кретного выведения проекции на экран, для вспышек и световых "аккордов". Имеет­ся также педаль плавного регулирования общей яркости всей светодинамической ком­позиции. Независимо от того, сколько в эпизоде занято ячеек, все изображения могут быть плавно "уведены" с экрана общей педалью.

Рис. 49. Схема блока усиления мощности СМИ

Рассмотрим некоторые электронные узлы этого СМИ. Узел управления яркостью (рис. 49) собран на печатной плате, укрепленной непосредственно в проекционной ячейке для предельного укорочения токовых цепей. Узел питается сетевым напряже­нием 220 В через резисторы R4 и R5. Это напряжение выпрямлено диодным мостом VD4 - VD7. На транзисторы поступают трапецеидальные импульсы напряжением 24 В. Сигнал управления напряжением + (0-8) В подведен к базе управляющего транзистора VT2. Параллельно эмиттерному переходу транзистора VТ2 подключен транзистор VTI в диодном включении, образуя генератор тока. Далее сигнал поступает на анало­гичную пару транзисторов VT3 и VT4. Если управляющий сигнал отрицателен, пару VTI, VT2 можно исключить.