AT FULL: 劇場燈光純技術 (修訂版) | 誠品線上

At Full: Focus on Stage Lighting Technology and Applications, Revised Edition

內容簡介

內容簡介 全書共計十二章，分門別類完整囊括劇場燈光技術，從燈光部門、燈光系統到電學與器材設備的講解介紹，進而論及劇場工作實務，透過多方剖析傳授技巧，兼具理論與實務，是幫助從業人員穩固基礎、增進專業能力的極佳指南。此外亦收錄中、英文索引，提供讀者交互參照，更加提升本書之實用性。★2023年修訂版說明本次修訂逐一檢視全書內容，調整了部分文字、圖片與表格，使語意更精準。此外，因應法規修改與劇場工作的時效性，於第二章燈光技術人員的職稱與工作、第四章電力系統的顏色碼與第九章燈光控制器的名詞解釋三處，有較大幅度的修整。

各界推薦

各界推薦 「從事劇場服裝設計四十年，最在意的就是燈光對服裝質地的牽動。要呈現優質的劇場演出，來自於紮實的技術基礎，無論服裝、舞台和燈光領域，無一例外。毫無疑問，這本書將是奠定燈光技術最好的基石。」｜林璟如 劇場服裝設計師暨第十屆國家文化藝術獎得主｜「不論是新手或老手，想要參與劇場燈光技術作業的朋友，這是本極好的工具書，必讀。」｜林克華／亞洲最負盛名的劇場設計師｜「是白天，是夜晚。是天堂，是地獄。瞬間一閃，從浩瀚宇宙到孤獨的心靈角落。燈光在舞台上為故事造景，為角色呼吸。分秒都是技術的邏輯，色彩與光影的有效控制。此書，即寶典矣。」｜吳興國／國立臺灣藝術大學教授、當代傳奇劇場藝術總監｜｜林秀偉／太古踏舞團藝術總監｜

作者介紹

作者介紹 | 高一華臺灣大學外國語文學系畢業，美國卡內基美倫大學（Carnegie Mellon University）藝術碩士（MFA），主修燈光設計。曾任新舞臺舞台監督、衛武營國家藝術文化中心之規劃設計劇場顧問，並曾先後於臺北藝術大學與臺灣大學擔任講師十年，現專職劇場與展覽燈光設計，致力於劇場、燈光相關之設計與教學。劇場燈光設計作品涵蓋現代戲劇、傳統戲曲、音樂劇、親子兒童劇、舞蹈、音樂會、演唱會。2013年於英國以周先生與舞者們《重演》獲選世界劇場設計展（World Stage Design）燈光設計獎項；為促進劇場設計交流與研討，2021年正式發起成立《好好做設計聯盟》。| 邱李歐本名邱逸昕，臺灣藝術大學戲劇學系畢業，專職於劇場燈光設計、燈光技術指導及舞台監督領域，投入劇場至今擔任過近千場、上百個演出的燈光技術指導工作。與唐美雲歌仔戲團合作的設計作品曾入圍2013年世界劇場設計展（World Stage Design）燈光設計類組，至2019年止三度獲得傳藝金曲獎最佳團體年度演出獎。目前努力朝陪伴女兒長大及提升劇場工作人員工作權益的方向前進，並持續為臺灣劇場發光發熱中。

產品目錄

產品目錄 ｜推薦序｜主編序（初版）｜主編序（二版）｜第一章 認識劇場1.1 劇場空間1.2 舞台型式與區位1.3 燈光相關之設備結構與工作區域｜第二章 劇場工作2.1 劇場工作組織架構2.2 劇場燈光部門工作職務｜第三章 劇場燈光系統3.1 系統架構3.2 控制元素｜第四章 劇場電學4.1 基本要素4.2 基本公式與電力計算4.3 電路4.4 電流形式與電力系統結構4.5 劇場電學實務｜第五章 劇場燈具5.1 燈具基本構造5.2 劇場傳統燈具5.3 劇場其他燈具｜第六章 劇場燈光配件與其他器材6.1 色紙6.2 圖案效果片6.3 色片夾6.4 圖案效果片夾6.5 光圈調整器6.6 高帽子6.7 甜甜圈6.8 遮光葉板6.9 色紙式換色器6.10 圖案效果片旋轉器6.11 其他效果器6.12 Shin Base6.13 直立式燈架6.14 安全鏈6.15 煙機、霧機與乾冰機｜第七章 劇場燈光接頭與線材7.1 接頭7.2 線材7.3 線路安全規範｜第八章 調光器8.1 調光器之功能8.2 種類與規格8.3 組成構造8.4 調光模組內部元件8.5 運作方式8.6 使用注意事項8.7 正弦波調光器8.8 劇場LED燈具之調光｜第九章 燈光控制器9.1 燈光控制器之功能9.2 種類與特性9.3 名詞解釋｜第十章 燈光控制訊號10.1 類比訊號與數位訊號10.2 DMX512之由來10.3 DMX512之運作方式與特性10.4 DMX512編碼10.5 DMX512訊號處理設備10.6 無線DMX51210.7 燈光網路系統｜第十一章 工具與器材設備之操作使用11.1 手工具11.2 高空作業輔助工具11.3 測量工具11.4 通訊設備11.5 繩結｜第十二章 劇場燈光工作實務12.1 準備工作12.2 懸掛燈具12.3 配線12.4 系統架設12.5 查燈與訂定燈桿高度12.6 舞台上方燈桿以外之燈光工作12.7 其他燈具與器材12.8 調燈12.9 作畫面12.10 排練與演出12.11 拆台｜參考資料與延伸閱讀｜中文索引｜英文索引

商品規格

試閱文字

推薦序 : 高一華老師自2005年學成返臺後就積極地投入國內劇場燈光設計的工作，設計工作遍及各類演出，可謂是新一代才女設計師。近年來也在國立臺北藝術大學劇場設計學系從事燈光教學工作，有感於課堂上學生對於原文資料的吸收、消化與反饋相對薄弱，一直有心撰寫一本燈光技術相關專業書籍。終於，今年在台灣技術劇場協會（TATT）的推波助瀾之下，讓她一股作氣，號召劇場界有志一同的燈光工作者邱逸昕與陳昭郡，開始了整本書的撰寫工作。《At Full：劇場燈光純技術》從如何爬梳、分析與架構資料，如何以使用者的角度下筆又不淪為教科書的僵硬，到美編、校對都讓三位老師一再斟酌，因而也使得出版日期一再延宕，幸好千呼萬喚總算讓我們等到這臺灣史上第一。

《At Full：劇場燈光純技術》是臺灣現代劇場自1980年代起，在三十多年後的今天才終於有一本屬於國人自行編寫、純粹談燈光技術的專書，也是台灣技術劇場協會所出版，第一本由國內專業燈光工作者所撰寫的技術書籍。這本書讓早年深陷於滿滿英文專有名詞，又苦於無法在字典中找到相對應翻譯名稱的我們實在是充滿了羨慕之情。《At Full：劇場燈光純技術》對於正在教授燈光技術的老師們而言，是一本相當有系統的中文教材，對於正在學習燈光技術、英文程度又不甚優秀的同學們而言，更是一本零距離的實用參考書，同時我相信，對許多從事燈光技術的工作者而言，也是一本對照自己經驗與知識的應用書籍。

燈光術語「At Full」代表燈具全亮、亮度到滿的狀態，希望各位讀完這本書，能如同高一華老師他們當初於書名寄予的期望，感到獲益良多、知識滿載。也希望這臺灣劇場史上的第一不會變成唯一，《At Full：劇場燈光純技術》能夠引起更多劇場專業同事們，為技術劇場界寫下更多中文專業書籍，分享同儕也共推後進。


王世信
國立臺北藝術大學展演藝術中心主任暨劇場設計學系主任
2015年12月

試閱文字

自序 : 2015年初次編寫這本書時，沒有想過任何出版的後續，只是單純地憑著一股熱情，花了一整年的時間成就一字一句。書出版後，承蒙各界關愛，能夠在新手學習與老手找尋資料上提供幫助，並且臺灣以外的朋友也能讀到它，甚而有改版的機會，身為主編的我，內心實在又開心又感謝。

本次改版的目標以修正錯誤、減少誤會、增加補充說明、符合時效性以及改善閱讀的便利性為主。每一章的文字調整都是一段自我辯證的歷程，不但重新檢視其正確性，內容修改的幅度、新增內容的撰寫程度等都再三斟酌、反覆思量，有時感到足夠了，但再看到前輩、名家們寫的書，又深覺著實不足！這才發現，原來寫書與設計燈光一樣，皆如同大師Max Reinhardt所言 ”...Putting light where you want it and taking it away where you don’t want it.” 道理簡單，實際執行的完成度卻是個人修練啊！

二版書之章節不變，在初版的架構上調整，除了前述的各項改版目標之外，部分章節另有明確修改方向。第一章〈認識劇場〉與第二章〈劇場工作〉敘述關於劇場的基本資訊，考量主題關聯性，決定刪去部分初版內容並改寫，是變動較大的章節。第三章〈劇場燈光系統〉之〈控制元素〉一節，順應燈光控制器的趨勢而改變了介紹的方式。第五章〈劇場燈具〉中補充電腦燈與LED燈具的說明，並於第八章〈調光器〉中新增〈劇場LED燈具之調光〉一節。第十章〈燈光控制訊號〉對燈光網路系統稍多著墨。第十二章〈劇場燈光工作實務〉則對燈圖與特定掛燈方法給予進一步的解釋，並因應新興場館無固定燈桿之設計而重新安排篇幅。此外，書中許多觀念需要同章或跨章交互參照，但不太容易每一段文字都註明參考哪幾處，於是本次改版新添了索引，閱讀時若對某個詞彙有疑問，可翻查索引，即能得知哪些頁碼提及該詞彙，以獲得更多關於該詞彙的定義、說明或解釋。值得一提的是，本書索引分中文與英文兩部分，故中文與英文詞彙皆可查詢，算是整合了初版〈中英名詞對照〉功能的索引。而原〈參考資料〉也以延伸閱讀為主要目的做了整理，盼能更具實際功效。

這次改版新加入了幾位工作夥伴，包含顧問陳為安、美編PINKRABBITs的蕭秝緁與蕭沛絨，以及台灣技術劇場協會的查忠平、曾珮京，非常感謝新夥伴與一直陪伴著的夢幻顧問團，在時間極度受限的情況下與我一同奮力前行。在此也要感謝葉秀斌、郭力維、林邦彥協助拍攝照片，並向聚光工作坊再次提供拍攝場地與器材設備表達誠摯謝意。最早確定改版時，我曾廣為徵求意見，希望聽聽大家對改版的期待或想法，當時力維鉅細靡遺地提出許多中肯的建議，在眾多安靜的回覆中更顯珍貴，實在感激不盡！最後要衷心感謝支持我的人，謝謝你們的信任！

誠如顧問雷以明所說：「經過了四年，知識與經驗增加，當初寫的文字本來就會有些需要更新。」是的，這樣嚴謹且精確的審視不僅是針對書的內容，也是對寫書的自己。人生的每個階段可能有不同的功課與追求，但願你我能始終保持對劇場的熱愛。


高一華
2019年8月

試閱文字

內文 : ｜第八章 調光器｜

古老的調光器將迴路一端的金屬板固定在鹽水中，以調整迴路另一端的金屬板浸沒於鹽水的深度，來改變迴路流通的電流量，此裝置雖較為簡陋，但確實能達成調光的作用。之後，調光器發展為人工操作的機械式，例如電阻式調光器（Resistance Dimmer）與變壓器型式之調光器（Autotransformer Dimmer）等，前者以改變電阻的方式調光，會消耗大量電能轉為廢熱而造成能源浪費，後者則是以改變電壓的方式調光。接著再演變至目前的電子控制式，以訊號控制元件來調節輸出的電力大小。調光器型式的更迭，除了展示科技之進步外，也反映了劇場燈光對於亮度控制的渴望。


［8.1 調光器（Dimmer）之功能］

調光器的主要功能為管理舞台燈具之電力，藉由調節供應電力的大小達到改變燈具亮度的目的。一般日常生活中對於照明的要求通常僅有開與關，然而由於劇場演出需要各種十分細緻的光影表現，單獨控制每個燈具並使其擁有不同的明暗程度便相當重要。

當連接大電電源且接收從燈光控制器發送的訊號後，調光器會依其內部構造處理訊號，並將電力分配至各個不同的小單元，或稱調光模組。每個調光模組連接的迴路即為調光迴路，調光器可同時並分別調節每一個調光迴路的供電大小，進而影響連接該迴路的燈具之燈泡亮度。


［8.2 種類與規格］

調光器的種類與規格大致如下：

1. 固定式調光器（Fixed Rack或Installation Rack）
固定式調光器主要作為劇場場館內的固定調光器，以機櫃的型式放置於調光機房中，利於控制溫度與濕度，使調光器能維持正常運作，且其線路會直接連結至劇場各處固定的迴路接頭或連接操作盤（Patch Panel），使用者不需自行牽線。固定式調光器一般以12個、24個、36個或48個調光模組為一個機櫃單位，以此單位數量的倍數組合來滿足所需的迴路總數，調光模組數量越多，劇場內可使用的迴路也越多。（關於Patch Panel的說明，詳見第三章〈劇場燈光系統〉。）

2. 移動式調光器（Portable Pack或Portable Rack）
移動式調光器較常用於臨時、短期的演出，或作為劇場固定式調光器數量不夠時的外加使用，不少小型劇場甚至便直接以移動式調光器來提供館內固定迴路。此種調光器中，有些迴路數量少，外型呈方盒狀，相當輕便；有些則如小型機櫃，底部附有輪子，方便移動。移動式調光器多台之間的訊號可彼此串接，不過相關的電力與訊號線材須於每次使用時架設。因搬運需求，體積稍受限，此種調光器以12或24迴路的機型為臺灣劇場較普遍的規格，但國外仍有大型、多迴路的移動式調光器，供大規模的巡迴演出使用。（關於訊號連接的說明，詳見第十章〈燈光控制訊號〉。）

3. 電源分配箱（Power Distribution Box）
調光器能調節可調光燈具之燈泡亮度，若燈光系統中存在無法或不適合被調光器調節的燈具，如電腦燈、LED燈具等，則可採用單純開關的電源分配箱，供給非調光系統之燈具穩定、正常的電源。電源分配箱上頭有數個斷路開關（Circuit Breaker），臺灣劇場多為20A的規格，常見有12或24個，開關數量即為可供應的迴路數量，此外還設有單極大電流快速接頭、Socapex接頭或舞台3-Pin接頭，便於連接大電電源與燈具，而與調光器不同的是，電源分配箱不接收來自燈光控制器的訊號，因此其上不設有訊號接頭。當電源分配箱連接大電電源且斷路開關打開時，便可透過這些迴路直接送電至連接之燈具，提供持續不間斷的電力。

4. 調光器負載規格
調光器迴路的負載規格即是指調光模組的負載規格，除了依據廠牌、型號而不同之外，各地區也有自己慣用的種類，如表8-5所示。
由表8-5可知，調光器的規格有瓦特（Watt）與安培（Ampere）兩種負載單位。燈具的燈泡上一般會標示其消耗的瓦特數，當使用的調光器也以瓦特為迴路負載單位時，因為單位相同，便可快速確認迴路負載量，避免超載；而當調光器迴路負載以安培為單位時，就必須透過電功率公式換算，才能得知迴路負載量，計算方式詳見第四章〈劇場電學〉。


［8.3 組成構造］
每台調光器的組成配置不盡相同，外觀設計也有所差別，但主要的元件與其功能都是一致的。現以一台24迴路的移動式調光器為例，說明調光器的組成構造。

調光器的正面包含：

1. 數位或類比之儀表
儀表的主要作用為顯示各相位的輸入電壓或輸出電流，幫助使用者掌握當下的電力輸入與輸出狀況，確保其正確、安全。

2. 總斷路開關（Main Circuit Breaker）
此為調光器的總開關裝置，其負載量視調光模組的數量與規格而定，模組的數量越多或負載規格越高，總開關所需負載就越大，如圖8-6的調光器便是以一個100A的斷路開關控制一排12個調光模組與1個控制模組，但目前較新的進口調光器已無總斷路開關之設置。

3. 控制模組（Control Module）
控制模組內含解碼器，能接收燈光控制器發出的訊號，依照其指令工作，是調光器中處理燈光控制器訊號的元件。使用時需透過編碼來設定起始的DMX Address Number，各調光模組的Address Number，即其Dimmer Number，便是來自於此號碼，如此每一個調光模組才能在燈光控制器上有一個對應的編號，並分別接受控制。控制模組上設有DMX In（Input）與DMX Out（Output）或DMX Thru（Through）的訊號輸入與輸出接頭，一般皆為DMX512燈光通訊協定規範的標準5-Pin XLR接頭，可用以連接燈光控制器與其他以DMX512控制的器材設備。（關於DMX512的介紹與編碼等其他相關說明，詳見第十章〈燈光控制訊號〉。）

此外，調光模組的各項設定大多是在控制模組上搭配按鍵與螢幕操作，其中一項為調光曲線（Dimmer Curve），可決定調光模組輸出多少電壓與電流來回應燈光控制器所發送的訊號，也就是說，輸入的控制訊號與輸出的電力之間具有某種關係，此關係一般統稱線性，可用調光曲線圖表示。如圖8-8為直線線性關係的調光曲線（Linear Curve），其輸入與輸出成正比，輸入的控制訊號數值越高，輸出的電量也越多；圖8-9則為平方律線性關係的調光曲線（Square Law Curve），與直線線性關係相比，提高了低輸入值的輸出電力，讓燈具可以較自然地亮起，避免在亮度低時感覺不到任何變化。現今調光器大多內建數種調光曲線模式供直接選用，而使用者亦可於燈光控制器上依需求自行修改。

4. 調光模組（Dimmer Module）
調光模組是調光器中直接以線路與燈具連結的元件，當燈光控制器傳輸訊號至調光器時，控制模組會將訊號轉譯後送至調光模組，藉此調節自調光模組輸出至燈具的電力。有些廠牌、型號設計為一個調光模組內包含兩個迴路，有些則是一個迴路，不論其迴路數為何，只要是同一廠牌、型號的調光模組，其內部構造皆相同，並且許多都製作成可抽取式，損壞時便能直接將模組抽換對調，提高使用與維修的便利性。
每個調光模組都附有斷路開關，當超過負載或迴路短路時會自動關閉以保護調光模組，也就是俗稱的「迴路跳掉」，作用類似保險絲，但保險絲會直接燒斷，而斷路開關則在狀況排除後可再度開啟。調光模組上通常設有指示燈，可供查看訊號傳輸與電力負載的狀態，某些還有Bypass開關，開啟即可直接傳送最大電量至迴路，亦即立刻導通迴路，而與燈光控制器的指令無關。前面提過，非調光系統之燈具需由電源分配箱持續提供穩定的電源，不過事實上，大多調光器皆可將調光模組抽換成繼電器模組（Relay Module），或是能將調光模組的迴路單獨設定為非調光模式，後者執行上雖較複雜，但兩者皆能達到與連接電源分配箱類似的效果。

調光器的背面包含：

1. 風扇
調光器在運作時會產生熱而使自身溫度提高，故需要藉由風扇散熱、降低溫度以確保機件正常。

2. Socapex接頭
Socapex接頭為調光器連接燈具用的制式接頭，通常同一組的六個迴路會一起接至兩個Socapex接頭，讓使用者在配線時有更多調整與變化的空間。圖8-11的調光器乃是將Socapex接頭以蓋子蓋住，防止灰塵等進入。（關於Socapex接頭的說明，詳見第七章〈劇場燈光接頭與線材〉。）

3. 單極大電流快速接頭（Cam-Lok® Connector）
快速接頭為調光器用以連結大電的美式規格接頭，有些調光器會同時具備輸入與輸出的快速接頭，使多台調光器得以並聯接電，如圖8-11的調光器。（關於單極大電流快速接頭的說明，詳見第七章〈劇場燈光接頭與線材〉；關於快速接頭的顏色與相關說明，詳見第四章〈劇場電學〉。）

4. 客製化接頭
客製化接頭包含舞台3-Pin接頭、CEE接頭、H電源接頭等，可視使用需求選擇種類與型式，裝設於調光器的正面或背面，部分客製化接頭還可附有單獨控制的斷路開關。


［8.4 調光模組內部元件］

調光模組在調光器中負責執行燈光控制器的指令訊號，傳送電力至燈具，可說是調光器運作之樞紐。以下將介紹兩種調光模組內部的主要元件，對其內部構造有更多的認識，便能理解並進一步解決工作中發生的各種調光器問題。

1. 矽控整流器（SCR與TRIAC）與固態繼電器（SSR）
SCR（Silicon Controlled Rectifier，矽控整流器）是一種半導體開關元件，具有導通與關閉兩種狀態，可決定電流通過與否，不過SCR只能讓電流由單一方向通過，意即一個SCR用在正負方向不斷交變的交流電路內時，僅可管理正向或負向的半個週期，因而交流電路必須並聯使用兩個SCR，其中一個負責交流電正弦波的正向半週期，另一個則負責負向半週期。除此之外，還可採用稱為TRIAC的雙向矽控整流器，其基本構造與SCR類似，但能允許電流雙向通過。

SCR與TRIAC即為目前劇場調光器中最常見的調光核心元件，以下以矽控整流器統稱之。矽控整流器在運作時有一個特性，導通後通過的電流必須維持在一個很小的特定數值之上才得以保持導通狀態，否則一旦電流低於此數值，矽控整流器便會關閉。然而在交流電路中，正弦波正負交變的過程裡，電流必定會小於維持導通的數值，矽控整流器於是關閉，電路也隨之中斷。

交流電的電壓會不斷地隨時間交互變化，一般所稱的120V、220V等定值，其實是針對交流電正弦波波形所取的一種數學平均值。現今的調光器便是設法截除並改變正弦波波形，降低其平均值，以調節輸出的電壓與電流，而藉由管控矽控整流器導通與關閉的時間比例，即可達成此目的。

圖8-15中，橫軸的ms（Millisecond，毫秒）為時間單位，縱軸為電壓參考值，藍色曲線代表輸入的原始交流電正弦波，紫色曲線則是經過矽控整流器管理的輸出波形。在0ms到5ms這段時間內，矽控整流器處於關閉狀態，故電路中斷，輸出的電壓與電流為零。在5ms時，控制模組將燈光控制器傳送的控制訊號轉譯為觸發訊號，令矽控整流器導通，於是電路接通，造成5ms到10ms之間輸出的電壓、電流與輸入的交流電波形相同。在10ms時，交流電正負交變，使電流小於維持導通的數值，矽控整流器自行關閉，因此10ms到15ms之間電路中斷，電壓與電流回復為零。在15ms時，矽控整流器又收到觸發訊號令其導通，因而15ms到20ms之間輸出與輸入的波形再次相同。由此圖可看出，紫色波形的圖形本身大約是藍色波形的一半，代表經歷上述過程後，矽控整流器輸出的平均電壓、電流與輸入的原始交流電相比，降低了一半，故燈具接受紫色波形的電壓時，亮度也會相應減半，這就是調光器在50%輸出時的工作過程。

根據上述說明可得知，矽控整流器被導通的時間點決定了最終輸出電力波形的平均值。圖8-16顯示矽控整流器分別在2.5ms與12.5ms被導通，紫色輸出波形大約是藍色輸入波形的75%，因而此圖代表了75%的調光輸出值；圖8-17中，矽控整流器分別在7.5ms與17.5ms被導通，紫色輸出波形與藍色輸入波形的比例變成了25%，此圖即代表25%的調光輸出值。這種由矽控整流器調節輸出電力的方式，其關鍵在於導通的相位時間點，也就是一個360度正弦波週期的角度位置，故亦稱為相位控制（Phase Control或Phase Cutting）調光方式。（關於相位的說明，詳見第四章〈劇場電學〉。）

相位控制調光方式是以電路的導通或關閉來調節電壓與電流的大小，若矽控整流器故障，導致無法管理電壓與電流，則會以最大程度供電，使燈具呈現最亮的狀態，即為劇場術語「Dimmer穿了」，也可說是被「擊穿」；其故障原因主要有兩種：一，矽控整流器溫度過高；二，接收的電壓過高，超出矽控整流器可承受的範圍。擊穿後的矽控整流器會永久性損毀，必須更換新品才能使調光模組重新運作。

通常提到調光核心元件時，除了SCR與TRIAC之外，SSR（Solid State Relay，固態繼電器）也相當常見。SSR是指沒有機械構造的電子開關裝置，主要由兩部分組成，一部分是用來接收、隔離並強化輸入控制訊號的光電元件，另一部分則是受訊號指示以導通或關閉電路的開關裝置，對調光器來說，後者一般即為矽控整流器。雖然目前有些SSR會以其他更先進的半導體如IGBT等取代矽控整流器，但由於SCR與TRIAC仍屬普遍，因此提及SSR時，大多仍以此二者為主要的傳統相位控制調光元件。

2. 濾波器（Toroid Filter或Choke）
正常的交流電通過燈泡的燈絲時，由於電流是和緩地漸變，故通常不會對燈泡造成影響；但在相位控制的電路中，如圖8-15到圖8-17所示，正弦波被截除後，電流從無到有地跳到一個特定值，如此之驟變容易衝擊燈絲並引起微幅震動。一個正弦波週期內，這般劇烈的電流變化共發生兩次，而在60Hz的系統中，一個週期為1/60秒，相當於一秒鐘燈絲震動120次，這樣頻繁地震動最終即可能產生噪音，甚至會降低燈泡的壽命。

另外，電流頻頻陡變也會在整個電路中產生一種稱為諧波（Harmonic）的雜訊，疊加後會影響整體電力的效率與安全，並增加電力系統內馬達、變壓器等設備的耗損，甚至將引起電磁效應，進而使音響、通訊等訊號品質要求較高的其他系統產生雜音與干擾。事實上，通常燈絲的噪音與諧波在大約調光50%時最為嚴重，如圖8-15所示，此時電流由零瞬間提高到正弦波的最大值，因此造成的影響自然也最為強烈。

濾波器即是在前述情況下，用來改善電流遽變的裝置，通常採用環繞式線圈形成一個電感元件，藉由電磁的交互作用來抵抗電流的改變，因而可以稍加緩和相位控制造成的劇烈電流變化，達到穩定電流與減少電路干擾的功能。


［8.5 運作方式］

認識了調光器的構造與元件後，此處將說明調光器的整體運作方式。如圖8-20所示，大電電源將電送入調光器，經過調光器的總斷路開關，再分送到調光模組，通過調光模組的斷路開關後，電流到達內部的矽控整流器與濾波器。而另一方面，燈光控制器傳送DMX512訊號至調光器，控制模組的解碼器將訊號轉譯為觸發訊號，指示特定調光模組內的矽控整流器去調配導通與關閉的時間比例，以滿足控制訊號要求的輸出電力，最後使該調光迴路上的燈泡呈現指定的亮度。


［8.6 使用注意事項］

1. 開機與關機
在開啟調光器前，務必先行確認其輸入電壓是否正確，以免導致調光器本身的元件燒毀。

a) 開機時，建議檢查順序如下：
‧ 開啟大電電源。
‧ 確認儀表上的電壓數據是否正確，以及風扇運作是否正常。
‧ 開啟調光器的總斷路開關，開啟控制模組並確認DMX512編碼是否正確，開啟每個調光模組的斷路開關。
‧ 開機完成後才由燈光控制器發送訊號操控調光器。

b) 關機時，建議檢查順序如下：
‧ 確認燈光控制器已把所有指令數據清除並且關機。
‧ 關閉調光模組、控制模組與調光器的總斷路開關。
‧ 關閉大電電源。

2. 相位平衡
調光器是以三相四線為標準的電力系統結構，其內部線路會將每個調光模組依序分配到三個相位，大部分廠牌的第1、2調光迴路為第一相位，第3、4調光迴路為第二相位，第5、6調光迴路為第三相位，第7、8調光迴路為第一相位，以此類推；其他廠牌則是將第1、4調光迴路配至第一相位，第2、5調光迴路配至第二相位，第3、6調光迴路配至第三相位。

需特別注意的是，假設調光器連接一個150A的三相四線配電盤，第一相位負載120A，第二相位負載130A，第三相位負載30A，如此相位間的負載差距過大，容易引起較嚴重的相位不平衡，於此情況下，電力系統會造成調光器輸出不穩定並影響其運作，甚至出現燈具閃爍的情形，因而使用調光器時應盡量讓各相位負載平均，以確保各系統設備正常工作。（關於相位平衡的其他說明，詳見第四章〈劇場電學〉。）


［8.7 正弦波調光器（Sine Wave Dimmer）］

前面提過，一般常見的相位控制調光器會造成燈絲震動、產生諧波等問題，雖然搭配濾波器可以稍微改善這些情況，但濾波器會使輸出效率微幅下降，且整體改善效果有限，終究無法完全根除這些不利的影響。有鑑於多數相位控制引起的問題主要來自被截除後的畸變波形，較新發展出的正弦波調光器便更換方式，使其在調光的同時仍能保持平滑的正弦波曲線，故有此名。

圖8-21中，藍色曲線代表輸入的交流電正弦波，黃色曲線是經過正弦波調光器調節後的輸出波形，紫色曲線則是經過矽控整流器相位控制後的輸出波形。從圖中可清楚地看出，黃色曲線改變了正弦波的振幅，而紫色曲線則是將正負週期各截去一半，此二種曲線最終的平均數值皆大約是藍色曲線的一半，即代表約50%的調光值，然而結果雖類似，兩者運作的過程卻有極大的差異。相較之下，正弦波調光器所形成的黃色曲線仍是一個平滑且完整的正弦波形，因此沒有陡變的電流，不會造成燈絲震動，產生的諧波極少，也不需安裝濾波器，有助於維持整個系統與設備的效率與穩定。另外，正弦波調光器亦可藉由調整輸出的比例來模擬較低電壓的交流電輸出，例如將電壓自220V調整至120V，如此便可直接連結較低額定電壓的各種負載，增加使用上的彈性與靈活性。

為達成以上優點，正弦波調光器實際上需要經過一系列複雜的電路與控制程序，在此不深入介紹，但即是因其複雜性而導致造價昂貴，往往是矽控整流調光器的數倍之譜，故正弦波調光器較難以普及。


［8.8 劇場LED燈具之調光］

LED的構造、電子特性與傳統光源相比有很大的差異，一般而言，若將劇場LED燈具直接連至傳統矽控整流調光器進行調光，通常會發生調光範圍受限、調光線性錯誤、閃爍等等不良情況，因而在專業劇場中，仍以連接持續、穩定的電源並接受燈光控制器的指令訊號，作為劇場LED燈具的調光、使用方式。

若進一步細究，劇場LED燈具於此設置下，其燈具內部實際運作的調光方式主要有兩種。第一種為類比（Analog）調光，亦即利用LED本身亮度大致與流經電流大小成正比的特性，加以調光。劇場LED燈具內配有驅動器，負責提供LED適當的直流電，於此驅動器中加裝一組可調整其輸出電流大小的電路與元件，即能改變流經LED的電流幅度，達到亮度變化的目的。不過由於LED在不同電流量下容易產生肉眼可見的色溫變化，影響其發光品質，所以劇場LED燈具較少採用此種方式調光。

第二種方式為PWM（Pulse Width Modulation）調光，中文稱為脈衝寬度調變。其原理為驅動器以極高速的開關動作，提供LED恆定的工作電壓與電流，而透過在單位時間內，調節此供應電路導通與中斷的時間比例，來改變LED的平均亮度，進而完成調光。圖8-22與圖8-23為PWM調光示意圖，橫軸代表時間參考值，縱軸則代表流經LED的電流參考值。圖8-22中，時間點2到4為供應電路導通時，表示LED發光；時間點4到6為供應電路中斷時，表示LED不發光。在單位時間內，供應電路導通與中斷的時間長度相等，此時人眼觀察到的LED亮度約為50%。而圖8-23中，時間點3到4為供應電路導通時，表示LED發光；時間點4到7為供應電路中斷時，表示LED不發光。當單位時間內供應電路導通與中斷的時間長度為1比3時，則LED亮度降為25%。

使用PWM方式調光時，過程中所有導通的瞬間，LED都是接收到100%的額定工作電流，因此發光表現基本上一致，可使LED的色溫與發光品質較穩定且較易掌控。然而PWM調光方式有兩個潛在的缺點。首先，前段提到，LED燈具內的驅動器是以極高速的開關動作來調節供應電路，其PWM頻率遠超過肉眼感知的範圍，故於人眼所見為平滑調光而不閃爍，但攝影與轉播器材卻有可能將其捕捉。其次，若電路元件設計不良，此高速開關動作有可能發生振動噪音，並且容易在電力系統內產生雜訊干擾，使效率降低。儘管如此，目前在專業劇場LED燈具的範疇中，PWM仍是較常見的調光方式。

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