歌剧院星空吊顶,揭秘枝形吊灯升降机械的精密构造与工作原理

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早期的演出都是在室外进行的，古希腊和古罗马人依据山势建成巨大的圆形剧场。古代西方有“天圆地方”的观念，把室内剧院吊顶设计成圆形以模拟室外剧场的天空，也是室外观看演出的一种理念延伸。

进入室内后，人们不能再依赖阳光作为主要照明来源 。蜡烛在1500年代后期开始在意大利的宫廷剧院中使用，不久之后，它们的使用传播到了英国和法国。数以百计的蜡烛组成了枝形大吊灯，用于观众厅照明和演员的脸（相当于面光照明）。旧时的斯卡拉大剧院以大量的油灯照明，剧场里观众都不大敢除下帽子或其他头饰，因为他们担心灯油会滴到他们的头上。后来剧院改用煤气灯，并于1883年改用电灯。因此早期歌剧院的枝形大吊灯不仅可以照亮观众席，更重要的是起到舞台面光的作用。世界上许多著名的歌剧院都采用圆形顶和枝形吊灯，如意大利斯卡拉大剧院、奥地利维也纳国家歌剧院、法国伽涅尔歌剧院和俄罗斯马林斯基歌剧院等。

意大利斯卡拉歌剧院（Scalla Teatro）

奥地利维也纳国家歌剧院（Vienna Staatsoper）

法国伽涅尔歌剧院（Garnier opera）

俄罗斯马林斯基歌剧院（Mariinsky Theatre）

21世纪后，新建的希腊国家国家歌剧院和美国温斯皮尔歌剧院等也采用了圆形顶和枝形吊灯，本文重点介绍温斯皮尔歌剧院的圆形星空顶和枝形吊灯。

希腊国家国家歌剧院

温斯皮尔歌剧院位于德克萨斯州达拉斯，由福斯特建筑事务所设计。整个建筑和设计过程的实现，在很大程度上得益于玛戈特和比尔·温斯皮尔夫妇4200万美元的捐赠，该建筑群也以他们的名字命名。观众厅的一大设计亮点是位于表演厅内的318根亚克力灯，名为“穆迪基金会吊灯”。它呈倒锥形，318根亚克力灯杆悬挂在天花板下50英尺（约15米）处。每次演出前，穆迪吊灯都会升至天花板，随后演奏美国作曲家菲利普·格拉斯改编的《光》。吊灯升至天花板后，每根灯杆都如同繁星点点，营造出星光闪耀的氛围。

在项目方案设计阶段的早期，照明顾问CLAUDE R . ENGLE就研究了温斯皮尔歌剧院的平面图和剖面图。福斯特建筑事务所设计了一个美丽的星空吊顶，由同心凸环构成，天花板的中心由一个巨大的穹顶构成，让人感觉仿佛置身于一个超现实的露天剧场。

在研究美丽的星空时，照明顾问参考了哈勃望远镜拍摄的图像。

天花板中央的半球形设计成夜空，照明顾问设计了不同大小的灯光来模拟闪烁的星星。

星空灯具1(S-STAR1)

星空灯具一(S-STAR1)

星空灯具二(S-STAR2)

星空灯具三(S-STAR3)

照明顾问绘制了不同形状的吊灯，看看它们如何融入空间。他们尝试了球形、半球形、"陀螺"形状、椭圆形、菱形，以及各种抛物线形状。

形状1——球体

形状2——半球体

形状3——陀螺

形状4——椭圆形

形状5——菱形

形状6——抛物线形1

形状7——抛物线形2

形状8——抛物线形3

最终，照明顾问选定了圆润的抛物线形状（倒锥形），因为它看起来更自然、更随意、更有机。

其次，必须要确定需要多少根灯丝才能呈现出这种形状，以及它们的长度。设计想要一个巨大的枝形吊灯，能够遮挡观众的视线，所以枝形吊灯必须是可伸缩的，即光带可升降。枝形吊灯应该采用侧发光光纤技术，因为这是形成长长的发光线、向各个方向投射光线的最佳方式。

枝形吊灯抛物线和升降机的分析图

星形光纤的末端细节

枝形吊灯的升降机布置点位

设计师准备了一本关于吊灯的小册子，这本小册子被送给了比尔·温斯皮尔（赞助方），他非常喜欢，要求无论付出什么代价，一定把它做成。

照明顾问一开始就意识到光纤有其局限性，例如光线只能传播约40英尺(约12米)，而且玻璃光纤在滑轮、滑车和提升机上需要很大的半径。设计师决定在亚克力棒未端安装一个LED（LED 灯头非常亮），因此无需在纯铸造的亚克力棒上添加任何渐变的熔块或图案，就能使其发出均匀的光芒。

Degenkolb与Mike Wood consulting 的 Mike Woods 以及Ingham Designs, LLC的Scot Ingham 合作。Scot 开发了带有 RGBW LED 灯头的 6英尺亚克力灯杆而 Mike Woods 则开发了整盏吊灯的控制系统和程序。

照明顾问制作了模型来测试所需的亚克力材质、灯杆的长度以及LED灯的颜色。设计师用6英尺长的绳子制作了一个模型，用来测试吊灯的实际尺寸、数量和配置。我们最初估计需要526根绳子，但最终只用了318根绳子。

升降机多角度概念图

枝形吊灯的升降点位（小空洞）

剧院采用两台ETC Mosaic控制台控制这盏枝形吊灯。这盏枝形吊灯由318根6英尺长的丙烯酸材料制成的灯杆组成。每根灯杆的末端都安装一个发光头，里面包含红、绿、蓝,白四色LED，以提供全色谱的灯光。每个未端发光头实际有5个独立的控制通道:每个颜色各占用1个通道，剩下1个通道用于控制调光的速度，因此，共有1590个通道。伍德解释道:“每个速度通道都可以独立控制它所控发光头缓慢而平滑地调光，可仿效白炽光源的场灯效果。

每个发光头中有一个微处理器对控制台发出的数据信号作出响应。由于控制通道数量众多，Mosaic控制台的映射（mapping）功能有助于高效率编程。因此，枝形吊灯总是能够微妙地变换色彩，而且每个发光头可单独变换。它充满了生命的气息。例如，在由菲利普·格拉斯（Philip Glass）主演的《惊情四百年》（Dracula）里，它闪耀出血红色的光色，以此映衬出剧情的情感氛围。

造型机械设备的照片

在2007年，LED的色温还很难做到一致。为了确保没有人能察觉到"白色"的细微差别，我们使用了Mike Woods开发的随机变色程序，他称之为"云"程序。当枝形吊灯早现静态白色时，所有LED的色温都会(像云一样随机变化)在3000K到4000K之间变化，这赋予了枝形吊灯闪耀的效果，并防止任何人发现任何色温略有差异的LED.

演出开始时，前场灯渐暗，枝形吊灯缩回天花板。这时只有灯杆的末端是可见的，呈现出群星闪烁的星空效果。

作者：杨志刚

编辑：林忆宁

参考文献：

1.https://www.architecturelab.net/pure-essence-winspear-opera-houseby-foster-partners/

2.https://www.crengle.com/story/winspear-chandelier

3.《演艺科技》2010年2期：温斯皮尔歌剧院的枝形吊灯

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