一.背景与意义：

随着现代科学与技术的快速发展，我国的文化及旅游产业也有了新的变化，新形态文化产业节目和大型演艺等文化行业发展迅猛，比如各个城市举办的各类大型电竞赛事比如LPL联赛、KPL联赛以及PEL联赛等，再比如大型歌舞《宋城千古情》、实景舞剧《长恨歌》、实景演出《印象西湖》等演艺产品不断成为各级地方城市的名片和对外宣传窗口。

由于人们对于大型电竞及演艺产品消费需求的快速增长，舞台灯光技术在各个大型演艺节目上所起到的作用也越来越受到重视。以舞台灯光技术为主的现代舞台装备行业急需熟悉光电检测技术、智能控制技术、和舞台演艺工程管理与实施方面的应用型人才。

二.实验目的：

本实验项目以学校4K电竞综合演播室的舞台场景为依托通过虚拟仿真技术营造出大型电竞舞台场景灯光虚拟实训空间，并通过内置的灯具、灯控台、信号放大器、交换机、配电柜、机柜、线缆、接插件等素材库、引导学生在虚拟空间中对整个电竞舞台灯光进行布置，并能够根据引导进行灯光系统的虚拟集成并实现对舞台灯光进行虚拟控制的目标。

（1）了解举办电竞赛事舞台布景常用的光源和灯具种类；

（2）掌握大型电竞舞台灯光系统集成的基本流程和方法；

（3）掌握灯光系统集成相关的设备、工具、线材及接插件的使用方法；

（4）掌握舞台灯光系统的控制原理及控制方式；

（5）了解数字调光台的界面和基本操作。

实验原理：

《灯光技术与应用》作为浙江省一流专业广播电视工程专业的专业课，《灯光照明与控制技术》作为电子科学与技术（舞台工程与演艺技术方向）的专业课，是两门以技术为主、艺术为辅，技术与艺术相结合的课程，课程主要涵盖照明的基础知识、舞台灯光照明的术语、舞台灯光控制系统和工程实施，以灯光照明工程在舞台影视等领域的应用为课程目标。

大型电竞舞台灯光系统集成与控制虚拟仿真实验旨在通过3D虚拟仿真技术建立起虚拟的电竞舞台场景实训空间，并通过内置的素材库提供给学生常用的舞台灯具、调光台、机柜、工具、线缆等进行灯光系统设计，进行DMX以太网综合布线集成，并实现对舞台灯光的整体控制。

学生在做虚拟实验的时候不仅需要全面了解各类舞台灯具的功能和使用场景，灯光系统的设计原理以及Art-Net 、DMX512为主的灯光控制协议，还需要掌握灯具控制技术在电竞舞台场景的基本使用和工程搭建，引导学生建立初步的专业灯光控制系统开发的思维并激发其兴趣，完成实验报告的撰写，培养学生工程应用能力及良好的操作、工程技术能力。

核心要素的仿真度：

本实验项目中大型电竞舞台场景模型、灯具模型、控台及线缆等模型仿真度高，贴图美观精致，材质准确，比较符合自然特性，烘焙质量较高，在视觉上达到舒适自然的效果，实验过程比较形象具体，实验效果也比较逼真。计划设计的模型包括：灯具10个（LED飞碟灯、电脑摇头切割灯等）、灯控设备8个（调光台、信号放大器等）、线缆及接插件9个（信号线、卡侬头、网线等）、工具5个（网络测试仪、电缆钳等）以及辅材4个（焊锡丝、电工胶布等）。

一.知识点

（1）了解大型电竞赛事举办场景下对舞台灯光系统搭建的基本要求。

（2）了解舞台常用各种灯光的类型和功能。（包括电脑摇头切割灯、电脑摇头光束灯、LED飞碟灯、LED天地排灯、LED螺纹聚光灯、LED平板柔光灯等常用舞台灯具）。

（3）了解舞台常用灯具的外形、结构及组成。

（4）根据系统给与的电竞舞台场景模型，在充分考虑到吊挂系统承重的前提下对布灯做一个初步的设计。

（5）舞台布灯后根据灯具的数量及功率，通过计算选择合适的电源功率配置。

（6）根据灯具数量、种类以及通道数，按照留有余量的原则选择合适的灯光和网络设备。

（7）掌握灯光系统集成常用线缆种类及接插件，包括网线、DMX512信号线、灯具专用电源线，并掌握独立线、头连接能力。

（8）灯具连接时要根据各灯具的功率考虑一路电源上串联灯具的个数。同时，对串联在同一信号链路上的最后一个灯具安装一个终端插头。

（9）了解常用数字调光协议，着重掌握DMX512协议及Art-Net 协议。

（10）了解多种灯光系统控制方案，着重掌握DMX512以及DMX512以太网综合控制方案。

（11）实现灯光系统全链路的布线、施工及系统集成，通过调光台可以实现对舞台灯光的控制，并在调试过程中能对常用故障进行排除。

二.实验仪器设备（装置或软件等）

（1）虚仿环境：在线实验平台

（2）可正常联网的个人电脑（Win7/8/10操作系统）

（3）浏览器（推荐 Google Chrome 和 IE11），Web 方式登录操作。

三.实验材料（或预设参数等）

1.实验材料：大型电竞舞台场景的虚拟三维模型；各类虚拟的常用舞台灯具、桁架、调光台、网线、信号线、接插件、配电柜、机柜等。

2.预设参数：学生进入真实大型电竞舞台场地所需掌握的关于舞台灯光及控制的相关知识点。

实验方法与步骤要求（学生交互性操作步骤应不少于10步）

本实验项目实验学时为3学时。

实验内容一：认识舞台灯具、灯控设备及各类辅材1学时。

实验内容二：学习舞台灯光系统搭建流程及规范1学时。

实验内容三：根据系统要求完成灯光系统集成与控制实验操作1学时。

四.实验方法描述：

本实验项目主要由虚拟实验教学管理平台和虚拟实验项目仿真平台组成，教学管理平台负责整个虚拟实验项目的辅助管理，包括实验简介、操作帮助、实验要求、实验评价（包括实验报告和考核成绩）、实验统计等模块；仿真平台采用虚拟技术仿真实验室中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境。

本实验项目采用引导式、互动式、探究式的教学方法辅助学生了解大型电竞舞台灯光系统的基本情况以及灯光设备安装的认知学习。教学中虚实结合，现在实验室里让学生认识舞台灯具、灯控设备几个各类接插件；然后通过虚拟仿真方式构造出一个大型电竞舞台场景，引导学生掌握灯光系统的建设要求、学习灯光系统布光原则，掌握灯控设备的选型及安装规范，并通过交互式的实验操作完成灯光系统的集成及控制。

学生交互性操作步骤说明：（本实验项目学生操作步骤为18步,交互性步骤为13步）

步骤1：

 打开浏览器，在地址栏中输入虚拟仿真平台网址，打开平台网址之后，输入账号和密码进入平台页面，平台上可进行查看实验简介、操作帮助、实验要求、实验评价（包括实验报告和考核成绩）、实验统计以及进入实验等信息；

 步骤2：

点击“进入实验”模块，启动实验，进入虚拟仿真实验系统，该模块下分为“设备及辅材的认知”、“设备安装规范及注意事项”“电竞舞台灯光系统搭建教学演示”以及“电竞舞台灯光系统集成与控制实验”四个模块；

步骤3：

打开“设备及辅材的认知”模块，学生在该模块下可以看到灯光系统集成过程中涉及到的灯具、集成设备、辅材、工具等虚拟建模，使能够进行360°全方位观察。学生点击旁边的按钮可以看到不同设备的文字说明，部分灯具的结构示意图以及动画展示，提示该器件的参数选择方法，应用环境、使用注意事项等信息，让学生对这些器件的外形产生深刻的印象，日后到现场能够准确的识别出来。

步骤4：

打开“设备安装规范及注意事项”模块，学生在该模块可以浏览并学习到舞台灯光系统集成过程中一些常见的安全规范以及注意事项。比如舞台桁架的安装规范、电葫芦的安装规范、灯具的安装规范、电力总量如何计算、设备如何选型、线缆接头如何连接等一系列知识点。

步骤5：

打开“电竞舞台灯光系统搭建教学演示”模块，点击“启动教学演示”之后系统将以动画、文字说明、交互体验等形式将整个舞台灯光系统的设计、集成、搭建过程进行系统的演示。演示以学校4K电竞综合演播室的空间为模型，在空置的演播室内，搭建舞台场景模块，包括舞台、大屏显示系统、桁架、音响系统、灯光系统。然后以灯光系统为主线，依次按照灯光系统的集成顺序，将相关灯控设备诸葛自动安装在演播室内指定的区域和位置，完成一个电竞舞台灯光系统从无到有的搭建，过程中伴随有文字解说。

步骤6（含:12个小步骤）：

打开“电竞舞台灯光系统集成与控制实验”模块，然后点击“开始实验”，通过系统提示进行实验操作，实验中可根据高亮提示辅助完成。

6-1. 根据系统给出的电竞舞台场景信息，了解使用需求，勘查场地，确定面积、层高、承重等细节；

6-2. 根据需求和预算，确定灯光选型、控制系统选型；

6-3. 灯光效果设计中的电竞元素：红蓝战队及场内观众区域的红蓝渲染分区，奖杯聚焦光束，场内战队旗帜的照明，赛事中关键时刻特效烟雾焰火的触发；

6-4. 根据建筑结构，确定机械结构（灯光架尺寸、灯具重量、承重节点、升降方式等）；

6-5.出图，包括灯光点位图、强电、弱电管线图、强电系统图、控制系统图等相关图纸；

6-6. 根据灯光点位图，确定桁架安装位置，安装桁架以及电动葫芦。安装葫芦吊装，首先确定建筑承重点位置，然后确定桁架加灯具重量，选择合适规格的葫芦；

6-7. 敷设桥架及管线，一般找相对最近距离的位置敷设桥架，在桥架上预留灯光、信号接口，灯具从接口连线；

6-8. 按照点位图悬挂各类灯具，同时敷设电源线、信号线；

6-9. 选择合适的线缆配接灯具，配接灯控设备（交换机、信号放大器、NPU转换单元）、配接直通柜；

6-10.打开电源机柜，打开总电源开关，返回场景，打开配电线路图，通过线路图进行照明设备开关控制，点击对应线路开关闸进行合并通电。

6-11.完成配电线路通电设置，将灯库导入调光台，按照控制系统图设置地址码，返回场景，点击“系统运行”，然后就出现了整个电竞舞台场景亮灯的展示效果。

6-12.通过对虚拟调光台的简单操作，可以实现多种舞台灯光效果的展示，从而达到对整个大型电竞舞台灯光系统的控制。

系统会记录学生完成实验的时长、在实验操作过程中的错误操作以及各环节的错误次数，包括选型错误，连线错误等信息，对实验进行综合评价并给出分数。

步骤7：

学生进入“知识点考核”模块，回答系统给出的问题，主要考核系统内的安装规范及知识点学习情况，以选择题为主，全部完成以后提交试卷，完成整个实验操作环节。

五.实验结果与结论要求

         选灯布景符合场地要求。灯具的数量和选型考虑到电竞舞台的因素，设备的选型都是在灯具的数量和类型确定之后通过计算来确定。线缆及接插件选择、连接合理。双绞线、网线、电源线等线缆的选择

符合设备要求，并能够进行正确的连接。各种设备之间连线正确，布灯路由合理，系统调试之后能够实现灯光控制。  

六.面向学生要求

1. 专业与年级要求

本实验项目主要面向电子科学与技术（演艺工程与舞台技术方向）、影视摄影与制作（照明艺术）、广电工程专业、电子信息工程、通信工程等相关专业类已具备相关专业知识储备的学生，年级建议为三年级或四年级。

2. 基本知识和能力要求

本实验项目设计的基本知识和能力包括：电子电路类基础知识、灯光系统控制专业知识，要求学生掌握基本的计算机应用能力，最好使用过灯光照明设计软件等。