Segera Tahun Baru. Kita semua akan mengagumi karangan bunga warna-warni di pohon Natal dan berbagai instalasi lampu di jalan-jalan kota. Saatnya mencari tahu teknologi apa yang menjadi inti dari pertunjukan cahaya.
Sampai saat ini, membuat pertunjukan cahaya tidak membutuhkan tempat yang besar dan peralatan industri yang mahal, cukup memiliki mikrokontroler dan strip LED. Namun, hal ini tidak selalu terjadi. Pada artikel ini, kami akan memberi tahu Anda sejarah singkat evolusi sistem untuk membuat pertunjukan cahaya dari awal hingga saat ini.
Asal muasal musik ringan
Pikiran pertama tentang menggabungkan cahaya dan suara lahir jauh sebelum munculnya elektronik. Harpsichord optik, organ warna, komposisi cahaya dan musik abad ke-20 - ini bukanlah daftar lengkap upaya "menjinakkan" cahaya untuk sebuah pertunjukan.
Salah satu alat musik elektronik pertama, yang juga menciptakan cahaya dan musik, dapat dianggap sebagai piano optophonic (optophone) dari seniman Vladimir Baranov, yang dibuat pada tahun 1916.
Piano optophonic Baranov menghasilkan suara dan memproyeksikan gambar ke permukaan datar seperti dinding, langit-langit, atau layar film. Di dalam instrumen ada satu set cakram, filter, reflektor, dan lensa yang dilukis oleh Baranov. Kombinasi mereka menciptakan cahaya, yang dibaca oleh fotosel yang dihubungkan ke generator suara. Hasilnya adalah aliran suara yang konstan, dilengkapi dengan pertunjukan kaleidoskopik dari cakram yang berputar.
Hingga 1970-an, minat pada musik ringan terutama ditunjukkan oleh para ilmuwan dan seniman.
Era analog
Pada 1970-an, musik ringan menjadi populer di kalangan subkultur anak muda, khususnya dalam budaya rock. Pengalaman sukses band-band seperti Pink Floyd, serta perkembangan elektronik radio dan penurunan biaya komponen, telah menyebabkan lonjakan minat pada musik dan cahaya. Untuk uang yang dapat diterima pada waktu itu, orang bisa mendapatkan musik ringan "rumah" primitif untuk disko.
Seringkali, musik ringan tersebut disajikan dalam bentuk perangkat dinamis cahaya yang menerapkan algoritme tertentu dan mendemonstrasikan efek pencahayaan yang sesuai, tetapi tidak memiliki sinkronisasi langsung dengan musik.
Musik ringan, yang disinkronkan dengan suara, dibagi menjadi dua kelompok:
- lampu otomatis dan perangkat musik (ASMU);
- automata sinkron terprogram (PSA).
Paling sering, lampu otomatis dan perangkat musik didasarkan pada prinsip pemfilteran rentang frekuensi ke dalam saluran frekuensi terpisah, yang diumpankan ke instalasi lampu yang sesuai. Perbandingan frekuensi-ke-warna "klasik" adalah perbandingan linear dari respons frekuensi dengan urutan warna dalam spektrum yang terlihat:
- merah - frekuensi rendah (rentang hingga 200 Hz);
- kuning - frekuensi sedang-rendah (berkisar dari 200 hingga 800 Hz);
- hijau - frekuensi menengah (dari 800 hingga 3500 Hz);
- biru - frekuensi tinggi (di atas 3500 Hz).
Dalam ASMU, "mesin" utama adalah sinyal suara, dan dalam mesin otomatis sinkron yang dapat diprogram - imajinasi dan profesionalisme seorang insinyur cahaya. Sederhananya, dalam PSA, orang tersebut bertanggung jawab atas sinkronisasi cahaya dan musik.
Awalnya, dalam pencahayaan panggung, panel dengan sejumlah besar potensiometer manual yang mengontrol lampu digunakan sebagai panel kontrol (konsol). Listrik disuplai dari "konsol" ke sumber cahaya melalui kabel daya yang besar. Sistem seperti itu rumit dan bukan yang termudah untuk dikelola.
Langkah pertama dalam menyederhanakan proses adalah menghubungkan motor ke potensiometer. Dalam skema ini, insinyur mengontrol motor dan motor pada potensiometer. Panel besar dapat disembunyikan di bawah panggung, dan panel kontrol mesin yang ringkas dapat ditempatkan di tangan teknisi pencahayaan. Namun, motor memiliki kecepatan terbatas, yang berdampak negatif pada sistem.
Segera, dimmer muncul - perangkat yang, atas sinyal dari remote control, mengubah voltase pada perlengkapan pencahayaan, sehingga menyesuaikan kecerahan. Di era analog, tidak ada standar tunggal yang mengatur komunikasi antara remote dan dimmer. Arus searah tegangan rendah digunakan untuk kontrol, dan antarmuka analog yang paling banyak digunakan adalah 0-10 volt.
antarmuka analog memiliki sejumlah masalah. Pertama, penggunaan tegangan rendah dan satu kabel per saluran menyebabkan induksi di rangkaian. Kedua, seiring bertambahnya jumlah perangkat, sistem menjadi lebih sulit untuk dipelihara dan dipecahkan. Penggunaan peralatan dari produsen yang berbeda membutuhkan adaptor dan amplifier tambahan untuk menyesuaikan peralatan dengan antarmuka yang berbeda.
Dengan munculnya komputer, produsen mulai menambahkan konten digital ke panel kontrol.
DMX512
Transisi ke digital dikaitkan dengan pembuatan banyak protokol berpemilik yang tidak kompatibel satu sama lain. Keadaan ini tidak sesuai dengan pengguna akhir, karena seluruh rangkaian peralatan harus dari satu pabrikan. Dalam keadaan seperti itu, kebutuhan akan standar umum jelas terlihat.
Institut Teknologi Teater Amerika Serikat (USITT) pada tahun 1986 mengembangkan standar DMX512 , yang dirancang untuk menyatukan komunikasi panel kontrol dan perangkat akhir.
DMX512 didasarkan pada antarmuka industri EIA / TIA-485, lebih dikenal sebagai RS-485. Data dikirim sebagai sinyal diferensial, yang sangat mengurangi efek noise pada rangkaian. Standar tersebut mengatur penggunaan kabel lima inti:
- layar;
- kabel sinyal negatif;
- kabel sinyal positif;
- kabel cadangan negatif;
- kabel siaga positif.
Namun, revisi standar 1986 dan 1990 tidak menentukan tujuan dari pasangan cadangan, jadi boleh saja membuangnya dan menggunakan kabel tiga kawat, seperti kabel mikrofon. Namun, daya mikrofon bayangan (+48 V) dapat merusak peralatan yang kompatibel dengan DMX, dan sinyal DMX dari konsol dapat merusak mikrofon. Oleh karena itu, standar mengatur penggunaan konektor XLR-5.
Satu jalur DMX512 menampung 512 saluran, yaitu satu kabel DMX512 setara dengan 512 kabel analog 0-10V.
Peralatan panggung terutama multi-saluran. Satu saluran mengontrol satu parameter perangkat keras. Jadi, lampu sorot RGB sederhana akan menjadi tiga saluran, di mana setiap saluran menentukan kecerahan komponen yang sesuai.
DMX512 mendukung koneksi daisy chain. Jadi, satu baris dapat keluar dari panel kontrol, yang terhubung ke input perangkat pertama, dan perangkat kedua terhubung ke port output dari perangkat pertama. Namun, metode ini memiliki keterbatasan. Pertama, total "konsumsi" saluran tidak boleh melebihi 512 saluran. Kedua, tidak lebih dari 32 perangkat yang diizinkan di telepon. Ini harus diakhiri dengan terminator jika tidak ada penghentian internal di perangkat terakhir.
Perlu dicatat bahwa DMX512 menggunakan sambungan bertegangan rendah dan berdaya rendah untuk mengontrol perangkat yang kuat. Kerusakan tegangan tinggi di peredup dapat ditransmisikan ke saluran DMX dan merusak konsol. Untuk mencegah situasi seperti itu, isolator optik telah dikembangkan. Perangkat ini mengubah sinyal DMX listrik menjadi optik, dan kemudian segera mengubah sinyal optik menjadi listrik. Jadi, panel kontrol "lembut" diisolasi secara elektrik dari perangkat ujung.
Konsol menyediakan beberapa port DMX. Setiap port DMX, juga disebut DMX Universe, menyediakan hingga 512 saluran. Setiap saluran mentransmisikan tepat satu byte data, yaitu angka dari 0 hingga 255. Mengirimkan bingkai DMX dengan panjang maksimum 23 ms, yang membatasi kecepatan pembaruan hingga 44 kali per detik.
Standar DMX512 tidak berubah sejak 1990. Namun pada tahun 1998, Entertainment Services and Technology Association (ESTA) mulai merevisi standar tersebut menjadi standar ANSI. Pada tahun 2004, DMX512 distandarisasi sebagai DMX512-A dan kemudian direvisi lagi pada tahun 2008. Versi terbaru pada saat penulisan adalah "ANSI E1.11-2008, USITT DMX512-A".
Dengan perkembangan teknologi, perangkat dengan lebih dari 512 saluran mulai bermunculan. Ada kebutuhan untuk mengembangkan standar baru yang akan menyelesaikan masalah ini dengan elegan.
DMX512 melalui Ethernet
Solusi untuk masalah jalur DMX terbatas ternyata cukup sederhana. Media transmisi data harus diubah menjadi Ethernet, yang telah terbukti dan digunakan di mana-mana. Berkat solusi ini, dimungkinkan untuk mengirimkan beberapa area DMX dalam satu kabel. Untuk menghubungkan perangkat dengan konektor DMX, konverter khusus digunakan yang mengekstrak data DMX dari paket dan mengirimkannya ke perangkat yang terhubung.
Saat ini ada dua solusi yang bersaing untuk mengirim DMX512 melalui Ethernet:
- Art-Net;
- sACN.
Mari kita pertimbangkan masing-masing.
Art-Net
Lisensi Artistik pada tahun 1998 merilis versi pertama Art-Net, sebuah protokol untuk mengirimkan data DMX melalui IP. Inti dari protokol adalah pesan siaran untuk membebaskan pengguna dari konfigurasi jaringan. Art-Net I dirancang pada jaringan 10 Mbps, yang bertahan rata-rata 10 area DMX, dan batas efektifnya adalah 40 Mbps. Namun, dengan adopsi LED RGB yang meluas, jumlah saluran bertambah dan pendekatan pesan siaran menempatkan beban berat pada jaringan.
Untuk memperbaiki masalah ini, versi berikutnya dirilis pada tahun 2006 - Art-Net II. Pesan siaran juga menjadi inti, tetapi konsol memetakan area DMX ke perangkat tertentu dan melanjutkan ke distribusi alamat. Pada saat yang sama, jumlah terbatas area DMX bertambah menjadi 256. Dalam rilis berikutnya, jumlahnya bertambah menjadi 32768.
Art-Net tidak menjadi standar resmi yang diakui, tetapi masih digunakan sampai sekarang. Versi modern Art-Net IV memungkinkan Anda untuk bekerja dengan perangkat yang hanya mendukung protokol sACN standar.
ACN dan sACN
Arsitektur untuk Jaringan Kontrol (ACN) dan Protokol Streaming ACN (sACN) adalah seperangkat protokol standar tahun 2006 untuk mengontrol peralatan hiburan dalam pertunjukan langsung dan / atau dalam skala besar.
ACN mendefinisikan arsitektur jaringan modular yang mencakup dua protokol jaringan, Device Description Language (DDL) dan profil untuk interoperabilitas (Profil E1.17 untuk Interoperabilitas). Paket protokol ACN pada awalnya dirancang untuk dijalankan melalui UDP / IP, jadi ini juga akan bekerja pada jaringan IP, Ethernet, dan 802.11 (Wi-Fi).
Berkat modularitasnya, ACN dapat diperluas dengan mudah. Salah satu ekstensi, ANSI E1.31, juga dikenal sebagai Streaming ACN (sACN), digunakan untuk mengirim data DMX melalui jaringan yang mendukung ACN. Dibandingkan dengan Art-Net, sACN mendukung hingga 65535 area DMX.
Kesimpulan
Teknik untuk membuat pertunjukan cahaya telah berkembang secara signifikan sejak dimulainya. Di era analog, tidak ada standar tunggal, tetapi kompatibilitas antarmuka relatif mengurangi masalah. Dengan transisi ke digital, banyak protokol kepemilikan yang tidak kompatibel telah muncul, yang telah berhasil digantikan oleh DMX512 standar. Saat ini, ada transisi dari DMX ke Ethernet dalam bentuk dua protokol yang bersaing, E1.31 dan Art-Net. Siapa yang akan menjadi pemenang - waktu akan menjawabnya.
