Theaterbeleuchtung, Bühnenbeleuchtung, Beleuchtungseinrichtung, Theater-Lichtgestaltung

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Aufbau einer Bühnenbeleuchtungsanlage

Inhaltsverzeichnis
1. Beleuchtungsgeräte
2. Stromversorgung / Leistungs-Steuerung
3. Übertragungsweg / Steuer-Signal
4. Ablauf-Steuerung / Lichtstellanlage
4.1 manuell
4.2 programmierbar
4.3 Steuerung von Moving Lights
4.4 historische Lichtsteuerung
 

1. Beleuchtungsgeräte

Primärer  Bestandteil einer Bühnen-Beleuchtungsanlage sind die Beleuchtungsgeräte:

  • Lichtquellen mit optischer Bündelung und Richtung des Lichtes (Scheinwerfer)
  • Lichtquellen ohne optische Bündelung und/oder Richtung (z.B. Leuchtstoff-Röhren, Oberlichtrampen)
  • Dekorative Lichtquellen (z.B. Leuchtschriften, Lichterketten)
  • Lichtquellen als Bestandteil der Szenen-Ausstattung (z.B.  Tischleuchten, Stehleuchten, Straßenlaternen innerhalb des Bühnenbildes)

Kennzeichnend und unverzichtbar für die Bühnenbeleuchtung sind  die Scheinwerfer als  gebündeltes und gerichtetes Licht  erzeugende Lichtquellen. Die Gründe dafür liegen in der Wirkung von Lichtrichtungen auf Personen oder Objekte.
Ausführliches zu Aufbau, Wirkungsweise, Lichtqualität, Einsatz und Bedienung ausgewählter Scheinwerfer im entsprechenden Kapitel.
 

2. Stromversorgung / Leistungs-Steuerung

Ist eine Steuerung der Intensität nicht zwingend erforderlich, können die Beleuchtungsgeräte direkt an ausreichend dimensionierte Verteilungen des Stromnetzes angeschlossen werden.
Für die Theaterbeleuchtung kommt diese einfache Möglichkeit so gut wie  nie in Frage. Hier wird eine Steuerung der Helligkeit für jedes einzelne Beleuchtungsgerät regelmäßig gefordert. Dazu sind entsprechend viele einzeln in ihrer Ausgangsspannung steuerbare Stromkreise nötig.

Realisiert wird das (nach dem heutigen Stand der Technik) für jeden Stromkreis durch je einen  elektronischen Dimmer. Dieser arbeitet nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung  und kann eine definierte Ausgangsspannung zwischen 0 Volt und dem Betrag der Eingangsspannung erzeugen.

(Abbildung: graphische Darstellung des Prinzips der Phasenanschnittsteuerung)
 

3. Übertragungsweg / Steuer-Signal

Die Übermittlung der Werte von einer  Bedieneinheit zu den Dimmern erfolgt über ein analoges oder digitales Steuer-Signal.

Analoges Signal

Verwendet wird üblicherweise eine zwischen 0 und 10 Volt einstellbare Signalspannung, welche  jedem Dimmer über einen eigenen Signal-Stromkreis zugeführt wird. Die Werte 0 bis 10 Volt erzeugen proportional eine Ausgangsspannung zwischen 0 Volt und dem Betrag der Eingangsspannung (im Normalfall 230 Volt) am Dimmer, d.h. eine Signalspannung von 10 Volt erzeugt 100 % Ausgangsspannung (230 Volt).
Da hier für jeden Dimmer-Stromkreis eine eigene Signal-Leitung erforderlich ist, ist diese Art der Ansteuerung für größere Anlagen ungeeignet und wird heute kaum noch verwendet.
Übertragen werden analoge Signale über vieladrige Kabel mit entsprechend vielpoligen Steckverbindungen. Einen Standard hierfür gibt es nicht.

Digitales Signal

Internationaler Standard ist heute das Protokoll DMX 512, bei älteren Anlagen werden auch noch proprietäre Protokolle benutzt (z.B. AVAB, D54 von Strand).
Mit dem Protokoll DMX 512 können  Werte (nämlich die Zahlen 0 bis 255 als achtstelliger Binärcode) für bis zu 512 Steuer-Adressen über eine Leitung übertragen werden. Die Signalleitung wird durch alle Dimmer durchgeschleift, jeder Dimmer reagiert auf die Adresse, die ihm vorher (manuell am Gerät) zugeteilt wurde.
Die Werte 0 bis 255 erzeugen proportional eine Ausgangsspannung zwischen 0 Volt und dem Betrag der Eingangsspannung (im Normalfall 230 Volt) am Dimmer,  d.h. ein Signal  mit dem Wert 255 erzeugt 100 % Ausgangsspannung (230 Volt).
Außer den Ausgangsspannungen von Dimmern können mit DMX 512 auch andere Werte, wie z.B. die Parameter  von Moving Lights (Drehen, Neigen, Fokus, Helligkeit, Farbe u.s.w.), gesteuert werden.
Übertragen wird DMX 512 über ein geschirmtes Kabel mit fünfpoligen XLR-Steckverbindungen, von welchem allerdings nur drei Anschlüsse verwendet werden. Moving Lights haben oft auch dreipolige XLR-Anschlüsse.

Kombination analog / digital

In der Praxis kommen gelegentlich auch noch Kombinationen beider Signalarten vor:
(meistens ältere) ausschließlich analog ansteuerbare Dimmer erhalten ihr analoges Signal von einem sogenannten “Demultiplexer” (Digital-Analog-Konverter), dieser wiederum ist mit DMX 512 oder auch einem anderen digitalen Signal ansteuerbar.

Die Einstellung der Werte erfolgt über eine Bedienoberfläche in Form von manuellen Reglern oder einer Software-Anwendung oder einer Kombination aus beidem. Üblicherweise sollen von hier aus nicht nur statische Lichtsituationen, sondern Abfolgen von Lichtwechseln realisiert werden. Damit kommen wir zur
 

4. Ablauf-Steuerung / Lichtstellanlage

Sollen Abfolgen von Lichtwechseln realisiert werden, erfordert das die Möglichkeit:

  • der Voreinstellung von Lichtszenen (“Stimmungen”)  - manuell oder automatisiert
  • der Überblendung zwischen diesen - manuell oder automatisiert

Diese Anforderungen gelten unabhängig davon, ob es sich um eine manuell zu bedienende oder eine programmierbare Lichtstellanlage handelt.
Auf Lichtsteuerungen, die einer anderen Logik folgen, soll hier nicht eingegangen werden, da sie in der Theaterbeleuchtung normalerweise  nicht eingesetzt werden.

Um zwischen Stimmungen überblenden zu können, müssen die Werte dieser Stimmungen auf mindestens zwei unabhängigen Registern einzustellen sein. Während  das erste Register seine Werte aktiv an die Dimmer weitergibt, werden auf dem zweiten, inaktiven Register die Werte der nächstfolgenden Stimmung voreingestellt. Durch Überblenden von Register eins zu Register zwei erfolgt der Lichtwechsel. Register zwei gibt nun seine Werte aktiv an die Dimmer, Register eins ist inaktiv und somit frei für das Voreinstellen der nächsten Stimmung. Die Ablaufsteuerung erfolgt  durch fortlaufenden Wechsel zwischen den Registern, wobei auf dem jeweils inaktiven die nächstfolgende Stimmung voreingestellt wird (bzw. bei automatisierten Anlagen aus dem Vorstellungs-Speicher in das Register geladen wird).

Eine Ausnahme zu dieser Arbeitsweise bildet das (historische) Bordoni-Stellwerk, näheres dazu im entsprechenden Absatz.

4.1 Manuelle Lichtstellanlage

Hier erfolgt die Voreinstellung der an einer Stimmung beteiligten Stromkreise in der einfachsten Ausführung durch  zwei identische Reihen (Registern) von Schiebereglern (der Begriff Regler ist eigentlich falsch, denn hier wird nicht geregelt, sondern  gesteuert), die ihrerseits unabhängig voneinander jeweils einem Summenregler unterliegen. Diese beiden Summenregler sind üblicherweise gegenläufig angeordnet . So ist durch die gemeinsame Bewegung der beiden Summenregler eine Überblendung von den Werten des einen Registers zu den Werten des anderen Registers möglich (bei einigen Anlagen ist diese Funktion auch in einem einzigen Überblendregler vereinigt - in der einen Endstellung gibt Register eins 100% und Register zwei 0% aus, in der anderen Endstellung gibt Register eins 0% und Register zwei 100% aus).  Dabei ist für jeden Steuerkreis der jeweils höhere Wert gültig.

(Abbildungen: Lichtstellanlage mit zwei Voreinstellungen und einfacher Überblendung / Lichtstellanlage mit drei oder mehr Voreinstellungen, Gruppenreglern, Umschaltern etc.)

Die Reproduzierbarkeit der Vorstellung wird hier durch eine schriftliche Dokumentation der Stimmungen und Abläufe gewährleistet. Als primitive Form der Speicherung werden gelegentlich Holzlatten verwendet, aus denen die Stellung der Regler für eine Stimmung kammartig ausgeschnitten ist.

(Abbildungen: Stimmungsliste, Verwendung der Lattenspeicherung)

4.2 Programmierbare Lichtstellanlage

Die Lichtsteuerung läuft hier als Software-Anwendung auf einem Computer. Dabei ist es für die Funktionsweise unerheblich, ob dieser Computer die Form eines klassischen Lichtpultes oder  eines  Arbeitsplatzrechners hat .  Der Arbeitsplatzrechner benötigt dann (wie im Lichtpult ebenfalls verbaut) eine Hardware zur Umsetzung der Ausgabewerte in ein DMX-Signal.
Bei modernen Theater-Lichtsteuerungen wird für beide Varianten oft sogar dieselbe Software verwendet .  Unterschiede gibt es naturgemäß in der Bedienoberfläche. Die  Befehlssyntax ist aber weitgehend identisch. Physische Bedienteile des klassischen Lichtpultes (Regler, Digitalräder, Drehknöpfe) werden am Arbeitsplatzrechner oftmals von der graphischen Softwareoberfläche  nachgebildet. Im Gegenzug dazu werden die Eingabe-Modi der modernen Theater-Lichtpulte immer mehr an die der Arbeitsplatzrechner angeglichen, z.B. Kreisanwahl mit der Maus und Kreissteuerung mit dem Maus-Scrollrad oder aber auch über eine numerische Tastatur.

Der Überblendsteuerung zugeordnet sind hier zwei Register im Arbeitsspeicher . Nach der Überblendung wird automatisch aus dem Vorstellungsspeicher die nächstfolgende Lichtstimmung in das inaktive Register nachgeladen. Die Überblendung ist  zeitgesteuert, d.h. sie wird durch einen Schalter ausgelöst und läuft in der programmierten Ein- und Ausblendzeit selbstständig ab. Fast immer ist es aber auch möglich, die Dauer der Überblendung mittels eines Überblendreglers manuell zu steuern. Die beiden Überblend-Modi können üblicherweise voneinander unabhängig und zueinander gleichberechtigt ohne Umschalten ausgeführt werden.

Voraussetzung ist, dass alle Stimmungen einer Vorstellung im Vorstellungsspeicher enthalten sind und von dort in der richtigen Reihenfolge (Sequenz)  mit den vorgegebenen Parametern (z.B. Überblendzeit) ins Überblendregister geladen werden.

Computer-Lichtpulte sind heutzutage mit einer Unmenge Funktionen ausgestattet.
Um arbeiten zu können, benötigt man auf jeden Fall folgende:

  • Anwählen und Steuern von Stromkreisen bzw. Steuerkreisen (Kanälen)
  • Speichern der jeweils eingestellten Werte als Lichtstimmung
  • Übernahme der Stimmungen in eine Sequenz (festgelegte Reihenfolge), geschieht bei Theater-Lichtpulten üblicherweise automatisch (in der Reihenfolge der Speicherung , kann per Editor geändert werden)
  • Festlegen der Überblendparameter für jede Stimmung – der geläufigste ist hier die für jede einzelne Stimmung festgelegte Ein- und Ausblendzeit
  • Das „Abfahren“ der Vorstellung, d.h. das Überblenden von der ersten bis zu letzten Stimmung

(Abbildung: Computer-Lichtpult, Notebook mit Lichtsteuerung)

4.3 Steuerung von Moving Lights

Moving Lights sind mit internen Leistungsteilen (Dimmern) ausgestattet und werden direkt über DMX mit der Steuerung verbunden. Außer der Helligkeit können dabei mit jeweils einem eigenen DMX-Kanal verschiedene Parameter wie Drehen, Neigen, Fokus, Farbe gesteuert werden. Die DMX-Adresse (die Stromkreis- bzw. hier Steuerkreisnummer), unter der das Gerät vom Lichtpult erreichbar sein soll, wird als Anfangsadresse (diese gilt dann für die Helligkeit) am Gerät eingestellt, automatisch werden dann in numerischer Reihenfolge die Adressen für alle Parameter festgelegt.
Grundsätzlich können alle diese Parameter mit der normalen Kreissteuerung des Lichtpultes (auch von manuellen Pulten, sofern sie DMX ausgeben) eingestellt werden. Komfortabler geht das allerdings, wenn das Pult  mit einer speziellen Moving-Light-Software ausgestattet ist.
Hier  gibt es z.B.  einen Modus, in welchem diese Parameter bereits an das Gerät übergeben werden, wenn diese sich noch im (eigentlich passiven) Register für die nächste Stimmung befinden. Leuchtet mit der Überblendung dann das Gerät auf, sind die Parameter  bereits richtig eingestellt (funktioniert natürlich nur, wenn das Gerät in der vorhergehenden Stimmung nicht enthalten war).


(Abbildungen: Schema Lichtanlage, analog und digital)

4.4 Historische Lichtsteuerung - Bordoni-Stellwerk

Stellvertretend für historische Lichtsteuerungen soll hier die Arbeitsweise des Bordoni-Stellwerkes beschrieben werden.
Die Einstellung und Übertragung der Werte erfolgt beim Bordoni-Stellwerk mechanisch von den Stellhebeln über Getriebe und Seilzüge auf Stelltransformatoren.

Im Unterschied zu dem vorher beschriebenen Funktionsprinzip arbeitet das Bordoni-Stellwerk mit nur einem Register, bestehend aus Stellhebeln für jeden Stromkreis, angeordnet auf einer Walze.
An jedem einzelnen Stellhebel dieses Registers kann seine Bewegungsrichtung  und Endstellung für die nächste Überblendung voreingestellt werden.
Die Überblendung erfolgt durch Drehen eines Handrades, dieses bewegt über ein Getriebe die Stellhebel in die voreingestellte Richtung bis zum voreingestellten Wert.

(Abbildung: Bordoni-Stellwerk, Foto und Funktionszeichnung, Bildtext: Die Bewegungsrichtung wird durch Drehen des Bedienknaufes, die Endstellung durch mechanische Begrenzer voreingestellt.)

 

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