DE2222435A1 - Verfahren zum Steuern der Abblendlichtregler von Beleuchtungskanaelen - Google Patents

Description

8766-72/H/Elf
CAse No.R/222

The Rank Organisation Limited, Millbank, London (Großbritannien)

Verfahren zum Steuern der Abblendlichtregler von Beleuchtungskanälen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Abblendlichtregler einer Anzahl von Beleuchtungskanälen unter Verwendung eines Digitalrechners mit einem Speicher für Beleuchtungs-Regieanweisungen, in welchen Serien von Lichtreglersteuersignalen geschrieben werden, von denen jede Serie eine Beleuchtungs-Regieanweisung bildet, und mit einer Handsteuereinrichtung, mit der ein beliebiger gegebener Regieamweisungsspeicherplatz ausgewählt wird, dessen Ausgangssignale den Lichtreglern zugeführt werden, die daraufhin einen der·Regieanweisung des betreffenden Speicherplatzes entsprechenden Beleuchtungseffekt hervorrufen. Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens.

Insbesondere befasst sich die Erfindung mit Steuereinheiten zum Steuern der Bühnenbeleuchtung für Theater und Fernsehzwecke oder dgl. durch eine Anzahl von Beleuchtungskanälen - Die Kanäle müssen sowohl einzeln als auch in manchen Fällen zusammen steuerbar sein.

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Bei der Entwicklung von Steuereinheiten für die Bühnenbeleuchtung wurde von Anfang an eine grössere Betriebsflexibilität angestrebt mit dem Ziel, den Bedienungsmann zunehmend von den technischen Beschränkungen des zur Verfügung stehenden mechanischen und elektrischen Systems zu befreien. In jüngerer Zeit wurden Einheiten entwickelt, die in der Lage sind, in irgendeiner ursprünglich mechanischen, später magnetischen Speichervorrichtung vollständige Beleuchtungs-Regieanweisungen zu speichern. Dies ermöglicht die Speicherung eines Satzes von Regieanweisungen, die einen Beleuchtungsplan bilden, der anschliessend wieder "abgespielt" werden kann, ohne daß eine Handvoreinstellung der Abblendlichtregler notwendig ist. Änderungen der Regieanweisungen erfolgen bei Einheiten dieser Art durch ein überwechseln vom einen Regieanweisungsspeicher zum nächsten. In Figur 1 der Zeichnung ist schematisch ein solches, aus der GB-PS 1 220 815 bekanntes System dargestellt. Beim "Abspielen" (z.B. Theaterauffführung) werden die Regieanweisungen abwechselnd in die mit C und D bezeichneten Speicher gelesen. Durch Verwendung einer Modulationsvorrichtung können die Ausgangssignale von diesen beiden Speichern durch die Einstellung entsprechender Haupt- oder "Mastering""-Steuerungen mit jedem beliebigen Faktor zwischen O und 1 multipliziert werden. Durch Einstellen dieser Steuerungen ist es also möglich, die Ausgangssignale der beiden Speicher zu mischen, Überwechslungen vorzunehmen usw.

Seit Einführung dieses bekannten Systems wurden jedoch einige seiner Eigenschaften daraufhin überprüft, ob das Verhältnis aus Leistungsfähigkeit und Kosten verbessert werden kann. Hierbei befasst man sich schon bald mit dem üblicherweise in Verbindung mit Handeinstellsteuerungen und auch bei dem aus der GB-PS I 220 815 bekannten System verwendeten Kanal-Uberbiendreglerhebel. Als Mittel zum zeitweiligen Eins telien und Registrieren eines Lichtreglerpegels ist er hinsichtlich der Kosten viel aufwendiger als digitale Alterna tlvlösuncjeri. UeL einer rein

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digitalen Lösung wären aufwendige Analog/Digital-Zwischenschaltungen, wie sie für jeden überblendreglerhebel benötigt werden, überflüssig. Er bereitet auch Schwierigkeiten während des Betriebes. Die Live-Verhältnisse, etwa bei einer Theateraufführung, sind selten vollständig vorhersehbar, da sie einer fortwährenden künstlerischen Verbesserung oder Änderung und auch menschlichen Fehler unterliegen. Der Beleuchter muss deshalb in der Lage sein, einen zuvor gespeicherten Bühnenbeleuchtungskegel schnell zu ändern, ohne die Aufmerksamkeit des Publikums abzulenken. Wenn man den Überblendreglerhebel benutzt, erfordert dies eine sorgfältige Anpassung seiner Ausgangsgrösse an den zuvor registrierten Lichtreglerpegel, bevor die Änderung durchgeführt werden kann. Zur Lösung dieses Problems ist es bereits aus der GB-PS 1 083 408 bekannt, einen Wippschalter zu verwenden, mit dem entweder als Befehlssteuervorrichtung ein spezieller Kanalpegel mit vorgegebener Geschwindigkeit angehoben oder gesenkt werden kann, oder der stattdessen als Kanalidentifizierungseinrichtung in Verbindung mit einem einzelnen Pegeleinstellglied oder mit gemeinsamen Befehlsknöpfen betrieben werden kann, mit denen für Identifiζierungszwecke während der Theaterprobe die Schaltung ein- oder ausgeschaltet werden kann. Die Betriebsweise dieser Steuerung in einem Ausführungsbeispiel des hier beschriebenen Systems wird noch näher erläutert werden. Das Hauptmerkmal der Wippschaltersteuerung besteht jedoch darin, daß sie im wesentlichen digitale Informationen liefert, die von einem Digitalsystem ausgewertet werden können, ohne daß aufwendige Zwischenschaltungen erforderlich sind.

Eine noch weitergehende Anwendung der Digitaltechnik erfolgt bei dem sogenannten Q-FiIe-System, wie es aus der GB-PS 1 171 bekannt ist. Hier wird durchgehend eine Multiplexanordnung verwendet, die es einem gemeinsamen Satz von Grundverknüpfungsschaltungen ermöglicht, für jsden Kanal jeweils ähnliche Funktionen auszuführen. Hierdurch kann eine Anzahl gespeicherter Beleuchtungszustände logisch addiert und subtrahiert werden, wo-

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durch eine Gesamtszene hervorgerufen wird, die aus einer Anzahl von Beleuchtungsuntergruppen zusammengesetzt ist. Die Lichtreglerpegel werden mittels eines einzelnen Multiplex-Überblendreglerhebels eingestellt, welcher einem gewünschten Kanal durch eine Zifferntastatur zugeordnet wird. Während eines Oberblendvorgangs werden die Ausgangspegel ferner durch errechnete schrittweise Vergrösserungen oder Verkleinerungen des ursprünglichen Beleuchtungszustands geändert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Unterbrechung des Überblendvorgangs die digitalen Pegel zur Zeit der Unterbrechung unmittelbar als Ausgang für die Errechnung einer neuen Oberblendung benutzt werden können. Hierdurch können geregelte Überblendungen so durchgeführt werden, daß eine überblendung zu einer neuenJBfeleuchtungsanweisung begonnen werden kann, bevor die vorhergehende vollendet ist. Das aus der GB-PS 1 171 914 bekannte System arbeitet mit einer Anordnung aus digitalen Schaltungen, die speziell für den gewünschten Zweck ausgelegt sind. Mit anderen Worten, es handelt sich um ein auf "Hardware-Logik" basierendes System. Dies hat den offensichtlichen Nachteil, daß die vorhandenen Verknüpfungsschaltungen keine zusätzlichen oder abgewandelten Operationen gestatten. Es wurde zwar schon vorgeschlagen, dieses Problem durch Verwendung eines Rechners mit gespeichertem Programm zur Beleuchtungssteuerung zu überwinden. Wenigstens in einem solchen System erhält und sammelt ein Rechner Beleuchtungsdaten, doch erfolgt hierbei das überblenden von einer Beleuchtungsanweisung zur nächsten noch nach konventionellen analogen Methoden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren anzugeben, das die Verwendung eines Digitalrechners zur Steuerung aller Vorgänge in einem Beleuchtungssystem einschließlich der dynamischen Erfordernisse beim Oberblenden ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der Betätigung

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der Handsteuereinrichtung, mit der eine neue Regieanweisung abgerufen wird, mit dem Rechner eine Folge von Ausgangsdaten errechnet wird, welche die den Lichtregler zugeführten Ausgangssignale veranlassen, sich über eine gewisse Zeitdauer von ihren zunächst bestehenden Pegeln'zu den durch die Betätigung abgerufenen Pegeln zu bewegen.

Bei einem bevorzugten Verfahren gemäss der Erfindung zum Steuern der Abblend-Lichtregler einer Anzahl von Beleuchtungskanälen mit einem Digitalrechner mit einem Speicher für Beleuchtungs-Regieanweisungen, in welchen Serien von LichtreglerSteuerSignalen geschrieben werden, von denen jede Serie eine Beleuchtungs-Regieanweisung bildet, mit einer Handsteuereinrichtung, mit der beliebiger gegebener Regieanweisungsspeicherplatz für die Erzeugung von AusgangsSignalen für die Lichtregler zum Hervorrufen eines der Regieanweisung des betreffenden Speicherplatzes entsprechenden Beleuchtungseffektes auswählbar ist, und mit einem von Hand betätigbaren Steuerglied zum Einstellen der Schnelligkeit des Überwechseins von einer Regieanweisung zu einer folgenden, von der Steuereinrichtung ausgewählten Regieanweisung, ist ein Taktgeber vorgesehen, der Impulse mit einer von der Einstellung des Steuergliedes bestimmten Frequenz erzeugt, welche einem zurücksetzbaren Zähler zugeführt werden. Der Rechner errechnet bei Betätigung der Steuereinrichtung zum Abrufen einer neuen Regieanweisung zunächst eine den Änderungssinn der Beleuchtung in jedem Kanal und die Grosse eines jeden einer vorbestimmten Anzahl gleicher Anderungsschritte, in welche die notwendige Änderung unterteilt wird, definierende Liste und vergrössert dannach die Ausgangssignale der Kanäle aufeinanderfolgend dadurch, daß eine entsprechende Anzahl von Änderungsschritten gleich dem Zählinhalt des Zählers addiert wird. Der Zähler wird bei Vollendung jedes Rechenzyklus rückgesetzt.

Anhand der Zeichnung wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, es zeigen:

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Figur 1, wie schon erwähnt wurde, ein bekanntes System;

Figur 2 das Blockschaltbild eines Systems gemäss der Erfindung, das die Beziehungen zwischen seinen einzelnen Bestandteilen zeigt;

Figur 3 das Steuerpult des Bedienungsmannes;

Figur 4 einen Ablaufplan der Hauptprogrammschleife des Rechners;

Figur 5 die Organisation eines Teils der gespeicherten Daten; und

Figur 6 eine im beschriebenen System verwendete Schaltungsanordnung mit einem Taktgeber und einem Zähler.

Wie es aus der Buhnenbelef^.ungstechnik allgemein bekannt ist, sind einzelne Lichtquellen wie Punktlicht- und Flutlichtscheinwerfer zr einer Anzahl von Kanälen zusammengefasst, die jeweils durch einen Li^.utregler gesteuert werden, bei dem es sich gewöhnlich um eine Thyristoranordnung handelt. Ein Kanal kann zwischen einer und sehr vielen Lichtquellen haben. Eine gegebene Lichtquelle kann auch einen Teil von mehr als einem Kanal bilden. Durch entsprechende Steuerung der Lichtregler erhält man einen gegebenen Beleuchtungszustand oder Beleuchtungseffekt, der als Beleuchtungs-Regieanweisung bezeichnet wird.

Das in Figur 2 dargestellte System enthält ein Steuerpult 10, das noch näher beschrieben werden wird und mit einem Rechner 12 verbunden ist. Der Rechner 12 ist ein kleiner Universalrechner, etwa vom Typ PDP 11 der Fa.Digital Equipment Corporation. Er enthält eine Zentraleinheit 14, einen örtlichen Speicher 16 und einen Programmspeicher 18 und ist mit einem Ferritkern-Hauptspeicher 20 zusammengeschaltet, wie an sich bekannt ist. Ferner ist mit dem Rechner 12 eine Magnetband-Lese/Schreib-Einheit 22

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verbunden, die als Auszugsspeicher arbeitet. Die (nicht dargestellten) Abblendlichtregler werden vom Rechner 12 über Kanalschaltungskarten 24 gesteuert.

Die elektrischen Verbindungen zwischen diesen verschiedenen Einheiten erfolgen durch konventionelle Adressen- und Datenleitungen, wie dies zwischen einem Rechner und seinen Peripherieeinheiten üblich ist. Betriebsmässig lässt sich sagen, daß die Maschinenausrüstung des Systems (Hardware) wie eine sehr schnelle Fernsprech-Vermittlungsstelle arbeitet. Im vorliegenden Fall besteht jedoch eine Vereinfachung dahingehend, daß nur der Rechner in der Lage ist, Nummern oder hier vielmehr Adressen "anzurufen". Wenn eine Adresse aufgerufen worden ist, ist eine Datenübertragung entweder vom Rechner zur Ausrüstung (Hardware) oder umgekehrt möglich. Diese Betriebsweise ist grundsätzlich eine Erweiterung des inneren Betriebes des Rechners. Damit sich ändernde Zeitverzögerungen zugelassen werden können, die in Abhängigkeit von der Länge der Verbindungskabel auftreten können, wird ein elektrisches sogenanntes "Handshake"-System benutzt, um die Datenübertragung sicherzustellen, bevor der Rechner zur nächsten Adresse wechselt. Auch dieses Prinzip ist in der Datenverarbeitung üblich.

Im Betrieb steuert also der Rechner die schnelle Fernsprech-Vermittlungsanlage und kann die empfangenen Daten handhaben und verarbeiten.

Das Steuerpult 10 gemäss Figur 2 enthält ein Hauptpult, wie es in Figur 3 dargestellt ist und eine Wippschaltertafel (nicht dargestellt),welche eine Anzahl von Wippschaltern, einen für jeden Kanal, trägt. Jeder Wippschalter kann am einen Ende niedergedrückt werden, wodurch der Beleuchtungspegel des Kanals angehoben wird, und entsprechend am anderen Ende zum Senken des Pegels. Die Wippschalter wirken zusammen mit Steuerungen 30,32

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auf dem Hauptpult, welche die Geschwindigkeit dieser Bewegung und ihre obere Grenze bestimmen. Auf diese Weise kann eine Anzahl von Beleuchtungsregieanweisungen (in diesem Fall 300) gebildet und jeweils im Hauptspeicher 20 an einer Stelle gespeichert werden, die durch eine mittels einer Tastatur 34 eingegebene Zahl zwischen 0 und 299 identifiziert wird. Bei den übrigen Steuerungen handelt es sich allgemein um "Aktionssteuerungen" , da sie Registrierungs-, Abspiel- und Überblendvorgänge bestimmen. Alle diese Vorgänge werden vom Rechner 12 gesteuert, der allgemein zyklisch eine Programmschleife durchläuft, wie sie in Figur 4 dargestellt ist. Wenn eine der AktionsSteuerungen oder einer der Wippschalter betätigt werden, wird dies während der geeignet gewählten Abtastperiode festgestellt, und der Rechner springt zu einem Unterprogramm, damit der Anforderung Rechnung getragen wird. Diese Programme verlaufen geradeaus, und jeder Fachmann wird ohne weiteres in der Lage sein, das Speichern und Abrufen von Regieanweisungsdaten und dgl. zu programmieren .

Die Erfindung befasst sich mit der Lösung des Problems, ein Überblenden, d.h. den Wechsel von einer Beleuchtungsregieanweisung zu einer anderen innerhalb einer gegebenen Zeitdauer, digital durchzuführen. Diese Lösung soll nunmehr erläutert werden.

Damit er auf jedem der Wippschalter oder jede Aktionssteuerung anspricht, ist der Rechner so programmiert, daß er jeden bzw. jede von ihnen aufeinanderfolgend abfragt. Dies geschieht dadurch, daß Kontakte in lOer-Blöcken adressiert werden, von wo O/l-Daten, welche die Ein/Aus-Zustände der Steuerungen repräsentieren, auf der Datensammelleitung zum Rechner zurückübertragen werden.

Eine Reaktion auf die Betätigung einer Steuerung durch den Bedienungsmann muß fast augenblicklich erfolgen, was bedeutet, daß jede Steuerung mindestens alle 50 Millisekunden oder öfter

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abgefragt werden muss. Während eines digitalen Überblendvorgangs ist es wichtig, daß die Grosse der schrittweisen Vergrösserungen oder Verkleinerungen jedes Steuerausgangssignals für die Lichtregler möglichst klein ist, da sich sonst für das Auge ünstetigkeiten bei der Beleuchtung bemerkbar machen würden. Es wurde gefunden, daß für Oberblendungen , die länger als IO Sekunden dauern, Ausgangszuwachswerte der Lichtreglersteuerspannung auf 1/256 des vollen Ausgangswertes beschränkt werden müssen. Diese Erkenntnis basiert auf dem Erfordernis, daß die Filter über einen sehr weiten Bereich von Beleuchtungspegeln arbeiten müssen, und setzt eine geeignete Lichtreglersteuercharakteristik voraus.

Für Überblendungen, die kürzer dauern als 10 Sekunden, können grössere Unstetigkeiten zugelassen werden, falls die Ausgangswerte mindestens alle 40 Millisekunden auf den neuesten Stand gebracht werden. Dies gewährleistet, daß die Ansprechzeit der Lampe (typisch 100 bis 200 Millisekunden) und die Augenträgheit die Unstetigkeiten des Steuersignals "glätten".

Wenn man nach diesen Erkenntnissen verfahren will, ist es ζweckmassig, eine Hauptprogrammschleife der in Figur 4 dargestellten Form zu wählen. Um allen genannten Erfordernissen zu genügen, muss die Programmschleife in weniger als 40 Millisekunden durchlaufen werden. Für das überblenden ist es erforderlich, daß jeder Kanal aufgrund der folgenden Gleichung auf den neuesten Stand gebracht wird:

Ausgangswert zur Zeit t = X+t/T(Y-X) Hierin bedeuten: X = Lichtreglerpegel zu Beginn einer

überblendung.

Y = Erforderlicher Lichtreglerpegel

am Ende der überblendung.

T » Gesetzte Überblendzeitdauer

t = verstrichene Zeit.

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Es wäre an sich naheliegender, diese Rechnung durch Multiplizieren durchzuführen. Durch die Beschränkung der Programmzykluszeit wäre dies aber nur bei Verwendung eines aufwendigen Rechners mit schnellem Multipliziervermögen möglich. Obwohl also, wie bereits erwähnt wurde, schon früher versucht wurde, mit einem Rechner Regieanweisungen zur Beleuchtungssteuerung zu handhaben, haben bisher scheinbar unvermeidliche Kompliziertheit und Aufwand die Realisierung einer digitalen überblendung verhindert. Durch die Erfindung wurde jedoch nun eine viel einfachere Lösung bei der Überblendrechnung gefunden. Die Rechnung wird in zwei Teilen durchgeführt. Im ersten Teil wird der normale Programmzyklus unterbrochen, während Informationen errechnet und tabellarisch geordnet werden. Dann kehrt das Programm zu seinem normalen Zyklus zurück, währenddem die tabellarische Information dazu benutzt wird, die Kanäle während der Überblendperiode auf den neuesten Stand zu bringen. Es ist wichtiger, die Zeit für den letztgenannten Rechenvorgang soweit wie möglich zu verkürzen, als für die anfängliche Tabellarisierung, denn eine geringfügige Verzögerung beim Beginn eines Vorgangs ist eru licher als ünstetigkeiten, die in Erscheinung treten, während die Kanalpegel auf den neuesten Stand gebracht werden.

Während Wippschalter und Aktionssteuerungen ausser Betrieb sind, folgt das Programm im Ruhezustand zyklisch dem in Figur 4 dargestellten Ablaufplan, wobei die Zykluszeit für ein 360-Kanalsystem ungefähr 20 Millisekunden dauert. Unmittelbar bei Betätigung einer Taste für einen Überblendvorgang wird der Ruheprogrammzyklus unterbrochen. Die erforderlichen Überblendende-Bedingungen werden in einen aktiven Rechnerspeicher eingegeben, der als Zielspeicher bezeichnet wird. Der "Zielpegel" für jeden Kanal wird dann mit dem laufenden Ausgangswert verglichen, und für jeden in Bewegung befindlichen Kanal wird die Differenz (Δ) bestimmt. Wenn nun jede überblendung in 256 gleiche Zeitintervalle unterteilt wird, lässt sich die überblendung durchführen,

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indem bei jedem Zeitintervall der entsprechende überblendänderungsschritt (6= Δ/256 usw.) addiert oder subtrahiert wird.

In der Praxis erfolgt das Dividieren durch 256 in einem einzigen Betriebszyklus des Rechners, indem das höherwertige Byte (8 Bit) in einer 16-Bit-Wort für das niedrigerwertige Byte getauscht wird. Alle schrittweisen Überblendänderungen werden dann ebenso in einen aktiven Rechnerspeicher (Änderungs- oder Zuwachsspeicher) gegeben wie die Nummern aller derjenigen Kanäle, die sich während des Überblendvorgangs bewegen müssen (Kanalnummernspeicher) . Die allgemeine Speicherorganisation ist in Figur 5 dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß zunehmende Kanäle von abnehmenden Kanälen gesondert sind. Diese gespeicherten Tabellarisierungen werden gelegentlich als Bewegungsliste bezeichnet.

Nach der Vorbereitung dieser Informationen, die für ein 360-Kanal-System bis zu 30 Millisekunden dauern kann, kann der Rechner nun zur Hauptprogrammschleife gemäß Figur 4 zurückkehren.

Das System ist mit vier Überblendzeithebeln 36 (Figur 3) versehen, damit Aufblend- und Abblend-überblendzeiten unabhängig voneinander auf jeder der beiden Abspielsteuerungen eingestellt werden können. Jeder Überblendzeithebel ist mit einem Zeit- oder Taktgeber gekoppelt, der 256 Impulse während der Zeitdauer erzeugt, die auf der Skala des entsprechenden Hebels 36 eingestellt wird. Der Ausgang jedes Taktgebers ist mit dem Eingang eines entsprechenden Zählers für die verstrichene Zeit verbunden, dessen Ausgang vom Rechner adressiert, gelesen und auf Null zurückgestellt werden kann. Nachdem die Bewegungsliste aufgestellt worden ist, kehrt der Rechner zur Hauptprogrammschleife. zurück. Bei jedem Eintritt in das überblenderneuerungsprogramm (Erneuerung im Sinne von auf den neuesten Stand bringen), werden die Zuwachszähler nacheinander adressiert, gelesen und gelöscht. Die Zahl D im Abblend-Zähler wird zuerst gelesen, wodurch der Wert festgelegt wird, um den der Pegel jedes der entsprechenden Kanäle herab-

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gesetzt wird, nämlich D χ δ. Unmittelbar nachdem der Abblendzähler gelesen und die Zahl D notiert worden ist, wird der Zähler wieder auf null rückgesetzt. In ähnlicher Weise wird der Aufblendzähler gelesen und werden denjenigen Kanälen Zuwachswert zugeführt, welche aufgeblendet (angehoben) werden. Die Überblenderneuerung wird unter Bezugnahme auf die Bewegungsliste durchgeführt (vgl. Figur 5), und nur die in der Liste enthaltenden sich bewegenden Kanäle werden bearbeitet. Die gesonderte Speicherung von positiven und negativen Zuwachswerten ermöglicht es ferner jeder Gruppe, in Verbindung mit dem entsprechenden Zuwachszählerausgang unabhängig verarbeitet zu werden.

Das System hat zwei Abspielsteuerungen, die als "Grün"- bzw. "Rot"-Steuerungen bekannt sind. Sie haben identische, in Figur mit 38 und 40 bezeichnete Sätze von AktionsSteuerungen auf dem Hauptpult. Das "Grün"-überblenderneuerungsprogramm wird zuerst durchgeführt, unmittelbar anschliessend das "Rot"-überblender neuerungsprogramm .

Jedesmal, wenn das Rechnerprogramm in das überblenderneuerungsprogramm eintritt, wird das von jedem Zähler für die verstrichene Zeit gelesene Zählergebnis nicht nur von der eingestellten Überblendzeit abhängen, sondern von der Zeit, die das Programm benötigt, um die Schleife zu vollenden. Da der Programmzyklus niemals länger >als 40 Millisekunden dauert, wird bei jeder Überblenderneuerung für eine Überblendzeit von mehr als 10 Sekunden ein Zuwachszählerlesewert von entweder 1 oder O empfangen werden. Für Überblendzeiten von weniger als lOSekunden wird jeder Zählerausgangswert grosser als 1 sein, da die Programmzyklusdauer 40 Millisekunden betragen kann, besonders wenn die Bewegungsliste eine grosse Zahl von Kanälen enthält. Die asynchrone Natur des Systems erlaubt ihm aber dennoch eine Kompensation dieser sich ändernden Bedingungen. Insbesondere erlaubt die hier beschriebene Anordnung die einfache Verschachtelung von vier unabhängigen Überblendberechnungen, d.h. die

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Aufblend- und Abblend-Überblendvorgänge der beiden "Rot"- und "Grün"-Abspielsteuerungen. Da ein kompliziertes Unterbrechungsoder Synchronisiervermögen überflüssig ist, ergibt sich ein einfaches, flexibles System, das gut zu den verschiedenen Aufgaben passt, die der Rechner durchzuführen hat. Wenn also zusätzliche Wippschalter oder AktionsSteuerungen benötigt werden, können sie ohne Schwierigkeiten in die Hauptprogrammschleife aufgenommen werden, da keine kritischen Beschränkungen hinsichtlich der Zeitsteuerung und der Synchronisation bestehen.

Folgende verschiedene Arten von tiberblendvorgangen sind möglich:

(1) "überblendung" (CROSSFADE), bei der alle Kanäle sich zu den in der nächsten Regieanweisung registrierten Pegels bewegen.

(2) "Bewegung" (MOVE) ,bei der alle Kanäle sich zum neuen Pegel "bewegen, mit Ausnahme desjenigen, für den der neue Pegel auf null eingestellt ist. Diese Kanäle bleiben konstant. Dies vereinfacht eine Änderung, bei der nur eine kleine Anzahl vorhandener Kanäle geändert werden.

(3) "ABBLENDEN" (DIM) , wobei die in der neuen Regieanweisung identifizierten Kanäle auf null reduziert werden.

(4) "Alle Abblenden" (ALL DIM) , wobei alle Kanäle auf null gebracht werden.

(5) "Umkehrung" (REV), wobei alle Kanäle sich von ihrem bestehenden Zustand zur letzten Regieanweisung bewegen.

(6) "Augenblicklich" (INST), wobei, bei Betätigung mit einer der überblendarten (1) bis (5),die gewünschte Änderung augenblicklich erfolgt.

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Es versteht sich, daß oben unter (2) bis (6) Spezialfälle von der allgemeineren Überblendung aufgeführt sind, die einfach aus Zweckmässigkeitsgründen vorgesehen sind.

Bezüglich der Programmierung besteht der Hauptunterschied zwischen diesen Aktionen in der Anfangsprogrammierung, welche den Inhalt der "Nächst;¹- und "Ziel"-Speicher gemäss der speziellen verlangten Aktion interpretiert. Im übrigen bleibt die Bestimmung der Überblendzuwachswerte und des Erneuerungsprogramms so , wie dies oben beschrieben wurde. Die "Umkehr"-Aktion (REV) betrifft nur die Änderung des Inhaltes des Ziel-Speichers während seines Anfangsprogramms. Bei jedem überblenderneuerungsprogramm werden die Zuwachsvorzeichen umgekehrt, so daß frühere Zuwachswerte mn subtrahiert werden usw.

Die Überblendberechnung ist die wichtigste Funktion des Systems, da die gewählte Methode die flexible asynchrone Ausführung aller Systemfunktionen ermöglicht. Anhand von Figur 6 soll nun eine bevorzugte Schaltungsanordnung des Taktgebers und Zuwachszählers gemäss der Exil! ^ung erläutert werden. Eine geeignete Handsteuerung 36 (Figur 3) bewegt den Schleifer 60 eines linearen Potentiometers 62, das an eine Speisespannung Vs angeschlossen ist, und eine veränderbare Steuerspannung Vp abgibt. Die gleiche Versorgungsspannung Vs liegt über der Serienschaltung aus einem Widerstand 64 und einem Kondensator 66. Die Spannung Vc über dem Kondensator C ergibt sich aus der Gleichung

Vc = Vs (1 - e"^t/RC)

wobei t die seit Vc = 0 verstrichene Zeit , R der Wert des Widerstands 64 und C der Wert des Kondensators 66 bedeuten.

Die Kondensatorspannung Vc wird an den einen Eingang einer Vergleichsstufe 68 angelegt, deren anderer Eingang i«- die Steuer-

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spannung' Vp empfängt. Wenn die Spannung Vc den Wert von Vp erreicht, hat das Ausgangssignal der Vergleichsstufe einen positiven Verlauf und triggert eine monostabile Schaltung 70. Der hieraus resultierende Ausgangsimpuls der monostabilen Schaltung 70 gelangt einerseits über eine Torschaltung 75 zu einem Zähler 72 und andererseits an die Basis eines Transistors 76, welcher den Kondensator 66 nach Masse überbrückt. Der Zähler 72 arbeitet also , während der Kondensator 66 auf Vc = 0 entladen wird und der Zyklus erneut beginnt.

Die Zeitdauer für jeden Zyklus ist die Breite des Ausgangsimpulses der monostabilen Schaltung 70 zuzüglich der Ladezeit von Vc und Vp. Durch Umformung der obigen Gleichung für Vc ergibt sich eine logarithmische Funktion für die Zykluszeit. Die Widerstände 74 und 76 sind kleine Festwiderstände und verhindern die ungültigen Zustände , daß sich der Kondensator in der Zeit null bzw. unendlich auflädt. Der GeschwindigkeitsSteuer- oder Überblendzeithebel 36 hat eine in Sekunden (Überblendzeit) geeichte logarhitmische Skala. Die Einzelwerte sind so gewählt, daß 256 Taktimpulse in der eingestellten Überblendzeit erzeugt werden.

Der binär codierte Ausgangswert des Zählers 72 wird in Intervallen vom Rechner 12 abgefragt. Die Zeit, die der Rechner 12 hierfür benötigt,- ist kurz im Vergleich mit der Zykluszeit der Taktgeberschaltung. Damit jedoch ein Zugriff des Rechners 12 verhindert wird, während ein Impuls von der monostabilen Schaltung 70 erscheint, und somit ein Impuls verlorengeht oder zwei Impulse erzeugt werden, sind besondere Verknüpfungsschaltungen vorgesehen. Die an die Ausgangsleituhgen 78 angeschlossenen Ausgänc;·,·; des Zählers 72 sind mit zum Rechner führenden Datenleitungen 8O über eine Datentorschaltungsanordnung 82 verknüpft. Ein Ausgangssignal auf der -Leitung¹ 84 vom Rechner 12 hat zur » folge, daß eine Steuerschaltung^ 8"6-CtUf der Leitung 88 einen . Ί> i,--mftaktimpuls erzeugt, durch den das Zählerausgangssignal zu

den Datenleitungen 80 durchgeschleust werden, worauf unmittelbar ein Rücksetzsignal auf der Leitung 90 für den Zähler 72 folgt. Während diesen Durchschleusungs- und Rücksetzperioden wird von der Kontrollschaltung 86 die dem Zähler 72 vorgeschaltete Torschaltung 75 gesperrt.

Ein Vorteil der oben beschriebenen Zeit- oder Taktgebung besteht darin, daß zur Steuerung der Genauigkeit der Zeitgabe nur wenige Komponenten erforderlich sind, nämlich der Widerstand und der Kondensator 66, die eine hohe Stabilität haben müssen, und das Potentiometer 62, dessen Verhältnis stabil sein muss. Durch Einschalten unterschiedlicher Werte für den Widerstand lassen sich unterschiedliche Zeitbereiche einstellen.

Die Vorteile der beschriebenen Lösung des Problems einer digitalen Beleuchtungssteuerung, wobei die gesamte Steuerung einschließlich der überblendung auf digitale Weise erfolgt, sind offensichtlich. Insbesondere ergibt sich eine grosse Flexibilität. Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann vielseitig abgewandelt werden. Beispielsweise befindet sich in einem Theater das Steuerpult typisch hinter der Bühne, soll aber häufig zusätzliche "Standsteuerungen" im Zuschauerraum haben. Einem System gemäss der Erfindung kann eine solche zusätzliche Steuerung einfach zugefügt werden. Der Rechner tastet dann lediglich während seiner Haupt-Programmschleife beide Steuerpults ab.

Eine andere mögliche Abwandlung besteht darin, daß die vielen (typisch 300) Wippschalter durch eine einfachere Steuerung ersetzt werden. Das Steuerpult ist mit einer Tastatur ausgestattet, mittels welcher der Bedienungsmann jeden Kanal auswählen kann, sowie mit einem Handrad, das einen digitalen Drehcodierer antreibt. Um einen Kanalbeleuchtungspegel zu ändern, wählt der Bedienungsmann den betreffenden KaraL auf der Tastatur aus und dreht dann das Handrad in der einen Richtung, um den Lichtpegel

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anzuheben, und in der anderen Richtung, wenn eine Abblendung gewünscht wird. Der digitale Codierer gibt für jeden gegebenen Drehwinkel einen Impuls mit einer Anzeige des Drehsinnes ab. Diese Impulse werden einfach zum gespeicherten Pegel für diesen Kanal addiert oder von ihm subtrahiert. Digitale Codierer dieses Typs sind an sich aus vielen Bereichen der Technik bekannt, beispielsweise bei der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen. Selbstverständlich sind auch noch andere Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels möglich.

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Claims (10)

1. -18-

   Patentansprüche

   Verfahren zum Steuern der Abblendlichtregler einer Anzahl von Beleuchtungskanälen unter Verwendung eines Digitalrechners mit einem Speicher für Beleuchtungs-Regieanweisungen, in welchen Serien von Lichtregler-Steuersignalen geschrieben werden, von denen jede Serie eine Beleuchtungs-Regieanweisung bildet, und mit einer Handsteuereinrichtung, mit der ein beliebiger gegebener Regieanweisungsspeicherplatz ausgewählt wird, dessen Ausgangssignale den Lichtreglern zugeführt werden, die daraufhin einen der Regieanweisung des betreffenden Speicherplatzes entsprechenden Beleuchtungseffekt hervorrufen, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Betätigung der Handsteuereinrichtung (10), mit der eine neue Regieanweisung abgerufen wird, mit dem Rechner (12) eine Folge von Ausgangsdaten errechnet wird, welche die den Lichtreglern zugeführten Ausgangssignale veranlassen, sich über eine gewisse Zeitdauer von ihren zunächst bestehenden Pegeln zu den durch die Betätigung abgerufenen Pegeln zu bewegen.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Anfangsrechnung mit dem Rechner diejenigen Kanäle identifiziert werden, deren bestehender Pegel sich zu einem anderen, von der neuen Regieanweisung verlangten Pegel ändern muss, daß eine Bewegungsliste aufgestellt wird, welche diese Kanäle sowie den Richtungssinn und die Grosse der notwendigen Änderungen identifiziert, und daß anschliessend die Folge von Ausgangsdaten unter Verwendung dieser Bewegungsliste errechnet wird.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichne t, daß vom Rechner die Grosse der notwendigen Änderungen als vorbestimmte Anzahl gleicher Änderungsschritte

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   festgelegt wird.
4. 4.) Verfahren zum Steuern der Abblend-Lichtregler einer Anzahl von Beleuchtungskanälen mit einem Digitalrechner mit einem Speicher für Beleuchtungs-Regieanweisungen, in welchen Serien von Lichtregler-Steuersignalen geschrieben werden, von denen jede Serie eine Beleuchtungs-Regieanweisung bildet, mit einer Handsteuereinrichtung, mit der ein beliebiger gegebener Regieanweisungsspeicherplatz für die Erzeugung von Ausgangssignalen für die Lichtregler zum Hervorrufen eines der Regieanweisung des betreffenden Speicherplatzes entsprechenden Beleuchtungseffektes auswählbar ist, und mit einem von Hand betätigbarem Steuerglied zum Einstellen der Schnelligkeit des Überblendens von einer Regieanweisung zu einer folgenden, von der Steuereinrichtung ausgewählten Regieanweisung, insbesondere nach Anspruch 1, d a d ur ch gekennzeichnet , daß ein Taktgeber (64,66,68,70,76) vorgesehen ist, der Impulse mit einer von der Einstellung des Steuergliedes (36) bestimmten Frequenz erzeugt, welche einem rücksetzbaren Zähler (72) zugeführt werden, daß der Rechner (12) bei Betätigung der Steuereinrichtung zum Abrufen einer neuen Regieanweisung zunächst eine den Änderungssinn der Beleuchtung in jedem Kanal und die Grosse eines jeden einer vorbestimmten Anzahl gleicher Änderungsschritte , in welche die notwendige Änderung unterteilt wird, definierende Liste errechnet und danach die Ausgangssignale der Kanäle aufeinanderfolgend dadurch vergrössert, daß eine entsprechende Anzahl von Änderungsschritten gleich dem Zählinhalt des Zählers addiert wird, und daß der Zähler bei Vollendung j edes Rechnenzyklus rückgesetzt wird.
5. 5.) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß durch von Hand betätigbare Steuereinrichtungen Signale erzeugt werden, welche als Eingangssignale für den Rechner gewünschte Beleuchtungspegel gewählter Beleuchtungskanäle darstellen.

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6. 6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß mit dem Rechner die Pegeländerungsgrösse durch eine Konstante dividiert wird.
7. 7.) Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß die Division mit einem binären Schieberegister durchgeführt wird und daß für die Konstante eine Potenz von 2 gewählt wird.
8. 8.) Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzei chn e t , daß der Taktgeber einen Widerstand (64) und einen Kondensator (66) enthält, die in Serie über eine Spannungsquelle (Vs) geschaltet sind, ferner eine Vergleichsstufe (68) , der an einem Eingang die Spannung des Kondensators (66) und an ihrem anderen Eingang eine vom Steuerglied (36) bestimmte Spannung (Vp) zugeführt ist, eine monostabile Kippschaltung (7), die von dem sein Vorzeichen ändernden Ausgangssignal der Vergleichsstufe (68) getriggert wird, sowie eine auf das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung ansprechende Einrichtung (77) zum Entladen des Kondensators (66).
9. 9.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet , daß die vom Kontrollglied (36) bestimmte Spannung (Vp) am Schleifer (60) eines linearen Potentiometers (62) abgegriffen,wird, welches über die Spannungsquelle (Vs) geschaltet ist und deren Schleifer (60) mechanisch mit dem Steuerglied (36) gekuppelt ist.
10. 10.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn ζ ei ch net , daß die Einrichtung zum Entladen des Kondensators (66) einen Transistor (76) enthält, dessen Emitter-Kollektor-Pfad parallel zum Kondensator (66) geschaltet ist, und dessen Basis das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung zugeführt wird.

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