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激光器为激光表演开辟新天地

2008-11-24 09:41
Minor昔年
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    激光表演的历史几乎和激光本身一样长。1968年Lloyd Cross就发明了一项专利:  “Sonovision”,它融合了音乐艺术和激光表演,先将一层反射膜覆盖在扬声器上,反射膜随扬声器的声波而震动,氦氖激光照到发射膜上经反射后在墙上成像,所呈现的变化与扬声器发出的声波变化同步。1969年,在Mills大学举行了首次激光公演,使用了Coherent公司的氪激光器及Honeywell2的X-Y扫描器(检流计),后者经过改装后用来进行光束扫描,光束扫描的直接策动源是音乐,这种技术至今仍在使用。  

      过去几年里,离子激光器是激光表演中用得最为普遍的一种激光器。氩离子激光器输出绿光、黄光和红光。当将这两种气体混合使用时,输出光的光谱范围扩展为紫光至红光,产生众所周知的白色激光。但是,离子激光器也面临重重考验,特别是在娱乐业方面,它缺乏所应有的坚固性。  

      20世纪90年代后期发明的二极管泵浦固体激光器对激光表演有深刻的影响。这些激光器体积更小,效率及可靠性更高,功能更强大,而且价格比离子激光器更低。因此,激光表演在小型场合也有了用武之地。总之,它既可用于大型公司庆典,又可用于商场内的广告显示。“显示行业里最激动人心的事情莫过于固体激光器的发明”,Pangolin Laser Systems(激光表演软件的主要供货商)公司的总裁兼首席技术官William Benner 说:“十年前,大部分显示工作是由离子激光器只产生绿光,但是现在,市场上可以买到输出功率为5瓦的红、绿、蓝固体激光器,且都能插到标准插座上。随着这些技术的继续发展,激光表演将能更容易,更经济地用于剧场、舞厅、销售会议和其它场合。 
    RGB(红绿蓝)固体激光器和图象处理软件的进展拓宽了激光在娱乐市场的应用,也开拓了激光在小型场合下的应用。 

      在今天这个高科技竞争时代,人们对“小巧、快捷,经济”情有独衷,由于激光在这些方面存在的不足,使它本来的优势(色泽美丽)也发挥不出来,尽管如此,在激光发明40多年后的今天,还是有很多激光迷热忠于激光艺术。虽然激光表演和激光娱乐市场实际上的年收益不过1000万美元,但是丝毫不影响追随者对它们的热情。 

      过去,用于获取理想色彩和图象的激光器体积庞大,费用昂贵,而且维护本身高,这些原因曾使得激光技术多年停滞不前。现在的固体激光器,特别是激光二极管,可输出红光、绿光和蓝光,而且经济、紧凑和易于操作,加上标准化图象设计程序的发展,激光表演已不再限于天文馆,公司庆典或夜总会。“控制系统和软件的发展有利于我们获取更好的图形和质量更高的图像,同时,比起纯绿光激光器,高功率激光二极管则使我们能够更多的事,它将真正开启激光在图像领域里的应用。”LFIInternational销售部主任 Paul Torgason说,激光二极管使得激光更易进入市场,包括进入那些以前不屑于用激光器的市场。有不少小型剧院,以前也因为激光器价格土的原因而未曾购买,现在他们已能承受这种消费了。  

      特殊效果演示 

      但是,激光器只是激光表演中的一部分。

    过去40年里,激光艺术家热心于寻找各种方法,来实现对激光的控制,他们将激光与声音、图像、烟火等其它特殊媒质结合起来,制造出日渐神奇的艺术作品。最简单的激光表演是让一束光直接射向空气中,不经过任何偏移后反射。另外,人工烟雾可以使激光散射后被人眼看到,水(存在于喷泉、烟尘、雾气中)也是一种散射介质,能达到同样的散射效果,当每滴水珠散射激光时,在相应的散射点上会形成一个闪所烁光斑。 

      然而,大多数激光爱好者真正看好的是:如何采用多种不同的扫描和折射技术,对激光进行更多的变换和操作。最近,典型的激光演示图像包括灯光图像、衍射图像、扫描图像和光栅图像等。当光通过一个慢速转动的透明物体时,可形成灯光图像,当光穿过毛玻璃时,可产生类似于北极光的图像。光栅可以衍射出多种图形,从简单的圆圈到复杂的星系状图形。 

      “为了能驱动离子激光器和一些特殊的晶体,相应的软件必须执行复杂的任务“,Benner说,“它在现实中要求能驱动八个不同颜色的频道,包括红色、桔色、黄色和某种颜色等。但是新激光器出现后,对软件的要求降低了,因为新的系统能控制的频道数目已是实际需求的2.5倍。 
在硬件方面,用激光制造抽象、摇摆图像、以及扫描、动画图像都离不开检流计,检流计是影响以上各种创作的一个关键部分。将检流计安装在镜子上,用电控制镜子的转动,镜子反射入射光就得到扫描图像。声光调制器可用来选取特定颜色的光线或改变光线的亮度。当激光扫描速度很快时,人眼感受到的是一幅连续的图像,而不是一个个移动的光点。光束偏转器的高速调节能力及光束调制的高精度为艺术家带来了极大的便利,帮助他们创造出更清晰、更动人的视觉艺术。数字技术在这方面又做了很好的补充,它可以将很长、很复杂的影像先存储起来,在需要的时候提取、播放,“20世纪70年代,扫描仪被运用到激光表演领域,但是直到1992年,Cambridge Technology公司推出了6800型检流计后,扫描仪才开始快速发展”,Benner说,“同时,多色声光晶体调制器(PCAOM)的出现也使多色光操作变得更容易,这两项技术在一次展销会中同时出现。现在Cambridge*(娱乐市场上检流计系统的主要供货商)又生产出了新型扫描仪6215H,它使全光操作提高。”从Cambridge得知,6215H是目前市场上均方根加速度最高的扫描仪,功耗为60 瓦,高为54毫米。“我们的图像客户使用6215H已能得到2kHZ的扫描速度,而我们的激光投影仪客户使用6215H能在7.50范围内,使激光束的投射频率达到60kpps,这比其它各种检流计扫描仪做得都好”,Cam-bridge Technology董事长Redmond Aylward说到,“与工业标准的CTI6210相比,6215H的最大均方根频率高出了50%。 

      多色声光调制器可以实现对不同波长,不同强度激光的选取,其功能类似于可调谐电子棱镜。让入射光穿过二氧化碲晶体,并在该晶体上加载某一频率的电磁波,则特定波长的光将被衍射一级谱线上。若在该晶体上加多种不同频率的电磁波,即可实现多种谱线的衍射。将晶体的光线输出面沿某一特定的角度切割后,可以使所有谱线都能叠加在一起。每条谱线的强度是对应电磁波强度的函数。当驱动器上电磁波频率跟激光波长所需频率相匹配时,可以强制出大部分波长的光,其中包括647纳米,633纳米、514纳米、488纳米、476纳米和457纳米的光。经过特殊调节处理后,驱动器也可以强制出波长为568纳米(黄色)和520-530纳米(绿色)的光。

      后台技术 

      最后,激光表演是艺术家和艺术的结合,当这两方面的因素逐渐融合到图像制作和投影软件里后,人们就可以更方便地进行激光表演。例如,pangolin公司的Lasershow Designer2000就是让激光艺术家进行图像制作和激光表演(包括播放和现场表演)的软件。 

      “从1992年开始,我们就一直致力于这个版本的研究,希望加点附件,做些改进,使其更完美和更易操作,”Benner说到,“我们的软件是一种可用来进行各种激光表演的工具,包括激光束表演及多媒体播放,而不仅仅是图像显示。无论你指的是烟花和激光表演的集合,还是图像放送和激光表演的结合,这种软件都能轻易做到。我们的有些客户还将激光应用到视频图像上,经过这种高亮度的激光照射后,视频图像变得更为生动、活泼。” 

      Pangolin的最新软件是激光表演转换工具Lasershow Converter Max。过去,动画片是经手绘后被扫描到电脑上,然后用激光方式再现出来。如今,大部分动画都是先用标准的计算机软件制作,然后用这个软件将其转换成激光表演模式。这种操作所需的时间较少,而且分辨率更高,色彩更鲜艳。 

      “如果你借助鼠标在电脑上绘制图像,或者用笔和纸张先绘制出图像,再将它扫描到电脑里去,无论采用以上哪种方式制作一幅图像,每帧所需要时间大约为20分钟”,Benner说到,“而另一方面,你如果先用普通的图像绘制软件,比如3D Studio Max来绘制你想要的图像,并把它输入到 Pangolin的软件中,只需10秒钟,就能转换成激光表演模式。转换工具大大加快了这个过程,同时也提高了图像质量和图像制作效率,并且任何人都能做到。”

 

(编辑:小曾)

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