【機(jī)構(gòu)】：廣東夜太陽科技集團(tuán)有限公司

                 廣東聲光水影規(guī)劃設(shè)計研究院

【摘要】：“飛行燈光”，聽起來非常神奇，難道是把舞臺搬到空中去？是的，沒錯，就是要把燈光飛上天，通過遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)進(jìn)行燈光編程，將多組燈光形成空中燈光秀，在空曠的地方去實現(xiàn)自由的而非局限在舞臺桁架上的燈光效果，像是射燈、手電筒、遠(yuǎn)程探照燈，“宇宙來客”、“七仙下凡”、“群星閃耀”、飛碟等，在空中構(gòu)建一個“空中芭蕾”。

【關(guān)鍵詞】：飛行燈光；無人機(jī)；空中芭蕾；空中燈光秀；舞臺燈光

     “我們仰望星空，它是那樣寥廓而深邃、那樣莊嚴(yán)而圣潔、它是那樣壯麗而光輝；讓我們充滿熱愛、感到敬畏。那永恒的熾熱，讓我心中燃起希望的烈焰、響起春雷。”——前總理溫家寶于2007年發(fā)表于《人民日報文藝副刊》

     千百年來，人們對星空、蒼穹的探索和敬畏無止境，“鷹擊長空”、“追光逐日”、“欲與天公試比高”這些詞，展現(xiàn)了華夏兒女奮發(fā)有為、勇者無懼的精神。近一兩年，最讓國人感到驕傲和自豪的無疑是中國自主研發(fā)建造的太空空間站。據(jù)央視網(wǎng)消息，10月23日，神舟十五號載人飛行任務(wù)已經(jīng)全面進(jìn)入準(zhǔn)備階段，中國空間站建造也即將收官……

     如此種種，華夏兒女從“仰望”到“齊天”，見證著國家航天事業(yè)巨大的發(fā)展加速度，彰顯科學(xué)探測和研究的無窮魅力。那么，回歸制造業(yè)，倚賴桁架的舞臺燈光是否可以搭上“飛天”的構(gòu)想讓光電行業(yè)在空中大秀“科技制造”范？既可以漫步在云端，又能讓天際也能凝視人類的科技之光？

     答案是肯定的。

     “飛行燈光”“空中芭蕾”的最早靈感

     早在2015年，國內(nèi)無人機(jī)剛嶄露頭角的時候，設(shè)計師出身的夜太陽總經(jīng)理王志軍先生，就在構(gòu)想著如何研發(fā)飛行燈光，還親自繪制了圖紙及創(chuàng)意說明，打算申請專利（因未成形，暫時擱置了專利申請計劃），次年，王志軍先生前往德國參加法蘭克福照明展，首次觀看到無人機(jī)燈光秀（現(xiàn)在已經(jīng)常見），光的那部分僅僅是低功率LED燈珠亮起來，并非王志軍先生所說的飛行燈光，二者具有本質(zhì)性區(qū)別（飛行燈光是要將燈光光束射向地面，其技術(shù)難點非常高）。無人機(jī)燈光現(xiàn)已在市面普及，王志軍先生深深念著燈光的“空中芭蕾”該是多么震撼的畫面，于是著手構(gòu)思“舞臺燈光+無人機(jī)”（“飛行燈光”的雛形），并帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊開展研發(fā)工作。

     最開始“載光”工程計劃是搭配很輕的激光束，因為研發(fā)的是“飛行燈光”而不是無人機(jī)燈，亮一亮、靠用一百臺一千臺的陣仗組成圖案，僅僅在天空起到圖案展示的作用。在空中起到舞臺效果作用，像一把劍一樣打過來，或者探照燈從天上射下來這種感覺，全世界還沒有人體驗過。尤其是在空曠的演唱會現(xiàn)場，如果燈光完全靠搭架子，首先是限制了，第二各方面都有固化的感覺。而“飛行燈光”，聽起來非常神奇，難道是把舞臺搬到空中去？是的，沒錯，就是要把燈光飛上天，通過遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)進(jìn)行燈光編程，將多組燈光形成空中燈光秀，在空曠的地方去實現(xiàn)自由的而非局限在舞臺桁架上的燈光效果，像是射燈、手電筒、遠(yuǎn)程探照燈，“宇宙來客”、“七仙下凡”、“群星閃耀”、飛碟等，在空中構(gòu)建一個“空中芭蕾”。由于當(dāng)時無人機(jī)的發(fā)展不成熟，難以核載大功率燈具，一直擱置下來。

     “飛行燈光”要攻克的難點非常多，需要跨界資源整合，他山之石，可以攻玉。

     首先是“飛行燈光”的光源問題。選擇不同光源，決定了不同的功耗、重量、光效、散熱，而這些恰恰是“飛行燈光”最核心的，王志軍先生首先想到的采用功率低、質(zhì)量輕的激光光源來實現(xiàn)“飛行燈光”的其中一款——搖頭激光光束燈，可選用功率分別為10W/30W/60W的激光光源，這類光源耗能低、散熱易，是最佳選擇。由于激光光束聚焦易帶來安全隱患，則將激光束加粗，解除了這種安全隱患的同時，也滿足了視覺的光束感。

     作為“空中芭蕾”，不能只是單調(diào)的搖頭激光光束效果，還要考慮色彩、光斑粗細(xì)，甚至圖案、花式效果等，需要更大功率的光源，目前市面上的大功率光源有氣體放電泡、LED模組，放電泡因其散熱問題不采用，LED模組可以用，但由于單位瓦所產(chǎn)生的光通量還是不夠，因此仍然是一個問題。近幾年，國內(nèi)光源技術(shù)突飛猛進(jìn)，已研制出“白激光”光源，功率大、體積小、散熱好、單位瓦光通量高，是“飛行燈光”的理想光源選擇，可研制出相應(yīng)的表演燈具，如：搖頭彩色光束燈、萬丈光芒等，染色燈由于空中無載體，不適合研發(fā)。

     飛行燈光，主要要攻克的是續(xù)航能力，除了無人機(jī)自重耗能外，還有燈光的耗能、機(jī)械運作系統(tǒng)的耗能等，因此，鋰電池、燈光腔體的結(jié)構(gòu)材質(zhì)、散熱材料選擇就比較重要了。有關(guān)“飛行燈光”的材料和散熱，王志軍先生調(diào)查了無人機(jī)公司和燈體材料供應(yīng)商，原本是金屬鋁質(zhì)材料的鈑金件、車件，均要換碳纖維材料；原本是塑料的燈殼，也要換成碳纖維燈殼，甚至某些配件需不惜代價，換成石墨烯材料……總之，就是要盡可能第“輕”，輕才能降低飛行能耗；在續(xù)航方面，鋰電池是關(guān)鍵。飛行燈光，一次上天飛行需要完成多少動作，需要飛行多久，需要光照多久，選擇什么樣的鋰電池……是非常講究的。夜太陽1.0版本的“飛行燈光”，可以選擇已經(jīng)成熟的無人機(jī)鋰電池，通過增加數(shù)量、制造電池包，可滿足上述要求。

      其次是“飛行燈光”的控制問題。單臺無人機(jī)自身的控制已經(jīng)不是問題了，但是，多臺無人機(jī)組合表演，且要不同的燈光效果編程控制，那就不是一個簡單的問題了，目前市面上有無人機(jī)表演控制軟件，可以實現(xiàn)了無人機(jī)多臺組合、定位、亮燈等功能，但舞臺燈光復(fù)雜的光影編程，無線DMX512信號、RDM信號，如何和無人機(jī)表演控制信號融合，需要上位機(jī)、下位機(jī)兩相融合，需要同時整合無人機(jī)控制系統(tǒng)和舞臺燈光控制系統(tǒng)，否則，飛行燈光的“空中芭蕾”就會變成“群魔亂舞”了。

     再則是“飛行燈光”的安全問題。“飛行燈光”，由于功率大、機(jī)身比較重、表演失誤等因素，最好不要在人群頭頂上表演，并且光束視角需要一定的角度，所以，比較適合在人群頭頂偏斜處，對人群投射。隨著技術(shù)的日益進(jìn)步，也許未來這個問題也不是很重要的。

《中國經(jīng)濟(jì)評論》11期封面

      本論文刊登于國家級雜志《中國經(jīng)濟(jì)評論》 2022 年11期 6月上，并收錄于中國期刊網(wǎng)。