Światło stało się nierozerwalnym elementem każdego wydarzenia artystycznego. Spotykamy je na koncercie, w operze, teatrze, ale również podczas takich wydarzeń jak eventy, wesela, gale. Stało się ono podstawową scenografią, która ma podkreślać muzykę, występ. Poruszać dodatkowe walory estetyczne. Co jednak, gdy światło zamiast przyciągać uwagę, rozprasza ją? Niestety, większość urządzeń oświetleniowych ma tendencję do drżenia w momencie, kiedy musi się szybko zatrzymać. Szczególnie widoczne jest to w sytuacjach, kiedy chcemy uzyskać precyzyjne, punktowe światło. Czy to zjawisko jest nieuniknione?
Efekt drżenia, chybotania urządzeń nazywa się histerezą. Czym jednak jest to zdarzenie? Najprościej można zdefiniować je jako zjawisko zależności aktualnego stanu układu od stanów w poprzedzających chwilach. Inaczej mówiąc, jest to opóźnienie w reakcji na czynnik zewnętrzny. Za odkrywcę histerezy uznaje się James Alfred Ewing, który nie tylko ją nazwał i opisał, ale również badał. Ewing rozpoczął badania nad histerezą magnetyczną od projektu, którego celem było zbadanie wpływu naprężeń na właściwości termoelektryczne metali. W 1881 r. odkrył, że efekt termoelektryczny pozostaje w tyle za zastosowanym naprężeniem. Następnie zasugerował, że inne pary zmiennych również mogą być powiązane w taki cykliczny sposób i zbadał prądy przejściowe wytwarzane przez skręcenie namagnesowanego drutu. Tutaj również znalazł opóźnienie i wprowadził termin histereza, od greckiego słowa oznaczającego „spóźnić się”, aby to opisać. Ewing następnie zajął się badaniem histerezy w magnetyzacji. W 1882 zaobserwował, że obszar zamknięty przez pętlę histerezy jest proporcjonalny do pracy wykonanej podczas pełnego cyklu magnesowania i demagnetyzacji.
Sir James Alfred Ewing
Jaki jednak wpływ ma histereza na ruchome urządzenia oświetleniowe? Najprościej ujmując, w przypadku ruchomej oprawy oświetleniowej, histereza odnosi się do dalszego przemieszczania się obiektu (oprawy) po zaniknięciu czynnika wymuszającego ruch (wyłączenie silnika sterującego). Wynika to z nadania przyspieszenia obiektowi, a w związku z tym wzrostu jego siły bezwładności. Bywa, że występowanie histerezy jest zjawiskiem pożądanym, jednak w omawianym przypadku jest ona wysoce niewskazana. Drgania oprawy po zmianie pozycji przekładają się na niekontrolowany ruch plamy światła, co sprawia, że stworzone show traci na estetyce. Zjawisko to można wyjaśnić na przykładzie charakterystyki statycznej regulatora dwupołożeniowego z dodatnią pętlą histerezy. Podstawowym urządzeniem do utrzymywania obiektu w przestrzeni jest żyroskop. Obecnie najczęściej stosowanymi urządzeniami mającymi za zadanie stabilizację położenia są akcelerometry. Pozwalają one wyznaczyć kąt odchylenia od pionu i przyspieszenie dynamiczne powstałe na skutek np. uderzenia czy wibracji. Przetwarzają one energię drgań na sygnał elektryczny proporcjonalny do wartości przyspieszenia wprawionego w ruch obiektu. Najczęściej stosuje się akcelerometry 3-osiowe. Składają się z trzech czujników, z którego każdy mierzy przyspieszenie w jednym z trzech kierunków. Mając informację o tym, z jakim przyspieszeniem porusza się obiekt i w którym kierunku, można odpowiednio przeciwdziałać niepożądanym drganiom.
Pętla histerezy występująca przy drganiach oprawy po zmianie jej pozycji
Na rysunku 1 przedstawiony jest przykład histerezy obrazującej działanie silników sterujących oprawą oraz jej odchylenia od położenia docelowego 0,0. W puncie A oprawa odchyla się w prawo o wartość OR. Wtedy silnik przeciwdziała temu ruchowi i załączony jest w stan S1. Jednak ze względu na bezwładność oprawy, nie zawraca ona od razu, lecz nadal odchyla się do położenia OR, by w końcu zmienić swój kierunek i odchylać się w lewą stronę do położenia OL. Jako że położeniem docelowym jest 0,0, to konieczne jest powtórne zawrócenie oprawy w prawą stronę. Znowu ze względu na bezwładność wychyla się ona w lewo od położenia OL do momentu, aż przeciwnie działająca siła bezwładności zostanie zniwelowana poprzez załączenie silnika w stan S2, wymuszając tym samym obrót oprawy w prawą stronę. Wynika z tego, że kluczowa jest odpowiednio szybka reakcja sensorów oraz silników w oprawie, by natychmiast reagowały na wychylenia od położenia docelowego. Wtedy szerokość pętli histerezy będzie mniejsza, a tym samym wiązka światła wychodząca z oprawy bardziej stabilna.
EMS – Electronic Motion Stabiliser
Rozwiązaniem okazało się zastosowanie przez Robe lighting technologii EMS. System EMS to technologia zapewniająca dokładne ruchy Pan i Tilt oraz redukująca wibracje systemu audio, ruchu kratownicy oraz podłoża. Umożliwia szybki ruch z natychmiastowymi zatrzymaniami, usuwając histerezę z urządzeń ruchomych, co skutkuje brakiem odchylenia wiązki lub wstrząsami, a tym samym eliminuje przyciągające wzrok rozproszenia. Znalezienie rozwiązania eliminującego zjawisko histerezy jest szczególnie ważne w urządzeniach typu followspot, które ze swojej natury przyciąga uwagę, dlatego też wszelkie zakłócenia, takie jak np. rozchodzenie się wiązki wokół obiektu, mogą być szczególnie rozpraszające. Szczególne zastosowanie znalazło to w połączeniu urządzeń ruchomych z systemem Fo i stworzeniu prostego w obsłudze systemu śledzenia obiektów na scenie.
Jeszcze 20 lat temu ruchome urządzenia oświetleniowe LED produkowano głównie z nastawieniem na rynek rentalowy. Coraz większe wymagania konsumentów, w połączeniu z większą dbałością o środowisko naturalne, zmusiły jednak producentów do szerszego spojrzenia na zastosowanie ich również na rynku teatralnym, eventowym. Urządzenia, które do tej pory miały głównie odpowiadać za show, coraz częściej wykorzystywane są do subtelnych, precyzyjnych wydarzeń artystycznych, podczas których w momencie największego skupienia nie mogą rozpraszać widza. Dlatego tak istotne jest, że najwięksi producenci opraw oświetleniowych w swojej pracy coraz mocniej skupiają się nad nowinkami technologicznymi, jak np. EMS, które, na ogół niewidoczne, mogą zrobić bardzo dużą różnicę przy odbiorze danego wydarzenia.
Tekst: Prolight
