31 Jul 媒体自动化——浅析PLC控制技术在艺术作品中的应用
媒体自动化——浅析PLC控制技术在艺术作品中的应用
施洪法 张佳乐
随着科学技术的发展，科技越来越多地融入到当代艺术作品中。技术也可以作为一种艺术语言来表达艺术家的思想和创作理念。本文主要介绍自动控制技术如何应用到艺术装置作品中。
艺术院校的新媒体专业如今普遍地在传授ARDUINO技术，通过这些简单易学的计算机技术，让艺术院校的学生能够在短时间内了解计算机原理，并且创作、制作出相应的的艺术装置作品。但是ARDUINO控制板也存在相应的短板，比如可靠性与应用范围。可靠性成为这类作品的缺陷，一个很好的创作理念，由于硬件的选择与制作工艺的问题，让这类作品只能呈现在工作室、实验室，成为一件概念性作品，无法可靠地在公共艺术场所、美术馆、博物馆等场合稳定地呈现，无法让更多的观众有机会了解这件作品的全貌。另一个方面在应用领域，由于受到ARDUINO设计思路的影响，也存在局限性。为了提高和解决机械电子装置艺术作品的稳定性以及呈现的多样性，我们现在在一些符合条件的作品中开始尝试引入和使用PLC技术。
一、简介
PLC是可编程逻辑控制器的缩写，在工业领域已经有广泛的应用。对于艺术创作来说，PLC产品设计不仅具有高可靠性（抗强电磁干扰，抗高温，输入、输出接线可靠），而且对不具有专业计算机知识的使用者，具有快速入门的便利。
PLC控制器具有以下几点功能和特点：1、数据采集。我们在一些互动作品中需要采集外部的信息，比如温度变化，光照强度的变化等。2、数据运算。采集来的数据融入和结合进我们艺术家的思想之中，就是通过数学运算以及套入一定规律的公式得出艺术家想要的艺术结果。3、强大的带负载能力。PLC输出端口可以根据作品的需要直接驱动作品表现所需要的灯具、电机、音频、视频播放设备。4、数据传输通信能力。PLC可以进行数据交换和传输，利用这个功能实现作品网络架构。5、多种编程方式，简单易学的编程方法。对程序指令不熟悉的艺术家可利用图块的方式按照自己的作品需求堆出一个程序表。
二、应用举例
在我们媒体自动化作品中主要控制和处理的对象表现为：1）声音、视频、灯光；2）机械运动轨迹。下面就PLC的基本功能和特点，举例论述针对媒体艺术创作中出现的问题，用PLC技术解决和呈现的方式方法。
声音是最容易影响和感染受众的一种媒介。现在举最简单一个声音作品的控制原理来说明PLC的应用。例如：在一个大的封闭空间中，为了表现一个特定声音在不同位置的规律出现，让观众随着声音的位置变换，自动地跟随声音设计的轨迹和作品互动。
如图一所示，7个位置按照预先设定的时刻表发出声音，引导观众按照图中所示路线行进。早期这类作品，我们一般处理和解决的方法是通过专用的音频处理软件，把音频素材分成多轨，合成一个音频文件。通过计算机专用播放软件播放再连接多声道声卡，还原成多路音频输出信号，再把这些多路音频信 号对应的连接到多声道音频功率放大器。最后把扬声器接到音频功率放大器上，把扬声器布置到现场空间。这个描述通过下面的图二说明：
按照以上的方法完成这一类作品存在多个难题。1、先期的音频软件处理，需要专业的技能。2、播放设备需要计算机，多路声卡，多路的功放，硬件成本提升，现场安装布置困难。3、受到软件和硬件的限制，输出路数不能太多，超过七路就非常困难了。诸多的限制使得这一个简单的互动作品实现变得比较困难。那么我们现在改变一下思路，利用PLC技术，从最基本的作品需求出发去设计实现这个作品。我们的作品只是希望某一时刻在这个空间的某一点有一个声音发出，下一个时刻这个声音变化到另一个点。所以在这个空间中按照时间关系，我们只需要七个扬声器和一个带功放的声音信号源和一个PLC控制器。这些硬件简单组合就能实现，结构框图如图三。
这个结构硬件结构简单清晰，控制原理简单，便于我们非计算机专业的艺术家和学生的理解和使用。并且在不改变硬件结构的情况下，只需要改变PLC控制器中的程序代码，就可以改变成另一种表现手法。也可以在这个硬件结构的基础上像搭建积木一样，增加一些输入设备创作出全新的互动作品。
三、展望与限制
目前，国内已经有少数艺术家在自己的作品中开始尝试使用这种技术。生产厂商也根据市场需求，通过不断的技术进步设计出了更多专用场合的PLC控制器。这些来源于生活的技术，将不断给艺术创作注入新鲜的血液。当然PLC控制器也存在一些如ARDUINO板一样的局限，因为初始设计PLC是为了可靠的应用于恶劣环境中的自动化控制。对于运算量巨大的图像就无法直接处理，需要借助第三方设备，然后再通过控制第三方设备来实现总体艺术方案。最后希望通过对这些技术的了解，为艺术家创作、设计出更多有趣的作品提供帮助。