Iluminación inteligente

La iluminación inteligente se refiere a la iluminación con capacidades automatizadas o mecánicas que van más allá de la iluminación convencional y fija. Si bien las luces inteligentes más avanzadas pueden producir efectos extraordinariamente complejos, la inteligencia reside en el diseñador de iluminación , el programador del sistema de control o el operador de iluminación , y no en la propia luminaria. La iluminación inteligente (ILS, por sus siglas en inglés) también se conoce como iluminación automatizada , luces móviles , cabezas móviles o simplemente sistemas de movimiento .

Más recientemente, el término ha caído en desuso, ya que las capacidades que antes se reservaban a una categoría específica de equipos de iluminación (sobre todo el cambio de color y el enfoque variable) se han generalizado en una amplia gama de dispositivos. La distinción se ha vuelto más difusa con la introducción de máquinas que no se considerarían luces, pero que comparten la capacidad de cambiar su orientación y se controlan mediante el mismo protocolo DMX512 , como los proyectores con yugo móvil.

Existen numerosas patentes de iluminación inteligente que datan de 1906, con Edmond Sohlberg de Kansas City, EE. UU. La linterna utilizaba una bombilla de arco de carbono y funcionaba no con motores ni ningún tipo de electrónica, sino mediante cables que se accionaban manualmente para controlar el movimiento horizontal, vertical y el zoom.

En 1925, Herbet F. King utilizó por primera vez motores eléctricos para mover la luminaria y, por consiguiente, la posición del haz de luz (patente estadounidense n.º 1.680.685). En 1936, se concedió la patente estadounidense n.º 2.054.224 a un dispositivo similar, en el que el movimiento horizontal y vertical se controlaban mediante un joystick en lugar de interruptores. Desde entonces hasta 1969, otros inventores fabricaron luminarias similares y perfeccionaron la tecnología, pero sin lograr avances significativos. Durante este periodo, Century Lighting (actualmente Strand) comenzó a comercializar unidades fabricadas a medida, que se adaptaban a cualquiera de sus luminarias existentes de hasta 750 W para controlar el movimiento horizontal y vertical.

George Izenour logró el siguiente avance en 1969 con la primera luminaria que utilizaba un espejo en el extremo de un elipsoide para redirigir el haz de luz de forma remota. En 1969, Jules Fisher, del teatro Casa Mañana en Texas, presenció la invención y el uso de 12 lámparas PAR 64 con bombillas de 120 W y 12 V, con un giro de 360 ​​grados y una inclinación de 270 grados, un estándar que se mantuvo hasta la década de 1990. Esta lámpara también se conocía como el "Mac-Spot" ^{[ 1 ].}

En Bristol, en 1968, también se estaban logrando avances, principalmente para su uso en música en vivo. Peter Wynne Wilson menciona el uso de  perfiles de 1 kW, con diapositivas sobre las que se imprimían gobos , insertadas desde un carrete como en un proyector de diapositivas. Los dispositivos también contaban con un iris y una rueda de gel multicolor. Estas luces estaban equipadas con espejos y crearon un impresionante espectáculo de luces para un concierto de Pink Floyd en Londres. Otro dispositivo conocido como "Cycklops" también se utilizó para música en los EE. UU., aunque sus capacidades eran limitadas. Con solo funciones de paneo, inclinación y color, y con 1,2  metros de largo y un peso de 97  kilogramos incluyendo el balasto, eran pesados ​​y engorrosos. Estas unidades fueron diseñadas más bien para reemplazar a los operadores de focos locales, que siempre resultaban poco fiables.

En 1978, Showco, una empresa de iluminación y sonido con sede en Dallas, Texas, comenzó a desarrollar una luminaria que cambiaba de color mediante la rotación de filtros dicroicos . Durante su desarrollo, los diseñadores decidieron incorporar motores para controlar el movimiento horizontal y vertical. Presentaron la luminaria a la banda Genesis en un granero de Inglaterra en 1980. La banda decidió financiar el proyecto. Showco creó una empresa independiente llamada Vari-Lite , y la primera luminaria también recibió ese nombre. Esta luminaria utilizaba una de las primeras consolas de iluminación con núcleo digital, lo que permitía programar los diferentes estados de iluminación.

Posteriormente, Genesis encargó 55 Vari-lites para su siguiente serie de conciertos en el Reino Unido. Las luces venían acompañadas de una consola Vari-Lite con 32 canales, cinco procesadores 1802 y una notable mejora respecto a la primera consola, que era muy sencilla y contaba con una unidad de procesamiento externa.

En 1986, Vari-Lite presentó una nueva serie de luminarias y consolas de control. Denominaron al nuevo sistema Serie 200, y las nuevas luminarias se designaron como "VL-2 Spot Luminaire" y "VL-3 Wash Luminaire". El sistema Serie 200 se controlaba mediante la consola Artisan. Vari-Lite renombró retroactivamente el sistema original como "Serie 100". La consola original de Vari-Lite pasó a llamarse "Consola Serie 100" y la luminaria original de Vari-Lite se denominó retroactivamente "VL-1 Spot Luminaire". El prototipo de luminaria que se mostró a Genesis en 1980 fue renombrado como "VL-zero" a mediados de la década de 1990 para mantener la coherencia en la nomenclatura.

En 1985, Summa Technologies fabricó el primer cabezal móvil que utilizaba el protocolo DMX512 . Hasta entonces, los cabezales móviles empleaban otros protocolos de comunicación, como DIN8, AMX, D54 y los protocolos propietarios de otras compañías, como VariLite, Tasco, High End y Coemar. El Summa HTI contaba con una bombilla HTI de 250 W, dos ruedas de color, una rueda de gobos, un atenuador mecánico y funciones de zoom.

El primer escáner comercializable y producido en masa fue el Coemar Robot, lanzado en 1986. Inicialmente se fabricaba con la lámpara GE MARC350 o la Philips SN250. Las versiones posteriores venían equipadas de fábrica con la Osram HTI400, una modificación que High End Systems venía realizando desde 1987. El Robot utilizaba servomotores de aeromodelismo para controlar el movimiento horizontal, vertical, el color y los gobos, y la rueda de gobos también actuaba como obturador. La rueda de color contaba con cuatro filtros dicroicos (rojo, azul, amarillo y verde), y la rueda de gobos contenía cuatro patrones preimpresos (no reemplazables). El Robot se comunicaba mediante un protocolo propietario de 8 bits, pero carecía de microprocesadores, memoria RAM, sistema operativo u otros dispositivos lógicos modernos.

En 1987, Clay Paky comenzó a fabricar sus primeros escáneres, el Golden Scan 1 y el Crystal Scan. Utilizaban motores paso a paso en lugar de servomotores y una lámpara HMI 575, brillante y con un haz de luz mucho más uniforme. Posteriormente, en 1989, High End, distribuidora de Clay Paky en aquel entonces, lanzó el Intellabeam.

En la década de 1990, Martin , una empresa danesa fabricante de máquinas de humo, vislumbró el futuro . Comenzaron a producir una línea de escáneres, conocidos como Roboscans, con diversas especificaciones para diferentes usuarios. Su nombre se basaba en su potencia, comenzando con los modelos 1004 y 1016. Posteriormente, lanzaron los modelos 804 y 805, diseñados para espacios pequeños. Otros modelos disponibles fueron el 218, 518, 812, 918 y el 1200Pro. Martin también lanzó una nueva gama de cabezas móviles, la serie Martin MAC. Esta serie sigue siendo popular hoy en día, con nuevos modelos como el MAC III y el MAC Viper, que se encuentran entre las luces móviles de mayor calidad.

El desarrollo más reciente en iluminación inteligente es la iluminación digital, con dispositivos como el DL3 de High End Systems. Estos dispositivos constan de un proyector LCD o DLP brillante montado sobre una horquilla móvil, similar a la de una cabeza móvil convencional. Además, incorporan un servidor multimedia integrado que permite millones de opciones de color, una amplia biblioteca de imágenes tipo gobo y la proyección de imágenes y vídeo.

Los focos móviles se dividen comúnmente en cuatro categorías principales: puntuales, de lavado, de haz y híbridos.

• Los focos están diseñados para proyecciones precisas, y a menudo utilizan gobos para crear patrones y formas.
• Las luminarias tipo wash proporcionan un haz de luz más suave y amplio para la iluminación general del escenario y los baños de color.
• Los focos direccionales generan un haz de luz estrecho y concentrado que resulta muy visible en efectos atmosféricos como la neblina o el humo.
• Las luminarias híbridas combinan características de los otros tipos, lo que les permite funcionar como unidades de foco, lavado y haz, según la programación.

Esta categorización se utiliza ampliamente en el diseño de iluminación para escenarios y eventos. ^{[ 2 ]}

Una luz automatizada, denominada propiamente luminaria o cabezal móvil, es un instrumento versátil y multifuncional diseñado para reemplazar varias luces convencionales fijas. Según el lugar y la aplicación, las luminarias automatizadas pueden ser una opción versátil y económica para complementar un parque de luces tradicional, ya que, con la programación adecuada, pueden modificar rápidamente muchos aspectos de su óptica, cambiando la "personalidad" de la luz con gran agilidad. La iluminación suele estar preprogramada y se reproduce mediante comandos sencillos, aunque los cabezales móviles pueden controlarse en directo si el operador tiene la experiencia suficiente.

La mayoría de las cabezas móviles tienen todas o algunas de las siguientes características. Cada una está asignada a un número de canal.

Las luces móviles se controlan de diversas maneras. Generalmente, las luminarias se conectan a una consola de control de iluminación , que emite una señal de control. Esta señal envía datos a la luminaria normalmente de tres maneras: analógica (que prácticamente ha quedado obsoleta), DMX (que significa "Multiplexación Digital", también el protocolo de control estándar de la industria) o control Ethernet (como ArtNet o sACN). La luminaria recibe esta señal y la traduce en señales internas que se envían a los numerosos motores paso a paso ubicados en su interior.

La gran mayoría de las cabezas móviles se controlan mediante el protocolo DMX , generalmente utilizando un cable blindado de par trenzado dedicado.con conectores XLR de 5 pines en los extremos. ^{[ 3 ]} A cada dispositivo se le asigna un bloque de canales DMX en uno de los universos DMX del recinto (un conjunto autónomo de cables y dispositivos que puede operar un máximo de 512 canales individuales). La mesa de iluminación central transmite datos en estos canales que el dispositivo inteligente interpreta como ajustes de valor para cada una de sus muchas variables, incluyendo color , patrón , enfoque , prisma , paneo (balanceo horizontal), inclinación (balanceo vertical), velocidad de rotación y animación .

Dado que las cabezas móviles no alcanzaron gran popularidad hasta que el predecesor de DMX, AMX (Analog Multiplex), superó el apogeo de su popularidad, muy pocas utilizan control analógico debido a las severas limitaciones de ancho de banda, velocidad de transferencia de datos y posible imprecisión. Algunos de los dispositivos inteligentes más modernos utilizan cableado RJ-45 o Ethernet para la transferencia de datos, gracias al mayor ancho de banda disponible para controlar efectos cada vez más complejos. Con la nueva tecnología Ethernet, las superficies de control ahora pueden gestionar una gama mucho mayor de dispositivos automatizados.

El desarrollo más reciente en el control de iluminación es RDM (Lighting) , o Gestión Remota de Dispositivos. Este protocolo permite la comunicación entre el controlador de iluminación y las luminarias. Con RDM, los usuarios pueden solucionar problemas, configurar, identificar y gestionar las luminarias desde la consola de iluminación compatible con RDM.

Las luces móviles son mucho más difíciles de programar que las convencionales, ya que cada unidad tiene más atributos que controlar. Una luminaria convencional simple utiliza un solo canal de control por unidad: la intensidad. Todo lo demás que debe hacer la luz se configura manualmente (color, posición, enfoque, etc.). Una luminaria automatizada puede tener hasta 30 canales de control. Existe una gran variedad de productos en el mercado que permiten a los operadores y programadores controlar fácilmente todos estos canales en múltiples luminarias. Las mesas de control de iluminación siguen siendo el mecanismo de control más común, pero muchos programadores utilizan software informático. Actualmente, hay software disponible que proporciona una vista previa renderizada de la salida producida por el sistema una vez que las luminarias están conectadas al programa o consola. Esto permite a los programadores trabajar en su espectáculo antes de entrar al teatro y saber qué esperar cuando las luces estén conectadas a su controlador. Estos productos suelen incluir algún método para convertir la salida USB de una computadora a una salida DMX .

Las luminarias inteligentes suelen emplear lámparas de arco compactas como fuentes de luz. Utilizan servomotores o, más comúnmente, motores paso a paso conectados a dispositivos internos mecánicos y ópticos para manipular la luz antes de que salga de la lente frontal de la luminaria. Algunos ejemplos de estos dispositivos internos son:

• Los reguladores mecánicos de intensidad se utilizan para variar la intensidad de la luz. Suelen consistir en un disco o un obturador mecánico especialmente diseñado. Los obturadores con motores paso a paso de alta velocidad permiten crear efectos estroboscópicos.
• Ruedas de color con filtros de color dicroicos que se utilizan para cambiar el color del haz.
• Filtros de mezcla de color cian , magenta y amarillo variables e incrementales para variar el color del haz mediante mezcla de color sustractiva . Con este método, se puede crear una gama de colores mucho más amplia que la que se puede lograr con filtros de un solo color. ^{[ 4 ]}
• Se utilizan trenes de lentes automatizados para ampliar y enfocar el haz; los diafragmas se utilizan para cambiar el tamaño del haz. Algunos dispositivos tienen hasta 10 prismas y lentes controlados independientemente para enfocar y dar forma al haz. ^{[ 5 ]}
• Ruedas de patrones con gobos y obturadores para cambiar la forma del haz o proyectar imágenes. Algunos dispositivos cuentan con motores para girar el gobo dentro de su carcasa y crear efectos giratorios, o utilizan sus complejos sistemas de lentes para lograr el mismo efecto.
• Persianas de encuadre automatizadas para dar forma al haz y controlar la dispersión no deseada.

Estas luminarias también utilizan motores para permitir el movimiento físico del haz de luz mediante:

• Hacer pivotar un espejo automatizado que refleje el haz a lo largo de los ejes x e y , o
• Fijación de todo el conjunto de lentes del dispositivo a una horquilla con movimiento panorámico e inclinación motorizados.

Cabe señalar que los dispositivos que utilizan el método anterior no son técnicamente "cabezas móviles", ya que la fuente de luz en sí no se mueve. Sin embargo, el término "cabeza móvil" se utiliza indistintamente a lo largo de este artículo. En una cabeza móvil, los gobos de vidrio pueden presentar algún defecto causado por los reflejos de la luz en la lente; para solucionar este problema, se pueden utilizar gobos antirreflectantes.

Las luces inteligentes (ahora comúnmente conocidas como cabezas móviles o automatizadas) se pueden usar donde se necesite una iluminación potente capaz de generar cambios rápidos y extremos de ambiente y efectos. Por lo tanto, las cabezas móviles serían inapropiadas en un entorno que no requiera una iluminación intensa (como un hogar) o donde la "calidad" de la luz requerida no varíe excesivamente (aunque puede ser necesaria una iluminación muy potente para un recinto como un estadio). Naturalmente, existen excepciones a esta regla, sobre todo el uso de un gran número de cabezas móviles para eventos deportivos internacionales, como los Juegos de la Commonwealth ^{[ 6 ]} o los Juegos Olímpicos ^{[ 7 ]} , donde a menudo se utilizan miles de dispositivos automatizados para iluminar las ceremonias de apertura y clausura. Los Juegos Olímpicos de Verano de 2008 , en Pekín, contaron con una estructura de alrededor de 2300 dispositivos inteligentes, que es "el mayor sistema de iluminación automatizada jamás instalado para un solo evento" ^{[ 8 ].}

Por lo general, el uso de iluminación inteligente se limita a teatros , conciertos , discotecas e iglesias, donde se aprovecha al máximo la versatilidad de estos dispositivos. En estas aplicaciones, el uso de las luminarias se puede clasificar informalmente en dos categorías: activas y pasivas (aunque no son términos estandarizados).

El uso pasivo de la iluminación automatizada implica aprovechar su versatilidad para realizar tareas que, de otro modo, requerirían muchas luces convencionales. Por ejemplo, de seis a ocho cabezas móviles pueden crear un efecto azul texturizado que simula la noche en el suelo del escenario, mientras que iluminan a los actores con luz ámbar durante una escena , creando una sensación de crepúsculo o noche. Con solo pulsar un interruptor, la luminaria puede cambiar a un efecto rojo animado que simula el fuego para la siguiente escena. Intentar esta transición con luminarias tradicionales podría requerir hasta treinta aparatos. En este caso, las luminarias automatizadas no hacen nada que no se pueda lograr con luminarias convencionales, pero reducen drásticamente la cantidad de luces necesarias en un montaje . Otras funciones de las luminarias automatizadas, como los gobos giratorios , también son posibles con luminarias convencionales, pero son mucho más fáciles de producir con luminarias inteligentes. 

El uso activo de luces automatizadas sugiere que la luminaria se utiliza para realizar tareas que, de otro modo, requerirían intervención humana o serían simplemente imposibles con equipos convencionales. Por ejemplo, varias cabezas móviles que producen haces de luz blanca pura y muy enfocados directamente sobre el escenario crearán un efecto fantástico que recuerda a los focos de un helicóptero (especialmente si se utiliza una máquina de humo o una máquina de niebla para hacer visibles los haces ). Recrear tal efecto sin luces inteligentes requeriría al menos un operador humano sentado directamente sobre el escenario con un foco de seguimiento , lo que generalmente se consideraría demasiado caro para un efecto tan sutil.

Los cabezales móviles suelen dividirse en focos, luces de lavado y luces de haz. Varían en uso y funciones, pero muchas empresas ofrecen versiones de perfil y de lavado del mismo modelo de luz. Las luces de perfil generalmente contienen características como gobos y prismas, mientras que las luces de lavado tienen una óptica más simple y una apertura de haz más amplia que resulta en un ángulo de haz más amplio, que puede ser alterado por lentes internas o "efectos de escarcha". Las luces de lavado tienen más probabilidades de tener mezcla de color CMY, aunque es común que los focos de alta gama también tengan estas características. Las unidades de foco se utilizan generalmente por su efecto de haz (generalmente a través de humo o niebla) y la capacidad de proyectar textura, mientras que las luces de lavado tienden a usarse para proporcionar un lavado de escenario .

Los focos de haz suelen tener una funcionalidad muy similar a la de los focos convencionales, con una diferencia clave: los focos de haz utilizan una lente gran angular para crear un haz aún más intenso. Un foco convencional típico tiene un ángulo de haz de entre 15 y 35 grados, mientras que un foco convencional promedio tiene un ángulo de entre tres y siete grados, e incluso algunas empresas de alta gama fabrican focos con haces de cero grados. Este tipo de efectos de haz se ven menos en el teatro y más en clubes y conciertos.

No todas las luces con movimiento pueden considerarse inteligentes. Las luminarias básicas y económicas, comercializadas principalmente para DJs, clubes o tiendas de artículos de regalo, no ofrecen más opciones de control que encenderlas o apagarlas. Esta falta de funciones o de control remoto las sitúa solo un escalón por encima de los sistemas de iluminación escénica convencionales .

La introducción de dispositivos denominados "Auto-yokes", inspirados en el diseño original de la compañía City Theatrical, difumina la línea entre una luminaria "convencional" y una "inteligente". Diseñados para reemplazar los soportes de montaje estáticos en las luces de escenario, los "Auto-yokes" ofrecen las funciones de paneo e inclinación propias de las luminarias automatizadas tradicionales. Al combinarse con una luminaria LED o un selector de color, se pueden replicar fácilmente las funciones más comunes de una luz automatizada. ^{[ 9 ]} Los "Auto-yokes" se promocionan a menudo como una forma de modernizar y aumentar la flexibilidad del inventario de luminarias a un costo menor que el de reemplazarlas por luces inteligentes.

En general, los espejos móviles ajustan la posición de las luces más rápidamente que las luminarias de cabeza móvil; sin embargo, estas últimas ofrecen un rango de movimiento mucho mayor. El movimiento de las luces con espejo tiende a ser rectilíneo, ya que el centro de movimiento de ambos ejes suele estar en el mismo lugar (detrás del centro del espejo). Las luminarias de cabeza móvil, en cambio, ofrecen un rango de movimiento mucho más concéntrico debido a la separación de sus ejes. Se logra un funcionamiento mucho más suave si un eje de la luminaria describe un círculo (generalmente el paneo) y el otro (inclinación) modifica el diámetro de dicho movimiento circular.

En las primeras luminarias, se podía lograr un efecto de gobo pseudo giratorio moviendo la inclinación en línea con el otro eje y luego moviendo el paneo de un extremo al otro.

• Instrumento de iluminación escénica