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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage zur Erzeugung eines Lichteffekts unter Verwendung eines Lichtstellpults.
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Lichtstellpulte dienen zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen, wie sie beispielsweise in Theatern und Konzertbühnen zum Einsatz kommen. Diese Beleuchtungsanlagen umfassen regelmäßig eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen, beispielsweise Bühnenscheinwerfern, wobei die Beleuchtungseinrichtungen vielfach noch für sich genommen zwischen einer Vielzahl von Beleuchtungszuständen, beispielsweise unterschiedlichen Farben, unterscheiden können. Diese unterschiedlichen Beleuchtungszustände der Beleuchtungseinrichtungen werden durch programmierte Stellparameter im Beleuchtungsprogramm des Lichtstellpults gesteuert. Während des Programmablaufs des Beleuchtungsprogramms werden die Stellparameter dann als Stellbefehle, beispielweise als DMX-Befehle, über entsprechende Datenverbindungen an die Beleuchtungseinrichtungen übertragen. Übliche Beleuchtungsanlagen können dabei bis zu mehrere tausend Beleuchtungseinrichtungen umfassen.
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Von besonderer Bedeutung für die Gestaltung von Bühnenshows sind sogenannte Lichteffekte. Bei diesen Lichteffekten handelt es sich um Programmabschnitte des Beleuchtungsprogramms, mit denen bestimmte Stellwertkombinationen der einzustellenden Stellparameter kontinuierlich abgefahren werden. Durch Erzeugung eines solchen Lichteffekts kann beispielsweise ein bestimmter Scheinwerfer dahingehend gesteuert werden, dass er eine vorgegebene Bewegungskurve, beispielsweise eine Kreisbewegung, mit seinem Lichtkegel auf der Bühne ausführt. Die Erzeugung der Lichteffekte beruht dabei jeweils darauf, dass bestimmte Stellwertkombinationen erzeugt und an die Beleuchtungseinrichtung übertragen werden, um auf diese Weise die gewünschten Effekte zu realisieren.
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Aus der
DE 10 2014 113 453 A1 ist ein Lichtstellpult bekannt, das zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen, beispielsweise einer Bühne, geeignet ist, wobei das Lichtstellpult eine Anzeige zur Abbildung der Beleuchtungsanlagen umfasst. Die in der Abbildung gezeigten Beleuchtungsanlagen lassen sich mittels einer räumlich bewegbaren Bedienungsvorrichtung steuern, wobei die realen Beleuchtungsanlagen nach dem Bewegungsablauf ansteuerbar sind.
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Aus der
DE 10 2008 006 444 A1 ist ein Lichtstellpult bekannt, das zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen eine berührungssensitive Sensoroberfläche umfasst, wobei auf der Sensoroberfläche mehrere Berührungen gleichzeitig ausgewertet und verarbeitet werden können und wobei auf der Sensoroberfläche Einstellmöglichkeiten der Beleuchtungsanlagen darstellbar sind.
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Aus der
DE 10 2016 118 598 A1 ist ein Lichtstellpult zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen bekannt, das die Stellung von Bedienelementen in digitale Signale umwandelt und durch eine Kühlung mit indirekter Wärmeübertragung gekühlt wird.
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Nachteilig an den bekannten Verfahren zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen mit einem Lichtstellpult zur Erzeugung von Lichteffekten ist es, dass die Programmierung der dazu notwendigen Stellwertkombinationen hochkomplex ist und deshalb einen hohen Zeitaufwand erfordert. Die Programmierung von komplexen Lichteffekten kann deshalb bei vielen Bühnenshows nicht realisiert werden, da die Programmierung für den Lichtshowgestalter zu aufwendig würde.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage mit einem Lichtstellpult vorzuschlagen, mit dem Lichteffekte sehr einfach und sehr schnell erzeugt werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass die zumindest zwei Stellparameter, die zur Gestaltung des Lichteffekts Verwendung finden sollen, eine Stellbereichsebene bilden. Die Grenzen der Stellbereichsebene werden dabei durch die physikalischen Grenzen des einstellbaren Stellbereichs der Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise den maximalen Stellwinkel einer verstellbaren Leuchte oder die maximale Helligkeit eines Scheinwerfers, definiert. Zur Steuerung des Lichteffekts müssen nun Punkte aus der Stellbereichsebene ausgewählt werden, wobei jeder Punkt in der Stellbereichsebene eine Stellwertkombination definiert, die als Stellbefehl an die Beleuchtungseinrichtung übertragen werden kann.
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Zur Erzeugung des Lichteffekts ist es nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst zumindest zwei Knotenpunkte in der Stellbereichsebene festgelegt werden. Jeder dieser Knotenpunkte besteht dabei aus einem Wertepaar der beiden Stellwerte, die die Stellbereichsebene bilden.
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Anschließend wird mit einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift eine Effektfunktionskurve berechnet, die alle Knotenpunkte in der Stellbereichsebene miteinander verbindet. Die Effektfunktionskurve überstreicht dabei alle Punkte in der Stellbereichsebene, die anschließend als Stellwertkombinationen für die Erzeugung des Lichteffekts infrage kommen.
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Anschließend werden dann Stellwertkombinationen ausgewählt, die auf der Effektfunktionskurve liegen.
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Zuletzt werden dann die aus der Effektfunktionskurve ausgewählten Stellwertkombinationen vom Lichtstellpult an die Beleuchtungseinrichtungen übertragen, um den Lichteffekt auf der Bühne auszuführen. Die Übertragung der Stellwertkombinationen kann dabei in der Art von DMX-Befehlen erfolgen.
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Welche Stellparameter zur Erzeugung des Lichteffekts gewählt werden, ist grundsätzlich beliebig und hängt von der Art des gewünschten Lichteffekts ab. Als mögliche Stellparameter zur Bildung der Stellbereichsebene bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommen beispielsweise die Helligkeit und/oder die Farbe (Farbkanäle) und/oder der Zoomfaktor infrage.
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Von größter Bedeutung für die Gestaltung von Lichteffekten sind bestimmte Bewegungsabläufe von verstellbar gelagerten Beleuchtungseinrichtungen. Insbesondere ist die Einstellung von um zwei Schwenkachsen verschwenkbaren Beleuchtungseinrichtungen bedeutsam. Die beiden Stellwinkel der um die Schwenkachsen verschwenkbaren Beleuchtungseinrichtungen werden dabei üblicherweise als Pan und Tilt bezeichnet. Um bestimmte Bewegungsabläufe dieser Beleuchtungseinrichtungen in Lichteffekten definieren zu können, ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn die beiden Stellwinkel (Pan und Tilt) der verschwenkbaren Beleuchtungseinrichtungen die beiden Stellwertachsen der Stellbereichsebene definieren.
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Um saubere Übergänge bei der Steuerung eines Lichteffekts zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Effektfunktionskurve als stetige Funktion ohne Unstetigkeit im Funktionsgraphen berechnet wird.
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Mit welcher Berechnungsfunktion die Effektfunktionskurve nach Festlegung der Knotenpunkte in der Stellbereichsebene erfolgt, ist grundsätzlich beliebig. Besonders einfach und exakt kann diese Berechnung erfolgen, wenn die Effektfunktionskurve als Spline-Funktion n-ten Grades berechnet wird. Insbesondere Spline-Funktionen 2-ten oder 3-ten Grades können sehr schnell und damit nahezu in Echtzeit berechnet werden, um die zuvor festgelegten Knotenpunkte in der Stellbereichsebene mit einer stetigen Effektfunktionskurve miteinander zu verbinden.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Effektfunktionskurve einen zirkular geschlossenen Funktionsgraphen aufweist. Während des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei der Steuerung des Lichteffekts diese zirkular geschlossene Funktionskurve dann mehrfach hintereinander durchlaufen werden, um entsprechende Wiederholungen des Lichteffekts zu realisieren.
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Um dem Gestalter von Lichteffekten einen weiteren Gestaltungsaspekt zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steigung der Effektfunktionskurve in einem Knotenpunkt als Randbedingung für die Berechnung der Effektfunktionskurve vorgegeben wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei der Berechnung der Effektfunktionskurve nicht nur die Knotenpunkte selbst, sondern auch die Steigung in den Knotenpunkten als Randbedingung vorgegeben wird.
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In welcher Weise die Steigung der Effektfunktionskurve durch den Gestalter des Lichteffekts vorgegeben wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders einfach kann dies dadurch erfolgen, dass der Gestalter eine Tangente in einem Knotenpunkt vorgibt. Der Verlauf der Tangente ergibt dann die Steigung der Effektfunktionskurve im Knotenpunkt.
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In seiner Grundform dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Beleuchtungsanlage bei der Realisation eines Lichteffekts mit einer Beleuchtungseinrichtung. Besonders große Wirkung zeigen Lichteffekte jedoch, wenn mehrere Beleuchtungseinrichtungen dabei gleichzeitig beteiligt sind. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante ist es deshalb vorgesehen, dass zur Gestaltung des Lichteffekts mehrere Beleuchtungseinrichtungen gleichzeitig angesteuert werden, wobei für jede Beleuchtungseinrichtung eine eigene Effektfunktionskurve berechnet wird. Die Effektfunktionskurven der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen können dabei durchaus auch identisch oder zumindest ähnlich sein.
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In welcher Weise die Stellbereichsebene für den Gestalter des Lichteffekts angezeigt wird, ist grundsätzlich beliebig. Bevorzugt kann dies dadurch erfolgen, dass die Stellbereichsebene an einem Bildschirm des Lichtstellpults angezeigt wird.
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Weiterhin ist es grundsätzlich beliebig, in welcher Weise die Knotenpunkte in der Stellbereichsebene durch den Gestalter des Lichteffekts festgelegt werden.
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Besonders einfach kann dies dadurch erfolgen, dass der Bildschirm des Lichtstellpults eine berührungssensitive Oberfläche aufweist. Die Knotenpunkte in der Stellbereichsebene kann der Gestalter des Lichteffekts dann durch Berührung der berührungssensitiven Oberfläche des Bildschirms festlegen. Bei der Ausführung des Lichteffekts müssen entsprechend dem Programmablauf einzelne Stellwertkombinationen, die auf der Effektfunktionskurve liegen, ausgewählt werden. In welcher Weise diese Auswahl erfolgt, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die ausgewählten Stellwertkombinationen aus der Effektfunktionskurve jeweils einen äquidistanten Abstand auf der Effektfunktionskurve aufweisen. Dieser äquidistante Abstand zwischen den einzelnen Stellwertkombinationen entspricht dabei einer bestimmten Arbeitsfrequenz, mit der die Beleuchtungseinrichtungen bei Abarbeitung des Lichteffekts angesteuert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine hocheffektive Gestaltung und Abarbeitung von Lichteffekten, insbesondere wenn die Effektfunktionskurve einer Spline-Funktion berechnet wird. Da solche Berechnungen mit speziellen Hardwarebausteinen mit sehr kurzen Prozesszeiten nahezu in Echtzeit durchgeführt werden können, sind die Berechnung der stetigen Effektfunktionskurve und die Auswahl der Stellwertkombinationen aus der Effektfunktionskurve nahezu in Echtzeit möglich. Dies bedeutet also mit anderen Worten, dass der Lichteffekt nicht mehr vor Durchführung des Beleuchtungsprogramms durchgerechnet und die entsprechenden Stellwertkombinationen in Tabellen abgespeichert werden müssen. Stattdessen erfolgt die Berechnung der einzelnen Stellwertkombinationen jeweils in Echtzeit während des eigentlichen Programmablaufs, was die Effektivität maßgeblich erhöht.
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Verschiedene Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Lichtstellpult in perspektivischer Ansicht von vorne;
- 2 den berührungssensitiven Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit der daran angezeigten Stellbereichsebene bei der Festlegung eines ersten Knotenpunkts für die Berechnung einer Effektfunktionskurve;
- 3 den Bildschirm gemäß 2 mit der daran angezeigten Stellwertebene bei der Festlegung des zweiten Knotenpunkts für die Berechnung einer Effektfunktionskurve;
- 4 den Bildschirm gemäß 3 mit den beiden Knotenpunkten und der die Knotenpunkte verbindenden Effektfunktionskurve;
- 5 den Bildschirm gemäß 4 mit mehreren ausgewählten Stellwertkombinationen auf der Effektfunktionskurve;
- 6 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit sechs in der Stellwertebene festgelegten Knotenpunkten und einer die Knotenpunkte verbindenden Effektfunktionskurve;
- 7 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit zwei Knotenpunkten und zwei Tangenten an den Knotenpunkten und der daraus berechneten Effektfunktionskurve;
- 8 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit den beiden Knotenpunkten gemäß 7 nach Änderung des Verlaufs der beiden Tangenten an den Knotenpunkten und der daraus berechneten Effektfunktionskurve;
- 9 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit mehreren jeweils durch zwei Knotenpunkte definierten Effektfunktionskurven zur Steuerung mehrerer Beleuchtungseinrichtungen;
- 10 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit mehreren jeweils durch zwei Knotenpunkte definierten Effektfunktionskurven;
- 11 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit mehreren jeweils durch zwei Knotenpunkte und zwei Tangenten definierten Effektfunktionskurven zur Steuerung mehrerer Beleuchtungseinrichtungen;
- 12 den Bildschirm des Lichtstellpults gemäß 1 mit mehreren komplexen Effektfunktionskurven zur Steuerung mehrerer Beleuchtungseinrichtungen.
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1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Lichtstellpult 01 zur Steuerung einer Bühnenbeleuchtungsanlage. Das Lichtstellpult 01 ist dabei insbesondere dazu geeignet, Lichteffekte während einer Bühnenshow unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzeugen. Das Lichtstellpult ist mit drei Monitoren 02 und drei Monitoren 03 zur Anzeige von diversen Menüs für den Benutzer ausgestattet. Zur Eingabe von Stellbefehlen sind am Lichtstellpult eine Vielzahl von Druckknöpfen 04, Drehreglern 05 und Schieberegler 06 vorgesehen. Die Drehregler 05 stehen mit ihren Drehknöpfen 07 über das Gehäuse des Lichtstellpults 01 über. Die Bildschirme 02 und 03 weisen jeweils eine berührungssensitive Oberfläche 08 auf, so dass der Benutzer durch Berührung der berührungssensitiven Oberfläche 08 Bedienbefehle eingeben kann.
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2 zeigt einen Bildschirm 02 mit seiner berührungssensitiven Oberfläche 08 bei Durchführung des ersten Bearbeitungsschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens in Ansicht von vorne. Dem Benutzer wird am Bildschirm 02 eine Stellbereichsebene 09 angezeigt. Die Stellwertachsen 10 und 11 der Stellbereichsebene 09 bilden dabei die Stellbereiche einer Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise eines Bühnenscheinwerfers. Die erste Stellwerkachse 10 definiert dabei den ersten Stellwinkel (Pan) um eine erste Stellachse der Beleuchtungseinrichtung. Die zweite Stellwerkachse 11 stellt den zweiten Stellwinkel (Tilt) um eine zweite Stellachse der Beleuchtungseinrichtung dar. Die in der Stellbereichsebene 09 vorhandenen Punkte stehen somit jeweils für eine Stellwertkombination aus Pan-Winkel und Tilt-Winkel, die der entsprechende Bühnenscheinwerfer mit seiner Stellmechanik ausführen kann.
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Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens berührt der Benutzer einen Punkt der Oberfläche 08 in der Stellbereichsebene 09 und definiert dadurch den ersten Knotenpunkt 12, der der anschließenden Berechnung der Effektfunktionskurve zugrunde liegt.
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3 zeigt die Stellbereichsebene 09 am Bildschirm 02 während des zweiten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens. Während des zweiten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens berührt der Benutzer die Oberfläche 08 an einem zweiten Punkt in der Stellbereichsebene 09 und definiert dadurch einen zweiten Knotenpunkt 13.
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Im nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift eine Effektfunktionskurve zwischen den beiden Knotenpunkten 12 und 13 berechnet. Bei der in 4 dargestellten Variante handelt es sich um die einfachste Effektfunktionskurve zwischen den beiden Knotenpunkten 12 und 13, da die Effektfunktionskurve 14 einer Geraden zwischen den Knotenpunkten 12 und 13 entspricht. Die Effektfunktionskurve 14 überstreicht dabei alle Punkte in der Stellbereichsebene 09, deren Stellwertkombinationen bei der anschließenden Ausführung des Lichteffekts infrage kommen.
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5 zeigt die Stellbereichsebene 09 am Bildschirm 02 während des nächsten Schritts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei werden auf der Effektfunktionskurve 14 mehrere Stellwertkombinationen 15 ausgewählt. Die Stellwertkombinationen 15 definieren dabei jeweils eine bestimmte Kombination aus einem Pan-Winkel und einem Tilt-Winkel. Die Stellwertkombinationen 15 weisen dabei einen äquidistanten Abstand zueinander auf der Effektfunktionskurve 14 auf. Zur Ausführung des Lichteffekts werden die Stellwerte der Stellwertkombinationen 15 anschließend mit einer bestimmten Frequenz an die entsprechende Beleuchtungseinrichtung, nämlich den verstellbaren Scheinwerfer, übertragen, um eine den Lichteffekt bestimmende Bewegung des Schweinwerfers zu realisieren.
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6 zeigt den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 mit einer zweiten daran angezeigten Effektfunktionskurve 16. Die Effektfunktionskurve 16 weist einen zirkular geschlossenen Funktionsgraphen auf, so dass bei Erzeugung des Lichteffekts die Effektfunktionskurve 16 wiederholt durchlaufen werden kann. Die Effektfunktionskurve 16 wird durch die sechs Knotenpunkte 17 definiert, die der Benutzer durch Berührung der berührungssensitiven Oberfläche 08 am Bildschirm 02 ausgewählt hat. Zur Berechnung der Effektfunktionskurve 16 wurden die Geraden zwischen den einzelnen Knotenpunkten 17 bestimmt.
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7 zeigt den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 bei Anzeige einer dritten Effektfunktionskurve 18. Die Effektfunktionskurve 18 wird durch die beiden Knotenpunkte 19 und die beiden durch die Knotenpunkte verlaufenden Tangenten 20 definiert. Die Berechnung der Effektfunktionskurve 18 erfolgt dabei mit einer Spline-Funktion dritten Grades und weist einen zirkular geschlossenen Funktionsgraphen mit stetigem Funktionsverlauf auf.
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8 zeigt den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 bei Anzeige einer weiteren Effektfunktionskurve 21. Die Effektfunktionskurve 21 wird wiederum durch die beiden Knotenpunkte 19 und zwei Tangenten 22 durch die Knotenpunkte 19 definiert. Durch den geänderten Verlauf der Tangenten 22 gegenüber den Tangenten 20 kann die Effektfunktionskurve 21 in einfacher Weise umgestaltet werden.
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9 zeigt den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 bei Anzeige einer Vielzahl von Effektfunktionskurven 23. Jede Effektfunktionskurve 23 ist einem einzelnen Scheinwerfer zugeordnet. Da alle Effektfunktionskurven 23 die gleiche Kreisform aufweisen und jeweils durch zwei Knotenpunkte 24 definiert sind, führen die entsprechenden Scheinwerfer bei Durchführung des Lichteffekts entsprechend wenige Bewegungsabläufe aus.
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10 zeigt den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 bei Anzeige einer Vielzahl von Effektfunktionskurven mit ähnlichen Funktionsgraphen, wobei der Durchmesser der kreisförmigen Funktionsgraphen jeweils stetig ansteigt.
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11 und 12 zeigen den Bildschirm 02 mit der Stellbereichsebene 09 bei Anzeige weiterer Effektfunktionsgraphen zur Steuerung hochkomplexer Lichteffekte mittels des Lichtstellpults 01.