無線DMX技術の進歩が与える照明技術への変化について

これまでのDMX無線製品では１ユニバース(512チャンネルスロット)を無線送信するのに、大変大きな送信エネルギーを使用しておりました。しかし現代の照明機器おいて512チャンネルのスロット数では、すぐにいっぱいになってしまいます。そのため照明機器ユーザーの多くは、複数のユニバースの使用を必要とし、大型の無線システムの設置を必要とします。この需要に比例して、大量の無線送信エネルギーを必要とするがゆえに、劇場の規定や放送用規約とも衝突するようになり、信頼性を持って無線システムを使用するのが難しい場面が多発してきました。これが無線DMX技術の発展の大きな足かせとなってきたのです。ユーザー側の意欲に関係することなく、複数のユニバースを扱う無線DMXシステムの拡大は、大変難しいものになっておりました。

電磁的な周波数スペクトルは、日常生活にも溢れており、各国の政府によりその規則が厳しく決められております。無線用の周波数スペクトルである30ヘルツ〜300ヘルツの範囲も、規定の中に含まれております。その他の周波数スペクトルは、異なる無線技術へと割り当てられ、ユーザーとの干渉を防いでおります。

Wi-Fiやその他の無線技術を含め、無線DMXは2.4GHz規格の製品として、その小規模な周波数スペクトル範囲内に収められているだけではなく、そこには科学技術部門や、医療機器(ISM)用のバンド帯も存在します。無線技術の人気は世界中に幅広く浸透し、今や大変混み合ったものになってきております。
無線DMX製品を製造するメーカーは、その混雑した周波数帯に特化した技術開発を進めてきましたが、そこには限界があり、大型のシステム構築の妨げとなってきました。

DMX512の規格上、照明卓からそれぞれの灯体まで１秒間に44回も司令信号を送信しなくてはいけません。この余剰を含む送信回数により、送信にエラーが起こった際も、制御機器から目的の灯体まで届くよう設計されております。この基本的な構造は、有線による接続では問題にはなりませんが、無線送信においては、不必要な送信エネルギーを大量に必要とする大きな「欠点」となってしまいました。
混雑した周波数環境に加え、信号の信頼性と引き換えに必要とされる過剰な送信エネルギーの問題は、無線DMXシステムにおいて、大きな障害となってしまったのです。

プロフェッショナルな現場に向けた無線DMX送受信機（その一台で送信機、受信機の両方の機能を持った無線機器）の多くは数十万円と高額であり、かつ複数の台数を必要とします。
その後発売されてきたドングルを必要とするシステムや、「回路ボードに組み込まれた無線モジュール」によるシステムは、ある程度のコストは抑えられますが、それでもなお高額です。 大型の無線システムが”技術面”で実現可能だとしても、以前市場価格においては大変高額になり、その実現を阻んできました。

マルチバース無線システムの送信能力は、大容量のデータを少ない送信エネルギーで送ることができるため、大規模なシステム構築へ向けた最初のステップとなる技術です。

ほとんどの無線DMXシステムが2.4GHz帯での使用となっておりますが、マルチバースシステムは900MHz帯にも対応し、北米での使用ライセンスもすでに取得しております。ユーザーはどちらかの周波数を選択するか、もしくは同時に両方使用することもでき（使用するマルチバース製品によります）、ユーザーが必要とするシステムに対し、最適化を図ることが可能です。

2.4GHz帯は多くのデータを送信できるがゆえに、常に多くの無線機器に使用される周波数帯となっております。しかし900MHz帯も有効な周波数帯の１つです。
以下、２つの周波数帯を比較してみました。

2.4GHz

長所	短所
ほぼすべての国で使用可能	周波数帯の混雑
壁などの対象物を通り抜けることが可能
広範囲な放送可能距離
マルチバースでは５ユニバース分のデータ送信が可能

900MHz

長所	短所
混雑のない周波数帯	北米のみ使用可能
2.4GHzよりも、壁などの対象物を通り抜ける能力が高い
2.4GHzよりも広範囲な放送可能距離
マルチバースでは4ユニバース分のデータ送信が可能

北米における幾つかの遊園地では、ATMなどが2.4GHzを使用しており、その混線を避ける為に、2.4GHzの使用が禁止されております。その為それらの規定条件をクリアするためには、900MHzは最良の選択と言えます。
その他のユーザーとして、広いエリアにかけてトランシーバーなどの送信周波数帯から分ける必要がある際などにも使用されております。北米以外の地域では、2.4GHzの使用が義務付けられております。
（訳注：2020年時点では、日本国内での900MHzでの使用は禁じられています）

DMXの標準規格を無線送信用に要約し、劇的に送信エネルギーを削減させる技術。

mDMXは、マルチバースシステムの実現に向け、従来に比べて80％もの無線送信エネルギー削減を基準とした、マルチバース無線システムの根幹を担う技術です。DMX512の規格上、DMXスロットの動静にかかわらず、１秒間に44回も司令信号を送信するという余剰を含む送信回数がネックとなってきました。
以下は、一人の登壇者がステージに上がり１時間のスピーチをするとし、その人物へ、数台の灯体をフォーカスした時、５秒間のフェードタイムで点灯し、１時間そのままフルゲージで点灯させ、その後同じく５秒間のフェードタイムで消した際の計算式です。

以下計算式：
60秒x 60分　＝　3600秒x 44 DMXパッケージ（毎秒）
＝158,400 DMXパッケージ（毎時）

この1時間において、使用する灯体は計10秒間ゲージが変化し、（5秒間のフェードイン、5秒間のフェードアウト）、残りの時間はすべてフルゲージです。
この10秒間は計算された１時間の中から除外したとします。その割合は全体の0.28%ですから、残りの99.82%はフルゲージでの出力であり、司令信号を受け取り続けます。

有線システムであれば周波数帯のことは考慮する必要がないので全く問題ありません。しかし無線システムの場合は、この不要な司令信号を周波数帯に送り続ける構造が大きなハンディーキャップとなってきたのです。また実際にもその他の無線システムへの干渉の原因にもなってきました。

City Theatrical社では、多くの複雑なシーンを組むミュージカル公演のキューの動きを調査し、その結果どんなキューでも、ほとんどのDMXスロットが静止し、ムービングライトにおいても、たくさんのDMXスロットが静止状態であり、公演全体を通して動いていないことを発見しました。

送信機と受信機とのリンクが完全にマルチバースシステムによるものである場合（その他の灯体、照明機器の機能が影響を受けない条件下）、必ずしも強制的にDMX512 ANSIの規格に沿う必要が無いことを認識し、無線システム用にデータを要約し効率化する規格を開発することを進めてきましたが、その集大成がmDMXとなったのです。この技術は、すべての無線DMXシステムに対して大きな飛躍となるテクノロジーなのです。

mDMXはその無線エネルギーを大変賢く抑えた形で、必要なすべての信号を送信し、定期的なリフレッシュを繰り返しながら、稼働するスロットすべてを送信できる能力を常時保ち続けます。この技術により、照明システムが持つ本来の技術を削減することなく、日増しに大きくなるシステム規模への対処と、無線技術に対する規則への準規の、両方を可能にするのです。

RDM(ANSI E1.20-2010)の標準規格を無線送信用に要約し、向上した無線によるRDM通信技術。

DMXは照明制御卓から灯体へ、一方向に信号が流れるプロトコルです。一方、RDM
（リモード・デバイス・マネージメント）は、DMX機能に付随する、両方向へ信号が流れるプロトコルとなっております。そのため、ユーザーはRDMを利用してDMXアドレスの変更や、灯体のパーソナリテイの変更などを、ラダーでトラスに登ることなく、遠隔で設定変更を行うことが可能になりました。しかし、RDM ANSI規格は有線でRDMを使用し、信号ケーブルをシェアするためには、DMXの流れを少しの間止める必要がありました。このDMX信号へのデメリットが、多くのユーザーがRDMの使用をためらう原因となり、RDMそのものが持つ潜在的な技術能力を活かしきれない原因にもなってきました。

マルチバースによるmRDMは、DMX信号と混線することなくRDM信号を送り返すことが可能であり、DMX信号と干渉することは一切ありません。この独特な機能がmRDMの価値を大きく高めるのです。より向上したRDM技術は、設定変更やトラブルシュートの概念においても、新しい技術領域を開拓することになります。City Theatrical社は無線RDM技術においてのイノベーターであり、米国の技術特許を取得しております。

特に混み合った周波数環境など、送信された信号に異常が発生することがあります。送信信号のエラー状況を集約し、検知・表示する機能は、重要な信号の無線送信を必要とする際の、信頼性維持に対する大きな手助けに繋がります。

マルチバース無線DMXシステムではSHoW ID（周波数、信号レート、送信バンド帯、ホッピングパターンなど、送信されるパラメーターを決める、数字の組み合わせによる独自のIDシステム）を採用しております。これにより使用環境に合わせて無線設定の最適化を測ることができるのです。そのためには同一のシステム内で使用する機器（送信機とすべての受信機）はこのSHoW IDが一致していなくてはいけません。
もし、２つのマルチバース無線システムが近くに存在し、同一のSHoW IDを使用している場合（隣接したスタジオや近隣の劇場など）、不用意に他のシステムへアクセスしてしまう場合があります。これを防ぐために３つの数字からなるSHoW Keyを設定することで、外部からの不用意なアクセスに対してシステムをロックすることができます。

スマートフォンやタブレットからの設定変更やトラブルシュートが可能なため、そのような作業に対し、知識を持ったプログラマーが常に必要になることもありません。マルチバースTransmitterモデルには、BluetoothとWi-Fi機能が備わっており、受信機への入力制御に対応いたします。City Theatrical社によるその他のマルチバース機材は、DMXcatを無料のスマートフォンアプリと使用することにより、無線システムの各種設定の変更やマルチバースシステム内に接続された灯体の制御が可能であり、マルチバースモジュールが灯体に組み込まれている機器や、マルチバースノードから信号を受け取る灯体、またはそれらのマルチバース受信機器からダウンストリーム側に、有線にて接続された灯体を制御することが可能になります。
LuminairをはじめとするWi-Fiを使用したタブレットアプリでの遠隔操作にも対応いたします。

マルチバースシステムの改良が進み、DMXcatからのRDM操作にも対応するようになる中で、それぞれの送信機へ第三者からの不用意なアクセスを防ぐために、ロックPIN機能（４つの数字によるコード）が内蔵されました。Wi-Fiを使用した制御機器によるマルチバース送信機の操作には、そのWi-Fiパスワードの利用が、同じ役割を果たすことになります。

すでに販売されているマルチバースSHoW Baby、マルチバースNodeと、マルチバース2.4GHz無線モジュールは、完全なる互換性を持ち、City Theatrical社によるSHoW DMX製品は、既存の製品に対してシステムの拡大を図ることも可能です。

マルチバースモジュールを灯体へ組み込むことで、無線機能と灯体を一つの機器として統合することを可能にしました。これまでユーザーは追加で無線機器を仕込むことなく、シンプルに灯体と無線通信ができる製品を探していました。
特に大規模公演において、仕込みがシンプルになることは、それだけで大きなメリットとなります。

今まで発売されてきたDMX/RDM機能をフルに使用できる機器と比較しても、マルチバースモジュールはお求めやすい価格の商品です。すべてのタイプの灯体に組み込むことが可能なマルチバースモジュールは、直接無線機能を統合するあたってパーフェクトな製品です。