測(cè)評(píng)一款LED燈具

[美]邁克·伍德著 姚涵春譯

【摘要】 通過對(duì)Imprcssion X4 Bar 20的測(cè)試，解析該LED燈具的構(gòu)成、功能及其性能和特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】Imprcssion X4 Bar 20；LED條燈；測(cè)評(píng)；天幕燈

偶爾，筆者喜歡思考不同于標(biāo)準(zhǔn)的圖案電腦燈或染色電腦燈的燈具類型。最近五年左右里，年復(fù)一年，筆者偶爾涉及的一個(gè)種類似乎備受青睞，這就是條燈。條燈是最占老的劇院燈具類型之一，它的起源可追溯到最早的蠟燭腳光燈和泛光照明燈。從20世紀(jì)30年代以后，條燈是照明的主力燈具。在20世紀(jì)70年代和80年代，它們被更多的可控?zé)艟咚s超和擠壓，漸漸不那么流行了，但是燈光設(shè)計(jì)師David Hersev（赫瑟）給這種款式注入活力，他十分喜歡復(fù)占產(chǎn)品，他在劇目《光幕》（Light Curtains）中增加了自動(dòng)化技術(shù)，而在劇目《西貢小姐> （Miss Saigon）演出中，他的原創(chuàng)燈光最令人難忘。正是LED作為新光源的引入，實(shí)實(shí)在在給予這種燈具類型極大的突破，其結(jié)果創(chuàng)生出小巧型燈具，它并沒有使燈光裝備凌亂，而能整合顏色變化，具有分別控制每一個(gè)燈珠的能力。由于燈具更輕、更小，所以增加垂直旋轉(zhuǎn)變得更簡(jiǎn)單了。最妙的結(jié)果是可以使用更小型化的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建成的變焦系統(tǒng)，因此，才有了現(xiàn)代的自動(dòng)化條燈。

這一次測(cè)評(píng)，筆者詳細(xì)考察了GLP Impression X4Bar 20（以下簡(jiǎn)稱“該燈具”）。這款產(chǎn)品在2016年早已凝聚了眾人的關(guān)注，據(jù)筆者所知，它至少曾獲得過兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。盡管它投入市場(chǎng)才一年左右，但是在2016年似乎已贏得市場(chǎng)認(rèn)可。該燈具是一款配置有20個(gè)燈珠的RGBW LED條燈，具有自動(dòng)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)和變焦的功能。與往常一樣，筆者檢測(cè)了GLP提供的唯一樣燈，測(cè)量筆者想到的每一個(gè)需測(cè)試的項(xiàng)目，從功率輸入直至光輸出。這次考察以盡可能客觀的方式表述這些測(cè)量結(jié)果。在這次檢測(cè)中，該燈具在標(biāo)稱的115 V 60 Hz電源卜-運(yùn)行；不過，該燈具安裝有自適應(yīng)通用輸入電源，其標(biāo)稱電壓范圍是100 V - 240 VAC。

1 光源與光學(xué)系統(tǒng)

從圖1中被檢測(cè)燈具的主體照片可以看出，它配置有20個(gè)LED模塊，它們被嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)又相互間隔地布排成條狀。每一個(gè)模塊都包含Osram Ostar RGBW 15 W LED芯片。直接安裝在LED上面的器件是光學(xué)鏡片，它被用來均勻4色混合光和準(zhǔn)直光線。圖2展示安裝在電路板上的兩個(gè)光學(xué)組件，其中一個(gè)帶有鏡片還配置有可產(chǎn)生變焦效果的第二光學(xué)鏡片，而圖中另一個(gè)則沒有變焦配置。這種鏡片是一種固體光學(xué)器件，它利用全內(nèi)反射（TIR：total internal reflection）原理以使光線沿著其內(nèi)側(cè)面反射回去。這與在光導(dǎo)纖維中被用來導(dǎo)光的機(jī)制完全一樣。GLP所應(yīng)用的光學(xué)鏡片是八角形的（至少在其末端所看到的那樣）。在這種系統(tǒng)中采用非圓截面是通常的做法；其平坦的側(cè)棱而提供更好的光束反射的隨機(jī)選擇，因而改善了混合顏色的均勻特性。按下來的器件是一個(gè)大的模壓塑料物鏡。所有20個(gè)這種透鏡被并排安裝在一個(gè)長(zhǎng)的金屬板上，它們向后和向前移動(dòng)可提供變焦功能。借助于透鏡移動(dòng)至緊挨光學(xué)棱狀鏡的最頂端，如圖3所示，可以獲得大角度；而將它拉離棱狀鏡則會(huì)使角度減小。這種光學(xué)配置能使4色混合勻質(zhì)化，產(chǎn)生可按受的良好混色效果。在最小變焦時(shí)，呈現(xiàn)一些非常輕微的可察覺的色帶，此時(shí)，能夠看見光學(xué)棱狀鏡頂端的八角形影像，但是，在較大角度時(shí)，這種現(xiàn)象幾乎消失了。注意這些透鏡及其光輸出是對(duì)稱的；這是一款條燈，而不是一種天幕燈。

2 變焦調(diào)控與冷卻

圖4展示該燈具的一段。這款燈具包含4個(gè)電路板，每一個(gè)都配置有驅(qū)動(dòng)電子器件并可調(diào)控5個(gè)LED模塊。在電路板上有兩項(xiàng)須關(guān)注的。首先，在電路板的一端被切割而縮短，以使最后一個(gè)LED燈珠盡可能地靠近燈具的末端。這有助于該燈具之間相互頭尾銜接，總體上以維持相同的像素與像素的間隔距離。第二，每一個(gè)電路板都配置有與變焦步進(jìn)電機(jī)配套的切口。在20個(gè)燈珠的情況下，兩端的電路板配置有變焦電機(jī)。筆者想像10個(gè)燈珠的型號(hào)正好配置于2個(gè)電路板，而每個(gè)電路板都配置有變焦電機(jī)。

圖5展示其中一個(gè)變焦電機(jī)的更多細(xì)節(jié)。很多制造商竭力主張采用絲杠以提供這類移動(dòng)方式；然而，GLP卻采用與眾不同的方法。步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)滑輪，在滑輪周邊有薄金屬帶。當(dāng)滑輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)金屬帶就拉動(dòng)其附著的變焦板上下移動(dòng)。整個(gè)變焦板依附于兩個(gè)線性軸承上，在圖5的右側(cè)頂部可看見其中一個(gè)軸承。這種直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)能提供比絲杠更快捷的運(yùn)作，即使在降低功率時(shí)。在該燈具的情況下，筆者測(cè)得從一端移動(dòng)到另一端的變焦需時(shí)0.5s，這的確是非?？旖莸摹?/p>

4個(gè)電路板被安裝在擠壓成型的鋁制散熱器上，這構(gòu)成燈具的后部。燈具也配置風(fēng)扇，但是，筆者在對(duì)燈具測(cè)試時(shí)風(fēng)扇從未啟用。筆者想象這些風(fēng)扇只是在環(huán)境溫度高時(shí)才會(huì)被啟用。

3 光輸出與顏色控制

為了使測(cè)量簡(jiǎn)便/可能，筆者以單個(gè)像素模式運(yùn)行燈具，并測(cè)量燈具中心的單個(gè)LED模塊的光輸出。圖6和圖7展示燈具在窄角度和寬角度變焦時(shí)這個(gè)單一模塊的光輸出。需要將光輸出乘以20便可得到燈具的總光輸出。在變焦的窄角端、光斑角為7.5°時(shí)，總光輸出為3 075 lm：而在變焦的寬角端、光斑角為45.4°時(shí)，其總光輸出為4 036 lm。圖8展示燈具所有模塊都運(yùn)行時(shí)投射在墻而上的效果；其左邊是窄角時(shí)的效果，而右邊則是寬角時(shí)的效果。在任意射距上的整個(gè)燈具的垂直光分布，能以通常的方法由單個(gè)LED模塊的被測(cè)量的光斑角被計(jì)算。然而，為了獲得其在任意距離上的水平光分布，首先

燈具的混色范圍是用戶從RGBW單元得到所期望的顏色：優(yōu)良的飽和彩色，而一些微妙的淡色則受到一點(diǎn)限制。白光（W）對(duì)提升燈具光輸出和獲得這些淡色有巨大的作用。表1展示該系統(tǒng)主要彩色光輸出的份額。幾項(xiàng)份額相加并不等于100%，所以，存在燈具運(yùn)行時(shí)負(fù)載分配的問題。

該燈具提供一些可控選的控制模式，從將所有20個(gè)LED模塊控制為一個(gè)組合單元到分配每一個(gè)模塊一組DMX地址碼用作單個(gè)像素的控制。在這個(gè)模式中，燈具具有88個(gè)通道的DMX設(shè)置。20個(gè)像素中每一個(gè)像素的RGBW四色的通道，加上8個(gè)通道以用作變焦、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)、控制以及對(duì)所有像素的亮度控制。圖10展示應(yīng)用于單個(gè)像素控制的案例。

該燈具也擁有設(shè)置在透鏡前的色片插槽。提供給筆者是不對(duì)稱的擴(kuò)散濾片插板，其影響垂直分布微乎其微，僅3°，而水平分布則是30°。這使得水平問隔安裝的燈具之問實(shí)現(xiàn)無縫銜接，即使它們不是被安裝成相互對(duì)接的方式。

4 調(diào)光與頻閃

該燈具的調(diào)光性能有兩個(gè)怪異模式。其調(diào)光非常平滑，但是可利用的調(diào)光曲線是相當(dāng)陡峭的，而在底端則表現(xiàn)得稍稍有點(diǎn)占怪。圖11展示應(yīng)用ESOFT調(diào)光曲線和LIN調(diào)光曲線以及用以比較的標(biāo)準(zhǔn)平方定律和線性。按這兩個(gè)模式的調(diào)光是平滑的，與標(biāo)準(zhǔn)線性和平方定律調(diào)光曲線非常匹配。

筆者測(cè)得其PWM頻率為1.2 kHz；一旦需要，也可利用菜單項(xiàng)以減小頻率至60 Hz。通過專用的頻閃通道可實(shí)現(xiàn)頻閃，其頻閃范圍是0.1 Hz - 10 Hz。

5 垂直轉(zhuǎn)動(dòng)

該燈具的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)功能使它從簡(jiǎn)單的條燈轉(zhuǎn)換成光幕燈。筆者測(cè)得其傾斜角度范圍為204。，從范圍的一端移動(dòng)到另一端最少需時(shí)1.2 s。其移動(dòng)是非常步進(jìn)式的，即使使用16 bit控制?？雌饋硭幌裼袃?nèi)部移動(dòng)平滑化裝置。

6 噪聲

雖然該燈具配置有兩個(gè)風(fēng)扇，在筆者所有的測(cè)試中風(fēng)扇從沒啟用過，即使在所有發(fā)射器全功率工作并運(yùn)行燈具時(shí)。這就意味著唯一噪聲來自于燈具靜態(tài)時(shí)安裝于底座的電源冷卻系統(tǒng)。這個(gè)噪聲非常低，低于35dBA本底噪聲，所以，筆者不能測(cè)量它。筆者只能報(bào)告它僅僅聽得見，但是非常安靜！當(dāng)然，在燈具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)存在更大的噪聲：燈具全速垂直轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其噪聲達(dá)到峰值，即離燈1m其噪聲為52.5 dBA。

7電氣參數(shù)

筆者測(cè)得該燈具的功耗如表2所示。

從接通電源到光輸出的初始化時(shí)間為16 s：使用DMX重置，則稍稍快些，為14 s。其復(fù)位表現(xiàn)得很糟糕，在燈具抵達(dá)其最終定位之前，它就漸亮起LED光源。

8 電子設(shè)備與控制

輸入和輸出是通過菊花鏈Neutric powerCON連接器，借助于標(biāo)準(zhǔn)5針XLRs連接器使用DMX512控制。圖12展示位于燈具輸入端的兩個(gè)移動(dòng)式安全電纜連接器之一。而輸出連接器則在燈具另一端。

該燈具通過單色LCD顯示屏提供綜合控制菜單以及常規(guī)的選擇按鈕，如圖13所示。這提供診斷以及地址和模式的設(shè)置功能。如果燈具搖頭朝向用戶傾斜，那么就能觸摸到而板上的任意按鈕，搖頭傾斜至垂直向上的定位，沒有按鈕被按動(dòng)時(shí)搖頭停留不動(dòng)，停留時(shí)間約為10 s。筆者理解，這使得它并不礙事；但是筆者發(fā)現(xiàn)它也有一點(diǎn)點(diǎn)麻煩事，即總是必須等待10 s才可以看見所改變的任意效果?；蛟S一種方法：在設(shè)置上禁用這個(gè)性能，但是筆者沒能找到它。這是較小的批評(píng)，岡為燈具一旦運(yùn)行起來，它并沒有影響任意操作。

9 結(jié)構(gòu)

該燈具由鋁壓鑄成型，它提供熱管理以及結(jié)構(gòu)。搖頭本身就是一個(gè)大散熱器，其前部安裝著LED燈珠和電子器件。燈具的置頂盒包含有電源和傾斜機(jī)械。GLP將燈具設(shè)計(jì)成堆疊式。如果多個(gè)燈具被首尾相接安裝，LED燈珠的間隔仍保持不變，這樣就可以在整個(gè)舞臺(tái)上創(chuàng)建一條不問斷的有規(guī)律間隔像素的光帶。在置頂盒的末端設(shè)置有可伸縮的定位銷，它能緊密配合相鄰的燈具以便利相互銜接。圖14展示已設(shè)置的這些插腳?？偟恼f來，該燈具非常緊湊，結(jié)構(gòu)優(yōu)美。

10結(jié)論

筆者一直喜歡光幕燈，喜歡David Hersey當(dāng)時(shí)使用它們的方法，因而喜歡利用光條創(chuàng)造出令人矚目的效果。LED燈具的單個(gè)像素的顏色控制使這些燈具進(jìn)展到下一個(gè)臺(tái)階。該燈具是一個(gè)以其被設(shè)計(jì)成擁有兩個(gè)奇特模式而引人矚目的燈具典型案例。對(duì)于用戶和他們的演出來說，它適合嗎？筆者希望本人提供鐵般的事實(shí)能幫助他們作出自己的結(jié)論，但是一如既往，它應(yīng)由用戶作出最終的判斷。