2020北京灯光调研报告——灯具篇

2020-12-8  来源:舞台电影电视照明专业委员会  有2183人阅读

调研组:江中鸿 潘云辉 林宏恩 冯德仲 沈勇 田高峰 罗洪峰 王京池

  11月19日至21日,中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会(以下简称:专委会)专家组一行,顺利完成了本年度专委会组织的第四次考察调研活动,也是本年度的收关之行。先后到北京星光影视设备科技股份有限公司(以下简称:星光影视)、ARRI中国公司(以下简称:阿莱灯光)、北京北特圣迪科技发展有限公司(以下简称:北特圣迪)、北京金东高科科技有限公司(以下简称:金东高科)走访调研。

  本次灯具调研的厂家是星光影视和阿莱灯光,这两家公司都是行业的翘楚。阿莱灯光具有100多年制造高品质影视灯具的历史,星光也是国内影视设备制造行业的排头兵。他们研发的灯光产品各有特点,其中阿莱灯光的多功能LED灯和星光影视的仿太阳光谱LED灯具给我们留下了很深刻的印象,具体介绍如下。

  一.多功能、多用途LED灯

  阿莱灯光推出的多功能、多用途一款灯具—Orbiter(欧必德)。它搭载的所有系统都是全新开发的,一切以多用性为目标。其先进技术和灵活的设计方案,使其成为目前应用功能比较全面的一款LED灯光产品。

  调研专家林宏恩感叹道:看到欧必德(Orbiter)六基色LED多功能灯具感到特别震撼。当光斑开启的瞬间,眼前豁然一亮,本人凭借40年从事灯光专业练就的犀利目光,对光斑各项性能逐一严苛审视。无论照度、光芯至光边的渐变均匀度、调焦、调色温、尤其色光渲染能力(六色LED光引擎支持广色域输出,少见的能调出多种纯正的间色),太完美了,简直无可挑剔。令人叹为观止,由衷折服!

  据介绍,该灯具的亮点主要包括:高亮度、全面可调、强指向的 LED灯具;六色灯光引擎支持广色域输出,在全色温调节范围内拥有非凡的色彩渲染能力,可从全光平滑调到亮度0%,内设各种传感器以及全天候防护外壳;它利用互换式光学配件,能够轻松变换成各种类型的灯头,从而改变应用功能。

  1. 互换式光学配件

  Orbiter最核心的创新就是互换式光学配件,借助这些丰富的配件,能够根据用户的特定需求变换成为不同的灯头,同时不牺牲光束、输出能力或色彩品质。Orbiter采用的灯光快装接口(QLM)支持安装各种形式的灯头配件,如开面型反射器、追光筒、灯笼、柔光箱等。

  2.六色LED灯光引擎

  ARRI以创造高品质灯光产品而闻名,Orbiter搭载的ARRI Spectra灯光引擎再创新高。由红、绿、蓝、橙、青和黄绿LED构成的六色灯光引擎支持广色域,色彩更精准,最重要的是,在整个色温调节范围内有更高的色彩准确度。

  3.集中输出亮度,色彩全面可调

  Orbiter输出亮度强劲、具有强指向的LED灯光设备,它的亮度水平跟同级别HMI系统相仿,而且可全面调整。ARRI Spectra灯光引擎能够创造阴影边缘清晰可辨的硬光,这个新引擎虽然比L10的引擎面积小76倍,功耗却一样,输出更强。密集排列的190颗LED灯珠组成一个形似点光源的发光面,利用6种颜色的LED实现全面可调节的色彩。这些新开发的LED灯珠是首次应用在灯光产品上,它们特殊的排列方式既保证了均匀一致的彩色光场,又具备很高的亮度。

  4.科技支撑快速、有效、全天候

  Orbiter借助新开发的电子系统,有能力执行更多任务。Orbiter的处理器运算速度是SkyPanel的4倍,内存是其125倍,为丰富的软件功能和未来的升级打下稳定基础。结合三种调光技术于一体,可从全光到0平滑调光,其间没有色彩偏移或突变。

  Orbiter内建一套集成化供电模块,同时设计有一个3针XLR输入接口,支持48V电池供电。所有这些新技术都在全天候防护外壳的保护之下,不惧雨雪和其它恶劣天气,允许户外使用。

  5.互联互通 为发展应用做好准备

  在搭建稳定的网络和动态控制系统时,Orbiter拥有全套输入输出接口,实际应用的通讯手段一应俱全。所有的这些交互接口确保Orbiter不但能够轻松应对现在的灯光通讯需求,还为明日世界的新技术做好了准备。

  6.操作系统功能强大

  Orbiter使用的软件被称为“LiOS”(灯光操作系统),它集SkyPanel等先进灯光软件系统的创新与突破于一身,让Orbiter成为功能最全面的灯光设备之一。LiOS提供了8种色彩模式,其中有CCT、HSI、独立色彩、x,y坐标色彩、色纸模式、光源匹配、灯光效果。此外还有一种新加入的色彩感应模式,它自动测量环境光特征,然后让Orbiter逼真地模拟出来。其它新功能还包括简洁DMX模式、优化运行模式、超过240个可保存设置的收藏栏、光学配件识别、多语言支持、自定义启动屏幕等等,更多新功能还在开发中。

  7.分离式、操作直观的控制面板

  新设计的Orbiter控制面板是灯光控制方式的一次进化,它配备4吋全彩显示屏、快速导航键并集成传感器,图形用户界面非常直观。简化后的菜单结构和重新设计的用户界面将所有运行状态清晰罗列出来,界面元素排列整洁。这些直观的设计让调整色彩或查找设置参数变得简单易用。这个控制板可以拆卸,利用长度5m或15m的数据线,可以把它当成一台手持遥控设备来使用。

  8. 色彩感应模式自动测量和匹配环境光

  Orbiter新加入的色彩感应模式能够识别周边的环境光特征,然后以极高的相似度还原它的色彩。色彩传感器有两种测量模式:连续测量和间歇测量。连续测量模式不间断侦测环境光色变化,随时更新输出;间歇测量模式只在按下功能键之后才会执行一次侦测。色彩感应模式非常适合在环境光源频繁变化的场合中使用,无需人为干预,Orbiter自己就能和环境融为一体。

  9.多套传感器丰富控制信息

  未来的数字灯光高度依赖统计数据。Orbiter对自己身处的环境一清二楚,因为它拥有多套传感器,能够执行复杂的任务、智能自动化调节并记录原数据。Orbiter 内建的色彩传感器用来测量环境光特征,3轴加速仪和磁力计用于测量横摇、俯仰和滚动角度等指向数据,热量传感器让LED灯珠和电子系统保持正常运行温度,还有一个环境光传感器,负责自动调整控制面板显示屏的亮度。所有这些传感器都是为了营造更好的用户体验,提升设备控制能力。此外,传感器数据日志还能改善后期制作和售后服务的工作流程。

  Orbiter(欧必德)LED灯具丰富的光学配件、智能的软件功能和高品质的光质使它能够融入各种应用环境,适应演艺场所多种灯光应用需求。

  二.仿太阳光谱LED灯具

  随着LED技术的不断发展,用户对LED灯光设备的要求越来越高,产品的技术性能的提高很大一部分是依赖光源性能的提高,如功率的增大、显色性能的增强、发光效率提高等直接来自于光源技术的改进和革新。星光影视仿太阳光谱LED高显聚光灯、平板灯的研发就是在技术不断改进的浪潮中进行的,并且在不断提升其品质。

  LED光谱混色目的弥补白光LED光谱缺失,实现LED灯具光谱接近太阳光谱,同时提高显色性。

普通白光LED光谱       混色白光LED光谱     太阳光谱

  通过混色配比,得到各种色调和饱和度的彩色光。

  RGB + W混色          RGBAC + W混色

  通过混色配比,得到各种色调和饱和度的彩色光

  1、LED光谱混色核心技术

  LED混色需要多种类LED密集排列,对光源散热要求较高,需要从多个环节做好散热。使用垂直结构的LED芯片,利于大电流通过,容易散热;使用热管风冷散热器,最大可以满足1500W LED散热;LED混色需要多种颜色LED排列分布,需要合理排序,使输出光斑颜色均匀避免偏色。

混色灯具LED分布设计软件

  颜色匹配技术,混合成需要的光色需要的各种LED的数量/功率/光通量比例,称为LED颜色匹配。

  为计算出各种色光的比例值,星光影视开发了一系列配色软件,下图为最简单的四色配色软件,通过输入各个颜色LED的光谱数据,计算得出配色最佳比例。

  下图为星光开发的多种光谱混色的计算程序界面,该程序设计能够计算出8种颜色LED混合匹配。

  LED光通量与功率不是线性关系,而且光通量与LED结温也是相关的。在使用电流占空比控制LED光通量时,需要使用光通量、电流占空比、温度拟合出的公式进行计算。

  2、LED光谱混色灯具光色一致性设计

  LED光源作为工业产品,并不能保证每种型号的色坐标、光谱、光通量是完全相同的。所以不同灯具的混色匹配值都有一定的差距。可以通过分bin的方法控制使用LED光源的bin区,让各灯具的匹配值差异性变小。更好的办法是每个都单独计算匹配值,对每一个灯具都进行测试标定。

灯具颜色匹配参数自动化标定系统图

  3、使用LED混色技术研发的灯具

  彩色聚光灯可以出射高显色指数、色温1600K~25000K 白光,且所有色温点在黑体辐射线上。

  彩色聚光灯可以出射超广色域的任意色调和饱和度的彩色光,输出界面使用HSIC模式,可以直接调整色调和饱和度。

  RGLCBW型彩色聚光灯色域范围如图中蓝线所示。可达165% Adobe RGB 86% CIE1931。

  4、300W仿太阳光谱高显LED聚光灯

  LED白光聚光灯一般是由蓝色LED激发黄色荧光粉产生,所以光谱连续性不够好。虽然通过调整荧光粉可调出95以上的显色指数,但由于青色部分缺失,导致光谱形状和太阳光谱有较大差距。要实现在可见光波段实现和太阳光谱接近的LED白光光谱,星光影视开发仿太阳光谱可变色温LED灯具系列。能够在保持98以上显色指数的同时,实现灯具的白光光谱在可见光波段接近太阳光的水平。灯具性能指标如下:

  高显色性:CRI>98、TLCI>99、TM30 Rf>96 Rg=100、R9~R15 >97。

  光谱连续:无光谱缺失、5000K以下接近黑体辐射光谱、5000K以上接近CIE标准日光光谱。

  可变色温:3000K~6000K连续可变色温、所有色温点位于黑体辐射轨迹和CIE标准日光轨迹上。

  普通高显指光谱 CRI=97       仿太阳光谱 CRI=98

  5、100W仿太阳光谱平板灯

  星光影视一款仿太阳光谱可变色温LED平板灯灯,在单颗LED灯珠上采用了紫光LED芯片加蓝光芯片的方法,配合多种波长的荧光粉,能够在保持CRI98以上显色指数的同时,实现灯具的白光光谱在可见光波段和太阳光谱达到一致的水平。该灯具可以在2700K~6500K调整色温。

  三.发挥优势开发消毒灯

  此次新冠肺炎在全球肆虐,严重危害了人们的生命健康。星光影视扛起了企业的社会责任和发挥多年从事舞台影视灯具研发的技术专长,根据紫外线消毒的原理,研发了多款消毒灯。

  星光消毒灯使用253.7nm紫外辐射光源,能够高效地杀死致病病毒和细菌。星光消毒灯系列相对市场同类产品有以下突出的优点:

  1、功率大

  基于专业灯具的结构,多光源优化组合,功率从 36W~1200W 各种型号,从而大幅提高整体紫外辐射强度。

  2、效率高

  利用光学反射系统,使得紫外辐射得到高效利用,大大增加覆盖面积与辐射距离。辐射均匀经过专业光学设计,消毒灯发出的紫外线强度在室内分布均匀,避免局部辐射过强和辐射过弱的情况。

  3、多灯组合

  多台消毒灯组合使用,可以为客户的不同需求定制紫外辐射场,满足全覆盖、高效率的消杀。

  4、使用安全

  紫外线消毒灯须要求安全使用,消毒过程中保证人和宠物等离开消毒房间,以免对皮肤和眼睛造成伤害,一旦有人误入场地该灯具会自动关停,保证人身安全。并且具有能够根据场地要求自动设置消毒时间等功能。

结束语

  在当前依然严峻的全球新冠疫情下,通过这次调研组的考察,我们感受到了企业家们不忘初衷的激情,还看到了一批功能强大、工艺精良、性能稳定、操作人性化的灯光设备。无论在灯具光源的全光谱的研发,还是在灯具控制系统的稳定性上,这些企业都有不凡的研发成果。我们相信新光源的开发会给新时代、新演艺带来新的活力。

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