LED燈具在影視照明領(lǐng)域應(yīng)用的分析

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED燈具以其高光效、低能耗、長(zhǎng)壽命、多功能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)在照明行業(yè)掀起了革命性浪潮。LED在公共照明領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)同和運(yùn)用，在影視照明專業(yè)也同樣引起了積極的關(guān)注和響應(yīng)。對(duì)比分析LED燈具與傳統(tǒng)影視燈具的性能特點(diǎn)，了解探索LED燈具在影視照明領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)律，對(duì)我們做好影視照明工作有著積極意義。結(jié)合近年來(lái)浙江廣電集團(tuán)在LED燈具運(yùn)用的實(shí)踐體會(huì)，我們對(duì)LED燈具在影視照明領(lǐng)域的應(yīng)用提出以下特性分析。

　　（一） 照度
　　對(duì)影視照明的燈具而言，照度是我們第一個(gè)要求考量的特性。相比于傳統(tǒng)鎢絲聚光燈，照度不夠一直是LED燈最大的問題。燈具照度低、作用距離近也是過去LED燈具不被業(yè)內(nèi)認(rèn)可的最主要原因。但隨著LED元器件發(fā)光效率的不斷提升，LED燈具的實(shí)用照度一直以驚人的速度在趕超傳統(tǒng)燈具。我們2005年第一次使用90WLED小型聚光燈，2米距離的照度不及聚光燈系列中最小功率的500W燈具。但到2007年，我們選用散光型LED變色燈，雖然只有136W的總功率，但在白光及各種色光的照度上都不輸給常用的1000W地排燈了。到了2009年，浙江廣電集團(tuán)電視演播化改造后的音樂廳選用了紅綠藍(lán)三色燈珠組合而成的450WLED燈，在組合白光、色光功能上都強(qiáng)于2000W鎢絲聚光燈和1200W金屬鹵鎢燈光源的電腦染色燈。到了2010年，在浙江廣電集團(tuán)180平米復(fù)式新聞演播廳用了100W、200W白光LED燈具，在白光照度上已經(jīng)相當(dāng)于傳統(tǒng)1000W、2000W鎢絲聚光燈了。

　　一旦突破了大功率、高亮度的技術(shù)瓶頸，LED燈具在色光、節(jié)能等方面的優(yōu)勢(shì)才能得以全面的發(fā)揚(yáng)光大。

　　表一：LED柔光燈與傳統(tǒng)柔光燈（三基色冷光燈）照度比較

　　表二：LED聚光燈與傳統(tǒng)聚光燈照度比較

[!--empirenews.page--]（二） 色光
　　早在LED技術(shù)剛剛涉及影視照明領(lǐng)域時(shí)，LED燈具細(xì)膩優(yōu)質(zhì)的色光功能就讓人震驚，當(dāng)然，當(dāng)時(shí)的價(jià)格也是高得讓人震驚，只是由于功率小照度低，實(shí)在無(wú)法與傳統(tǒng)燈具相匹敵，才未能引起足夠的關(guān)注。而現(xiàn)階段，當(dāng)照度不成問題后，LED燈具在色光變換上的優(yōu)越性是傳統(tǒng)燈具無(wú)以倫比的，有著壓倒性的優(yōu)勢(shì)。

　　對(duì)于以白光為主的單一顏色光源的傳統(tǒng)燈具，無(wú)論是鎢絲燈光源聚光燈、散光燈、光束燈，還是金屬鹵化物光源的電腦燈，要想產(chǎn)生色光，都是采用在燈具的輸出光線通道中加色紙、色片的方式。各種色紙、色片的透光性有高有低，但原理上是一種減色法疊加，要想產(chǎn)生非光源本色的色光，必然要以吸收部分光譜成分、降低有效光通量為代價(jià)。而用于變色的LED燈具通常采用多顆紅綠藍(lán)三色（或更多色）燈珠的合理排列，通過開啟不同原色燈珠合成不同效果的色光。由于LED燈具色光產(chǎn)生是一種加色法混合，所有燈珠產(chǎn)生的光通量都有效地轉(zhuǎn)化為實(shí)際光效，不存在打出色光效果后的無(wú)效吸收、減損。

從“表三”可以看到， 1000W地排燈在白光時(shí)還是亮過LED燈，但加上色紙后，就比不過加色法混合的LED燈了。

　　相比于傳統(tǒng)燈具，LED不僅在色光的光通量實(shí)際效用上有明顯提高，產(chǎn)生色光的種類也更為豐富，色別的精確度更為細(xì)膩。除了加配CMY混色功能的高端的電腦燈，其他傳統(tǒng)燈具無(wú)論是燈具前加裝換色器還是光源前加玻璃色輪，一臺(tái)燈能產(chǎn)生的色光一般只有7至11種。而以紅綠藍(lán)三原色或更多色燈珠組合而成的LED燈具，在對(duì)各顆燈珠精確的電子控制下，不同種類的純色光以不同亮度的加色法混合，便能線性地產(chǎn)生任意色光效果。

　　再者，色紙、玻璃色片都不可避免地存在褪色現(xiàn)象，尤其是色紙，幾個(gè)鎢絲聚光燈就算同時(shí)加上同一批次的色紙，也會(huì)因?yàn)闊艟唛g光斑聚焦精度的差異引起色紙褪色程度的不同，從而影響色光色別的一致性。電腦燈中的玻璃色片雖然比聚光燈前的色紙抗衰性好很多，但金屬鹵化物燈管在使用過程中會(huì)出現(xiàn)亮度和色溫的降低衰減，實(shí)際工作中，同一型號(hào)的電腦燈打出的色光也會(huì)因燈管的使用時(shí)間不同出現(xiàn)色光的一致性差異。在色光的穩(wěn)定性上，LED燈具在色光發(fā)光原理上就解決了這個(gè)問題，只要在燈珠正常使用壽命（標(biāo)稱都是上萬(wàn)小時(shí)）內(nèi)是不會(huì)出現(xiàn)任何衰減變化。就目前我們使用的情況，也沒有出現(xiàn)過LED燈有色光衰減的現(xiàn)象。

　　所以，從色光的亮度、多樣性、穩(wěn)定性比較，LED燈具都非常明顯地優(yōu)于傳統(tǒng)燈具。

　　表三：LED變色燈與傳統(tǒng)散光燈的色光照度比較

　　表四：LED聚光燈與傳統(tǒng)聚光燈的色光照度比較

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三） 顯色性

 　在評(píng)價(jià)一種光源的品質(zhì)好壞時(shí)，除了經(jīng)常提到的發(fā)光效率，還有一個(gè)重要的顯色性感念。光源的顯色性（Color Rendering Index）是指在某種光源照射下，物體各種顏色的還原再現(xiàn)情況與該物體在標(biāo)準(zhǔn)晝光照射下呈現(xiàn)的色彩效果的相近程度，是一個(gè)0到100％的比較值。光源的發(fā)光光譜越接近于標(biāo)準(zhǔn)晝光的連續(xù)光譜，該光源的顯色性就越好，也稱顯色指數(shù)（Ra）越高。

　　表五：不同光源的主要性能比較表

　　表中列舉了常見光源的顯色指數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，不同光源的顯色指數(shù)差別很大，但在一般的日常生活中，我們并沒有感覺出光源顯色性高低對(duì)我們觀察判斷物體顏色有很大影響，這主要是因?yàn)槿搜劬哂猩X守恒的視覺特性。人們一旦形成了對(duì)某一物體顏色的認(rèn)識(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種對(duì)該物體顏色的認(rèn)識(shí)定式，會(huì)自覺地修正由于照明條件改變?cè)斐傻奈矬w顏色再現(xiàn)的偏差。

　　相比于發(fā)光效率、功率照度、色光等看得見測(cè)得出的顯性指標(biāo)，光源的顯色性很容易被忽視淡忘。但在影視照明專業(yè)，顯色性必須引起高度的重視。在電視節(jié)目制作中，攝像機(jī)成為觀眾感知事物的信息傳遞者，而攝像機(jī)對(duì)光線感知特性與人眼有很多的不同，其中攝像機(jī)對(duì)光源光譜成份的嚴(yán)格量化讀取是與人眼在色光感知方面最大的差別。只要有稍微的光譜成份變化，攝像機(jī)就能在電視屏幕上對(duì)應(yīng)地反映出物體顏色的再現(xiàn)變化。所以高壓鈉燈雖然有著很高的發(fā)光效率，但過低的顯色指數(shù)使高壓鈉燈無(wú)法用于影視拍攝。

　　LED燈具之前沒能在影視照明領(lǐng)域得以認(rèn)可，除了照度不夠，另一個(gè)關(guān)鍵欠缺就是顯色指數(shù)不高。以前LED的白光技術(shù)不過關(guān)，以紅綠藍(lán)三色或多色混合的合成白光，由于在可見光譜段上的不連續(xù)分布，顯色性不夠好。現(xiàn)在LED在顯色性上已經(jīng)有長(zhǎng)足的改進(jìn)，但就目前的技術(shù)水平還是無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)鎢絲燈與太陽(yáng)光譜的接近程度。雖然已經(jīng)能夠用于影視照明，但LED顯色指數(shù)的進(jìn)一步改良是我們必須持續(xù)關(guān)注的重要指標(biāo)。

　　（四） 耗電量

　　當(dāng)照度還不能滿足影視照明基本要求時(shí)，LED燈無(wú)論有多低的耗電量，多好的節(jié)能效益，我們都不為所動(dòng)。但隨著LED發(fā)光效率不斷提升，尤其是單顆功率不斷創(chuàng)新高，以及集成工藝的越來(lái)越好，目前LED燈的實(shí)用光效已經(jīng)與傳統(tǒng)燈具不相上下了。在功能用途可以相提并論的時(shí)候，能耗的高低自然成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。尤其是在全球大力推廣節(jié)能減排、綠色照明的大環(huán)境下，一場(chǎng)以更為環(huán)保節(jié)能的LED燈具替代高能耗傳統(tǒng)燈具的綠色革命正在全球范圍蓬勃展開。相比于大規(guī)模民用照明領(lǐng)域，低耗節(jié)能在我們影視專業(yè)雖然沒有表現(xiàn)得那么關(guān)鍵，但節(jié)能環(huán)保意識(shí)的豎立培養(yǎng)對(duì)今后事業(yè)發(fā)展還是至關(guān)重要的。仔細(xì)算一筆能耗的帳，也會(huì)驚喜的發(fā)現(xiàn)，LED真的能帶來(lái)巨大的電能節(jié)約。

　　另外，由于LED耗電量低，用于電力傳輸?shù)碾娎|線徑可以大大減小，整個(gè)燈光系統(tǒng)的配電容量可以大大降低。再者，由于LED燈具工作時(shí)的熱量產(chǎn)生低，還能帶來(lái)演播廳與之配套的空調(diào)系統(tǒng)的低配置要求。所以，LED燈具的低功率、低熱量還能帶來(lái)一系列配套成本的降低。

　　表六：浙江廣電集團(tuán)音樂廳LED燈替代傳統(tǒng)聚光燈用電比較

　　表七：浙江廣電集團(tuán)180平米演播廳LED燈替代傳統(tǒng)燈具用電比較

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（五） 安全性

　　對(duì)于大批量使用高功率燈具的影視照明工作，消防用電安全一直是大家時(shí)刻警惕的事情。大功率鎢絲燈和金屬鹵化物燈工作時(shí)產(chǎn)生的大量熱效應(yīng)會(huì)使燈體處于高溫狀態(tài)，工作時(shí)必須保持燈具與易燃物品足夠的安全距離。長(zhǎng)時(shí)間大功率用電也會(huì)引起系統(tǒng)電力線路上的老化發(fā)熱現(xiàn)象。高溫?zé)趔w和發(fā)燙電纜線都是傳統(tǒng)光源下影視照明主要的安全隱患。

　　而LED光源由于具有非常好的光電轉(zhuǎn)化效率，消耗的電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為光能，熱效應(yīng)很低，從源頭上解決了燈體高溫的問題。高光效帶來(lái)的低功率也使得供電線路的低負(fù)載，當(dāng)然線路安全性就好。在用LED燈具替代傳統(tǒng)地排燈、光束燈、聚光燈后，我們?cè)趯?duì)布質(zhì)、木質(zhì)等易燃材料打光時(shí)就安心多了。當(dāng)然，LED燈具工作時(shí)也不是一點(diǎn)熱量沒有的，控制電路等也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮，燈體還是會(huì)有一定溫度的，安全用燈的警惕性還是時(shí)刻不能放松的。

　　另外，目前LED燈具的燈體制作工藝普遍優(yōu)于傳統(tǒng)聚光燈。電子產(chǎn)品封閉式的構(gòu)架使得LED燈具防護(hù)等級(jí)大多能達(dá)到IP 65。相比于傳統(tǒng)聚光燈，LED燈具的使用安全性有很大的提高。

　　（六） 控制方式

　　傳統(tǒng)聚光燈使用中主要通過輸入電源電壓的變化來(lái)控制光線的強(qiáng)弱，而LED燈具在提供基本電源后，是通過DMX512信號(hào)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能變化控制的。從燈具的控制方式看，LED燈具更像是電腦燈，DMX512信號(hào)容量的大規(guī)模增加是LED替代常規(guī)鎢絲燈后對(duì)燈光控制系統(tǒng)提出的最明顯要求。220V直通供電方式、大容量DMX512信號(hào)傳輸回路、大容量多功能燈光控制臺(tái)將構(gòu)成今后電視演播廳燈光控制系統(tǒng)。

　　（七）問題和不足

　　LED燈具在顏色、節(jié)能等方面的卓越特性大家有目共睹，但在影視照明領(lǐng)域進(jìn)一步推廣應(yīng)用還是有不少問題和不足，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

　　首先，高成本、高價(jià)格是制約LED迅速推廣使用的關(guān)鍵因素。相比于傳統(tǒng)鎢絲燈、三基色冷光燈幾百、一千左右的售價(jià)，LED燈動(dòng)輒幾千、上萬(wàn)的價(jià)格，的確難以大規(guī)模購(gòu)買。雖然仔細(xì)算一筆長(zhǎng)遠(yuǎn)的使用維護(hù)成本，LED一次性投入長(zhǎng)久享用的模式可能比經(jīng)常要換燈泡、色紙的傳統(tǒng)燈具要合算。但LED燈具剛剛?cè)胧胁痪?，理論上的長(zhǎng)壽命、高效率還沒有得到實(shí)際使用時(shí)間的真正驗(yàn)證，一次性過大的投入還是會(huì)讓人很多用戶猶豫不決。

　　第二，LED燈具的顯色性還是大家最為擔(dān)心的問題。雖然目前主流品牌的LED燈具基本上達(dá)到了80以上的顯色指數(shù)，但大量廉價(jià)LED燈具生產(chǎn)商為追求利益，常常會(huì)忽視顯色性這個(gè)不易迅速驗(yàn)證的隱形指標(biāo)。由于沒有一個(gè)統(tǒng)一可信的標(biāo)準(zhǔn)值要求，一句“LED燈顯色指數(shù)低”就很容易否定LED燈具在影視照明領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣運(yùn)用。

　　第三，不同廠家LED燈具在顏色、亮度等光線品質(zhì)上難以達(dá)到統(tǒng)一的數(shù)值。不同于傳統(tǒng)燈具，燈具可以由不同廠家生產(chǎn)，但光源是用戶二次購(gòu)買加裝的，只要認(rèn)準(zhǔn)統(tǒng)一品質(zhì)的光源，不同廠家的燈具是可以產(chǎn)生相同品質(zhì)的光效的。而LED燈具光源和燈具是一體的，燈具的光效完全由出廠時(shí)的狀況決定，同樣的紅光，可能因?yàn)榧t色LED管芯批次的不同、電路設(shè)計(jì)的不同、燈具工藝水平的不同，最后打出的紅光會(huì)存在色別上的差異。標(biāo)注功率值相同的燈具，也會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的不同，亮度上出現(xiàn)差別。所以，分批購(gòu)買的不同廠商、甚至同一廠商的LED燈具，在亮度、色度上都難免存在細(xì)微的差別。

　　第四，相比于傳統(tǒng)燈具，LED燈具與其說是一臺(tái)燈具，更確切地應(yīng)該是一個(gè)電子產(chǎn)品。高集成化的燈體使用戶很難進(jìn)行一些燈具故障的預(yù)判和常規(guī)維修。故障的突發(fā)性難以預(yù)見，什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)問題你不知道，出現(xiàn)了故障一般你也修不了。使燈具在穩(wěn)定性和故障檢修上對(duì)產(chǎn)品本身的質(zhì)量和廠家的售后服務(wù)的依賴性很高，這也是LED燈具用戶普遍擔(dān)心的問題。

　　第五，由于核心技術(shù)是一種電子產(chǎn)品，LED燈具的更新?lián)Q代速度一定會(huì)比傳統(tǒng)燈具快很多，這又往往會(huì)使用戶不知所措，難以把握合適的購(gòu)買時(shí)機(jī)。如果高價(jià)買來(lái)的燈具，不多久就面臨更新更好的替代品，那會(huì)是怎樣的沮喪心情啊。

　　LED技術(shù)代表著節(jié)能環(huán)保、綠色低碳的發(fā)展趨勢(shì)，在影視照明領(lǐng)域，LED燈具目前雖然還處在發(fā)展完善階段，但憑借其獨(dú)特的原理性優(yōu)勢(shì)，必將逐步取代傳統(tǒng)鎢絲燈具。作為電視燈光專業(yè)工作者，及時(shí)了解LED燈具工作特性，對(duì)我們電視節(jié)目燈光制作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。借助于LED燈具的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮燈光藝術(shù)創(chuàng)作積極性，為廣大電視觀眾奉獻(xiàn)畫質(zhì)一流、富有藝術(shù)感染力的電視節(jié)目是我們每一位電視燈光工作者的神圣使命。