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、長壽命、多功能等技術(shù)優(yōu)勢在照明行業(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,對我們做好影視照明工作有著積極意義。結(jié)合近年來浙江廣電集團(tuán)在LED燈具運(yùn)用的實(shí)踐體會,我們對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
對影視照明的燈具而言,照度是我們第一個要求考量的特性。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)勢才能得以全面的發(fā)揚(yáng)光大。
(二)色光
早在LED技術(shù)剛剛涉及影視照明領(lǐng)域時,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)燈具無以倫比的,有著壓倒性的優(yōu)勢。
對于以白光為主的單一顏色光源的傳統(tǒng)燈具,無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效吸收、減損。
從“表三”可以看到,1000W地排燈在白光時還是亮過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)燈具無論是燈具前加裝換色器還是光源前加玻璃色輪,一臺燈能產(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。色紙、玻璃色片都不可避免地存在褪色現(xiàn)象,尤其是色紙,幾個鎢絲聚光燈就算同時加上同一批次的色紙,也會因?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出現(xiàn)亮度和色溫的降低衰減,實(shí)際工作中,同一型號的電腦燈打出的色光也會因燈管的使用時間不同出現(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問題,只要在燈珠正常使用壽命(標(biāo)稱都是上萬小時)內(nèi)是不會出現(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。
(四)耗電量
(五)安全性
對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刻警惕的事情。大功率鎢絲燈和金屬鹵化物燈工作時產(chǎn)生的大量熱效應(yīng)會使燈體處于高溫狀態(tài),工作時必須保持燈具與易燃物品足夠的安全距離。長時間大功率用電也會引起系統(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,我們在對布質(zhì)、木質(zhì)等易燃材料打光時就安心多了。當(dāng)然,LED燈具工作時也不是一點(diǎn)熱量沒有的,控制電路等也會產(chǎn)生一定的熱量,長時間點(diǎn)亮,燈體還是會有一定溫度的,安全用燈的警惕性還是時刻不能放松的。
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)等級大多能達(dá)到IP65。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信號容量的大規(guī)模增加是LED替代常規(guī)鎢絲燈后對燈光控制系統(tǒng)提出的最明顯要求。220V直通供電方式、大容量DMX512信號傳輸回路、大容量多功能燈光控制臺將構(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燈動輒幾千、上萬的價(jià)格,的確難以大規(guī)模購買。雖然仔細(xì)算一筆長遠(yuǎn)的使用維護(hù)成本,LED一次性投入長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?,理論上的長壽命、高效率還沒有得到實(shí)際使用時間的真正驗(yàn)證,一次性過大的投入還是會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,常常會忽視顯色性這個不易迅速驗(yàn)證的隱形指標(biāo)。由于沒有一個統(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,最后打出的紅光會存在色別上的差異。標(biāo)注功率值相同的燈具,也會因?yàn)轵?qū)動電路設(shè)計(jì)的不同,亮度上出現(xiàn)差別。所以,分批購買的不同廠商、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。
LED技術(shù)代表著節(jié)能環(huán)保、綠色低碳的發(fā)展趨勢,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,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,及時了解LED燈具工作特性,對我們電視節(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,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。
當(dāng)照度還不能滿足影視照明基本要求時,LED燈無論有多低的耗電量,多好的節(jié)能效益,我們都不為所動。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)保意識的豎立培養(yǎng)對今后事業(yè)發(fā)展還是至關(guān)重要的。仔細(xì)算一筆能耗的帳,也會驚喜的發(fā)現(xiàn),LED真的能帶來巨大的電能節(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燈具工作時的熱量產(chǎn)生低,還能帶來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、低熱量還能帶來一系列配套成本的降低。