LED灯光控制

LED灯光控制（精选7篇）

LED灯光控制 篇1

摘要：为了实现节能减排、降低照明能耗,设计了一种基于物联网技术的灯光控制系统。该系统主要由Niagara平台控制器JACE、热释电红外传感器、光敏电阻等硬件设备构成,以Niagara平台进行程序设计。根据人体感应检测和光照强度检测,来调节LED照明开关和亮度。Niagara平台可实现逻辑上的编程,还可远程控制系统,实现工业控制物联网的功能。系统界面能直观体现运行状态和历史数据,经实验测试,系统实现了节能减排、智能控制的目的。

关键词：灯光控制,LED照明,Niagara平台,物联网

随着科技水平的不断发展,智能建筑楼宇在人们的工作和生活中变得越来越重要。在满足使用者的需求前提下,实现建筑能耗最小化是智能楼宇的重要目标之一。目前,我国建筑照明能耗占到整个建筑电量能耗的25% ~ 35% ,照明用电约占全国用电量的13% 。在大力提倡节能减排的行动中,实现智能光控系统从而降低照明能耗成为必然趋势[1]。

国内公共场所的照明系统大多还是依靠人工来管理,经常会出现白天开灯、无人亮灯等情况。此外,目前主流的照明设备仍然是传统日光灯,使用寿命短、消耗电能大,这些因素都造成了大量的电能浪费。

本文将基于物联网技术实现LED照明系统控制。采用Baja标准的Niagara软件,其是一种通用且具有丰富功能的系统集成式平台,可在设备和Internet之间建立双向通信,实时地进行设备信息传输和控制智能设备[2]。选择更加环保节能的LED照明灯作为硬件设备,通过Web端控制LED灯的开关、亮度,取代了人工控制,真正实现“人来灯开,人走灯灭,随光调灯”的智能光控[3]。

1 系统介绍

这套系统主要基于Niagara平台的控制器JACE、热释电红外传感器、光敏电阻等设备构成。本文设计包括两个部分: 软件Niagara平台的逻辑控制和硬件配置。

智能照明控制系统中,以自动控制模式为核心,在Niagara平台的控制逻辑下可实现自动控制模式。以人员存在作为输入信号,并根据室内自然光照强度,判断是否开启照明灯。兼容自动和手动控制两种模式,来满足特殊情况下的不同照明要求。Niagara平台可以直观显示各设备运行情况和实时数据情况,当需要逻辑修改时,可在Web端进行远程修改[4]。

系统还附有历史记录表,可查看所有照明设备持续工作时间。当设备临界使用寿命范围内及时更换或维护。还可根据设备工作时间,做出建筑能耗预算,进一步实现智能化楼宇管理。

2 系统工作原理

2. 1 系统设计

系统的主要硬件根据功能可分为人体感应模块、光照强度模块和LED驱动模块。Niagara作为实现控制功能平台,其控制器JACE可将所有非IP装置和总线设备连接到网络上,使设备与云平台进行双向通信。当下位机收集到人员存在、自然光弱等信号上传到上位机,经过Niagara逻辑判断,进行LED驱动,点亮照明设备。同时上位机可进行模式选择,历史数据查看,修改设备状态等功能,运用到下位机上实现逻辑控制[5]。

2. 2 系统运行模式

( 1) 手动控制模式。在该模式下,管理者可按启动按钮或者停止按钮来手动控制区域内的灯光开光。当进行设备检修或应急状态时可使用该模式;

( 2) 自动控制模式。在自动调节模式中,照明系统先进行信号检测,人员是否存在,天然光的光强度。当传感器检测到有人员移动,并且照明检测光强< 300 lx时,打开设备。若> 300 lx,自然光能满足照明需求,无需打开设备;

( 3) 应急照明模式。照明系统的运行经常与门禁系统和消防系统形成联动,分为疏散照明和警卫照明[6]。照明系统从联动请求信号中提取楼层和区域号,控制照明设备进入应急照明模式;

( 4) 日程表。为增加系统的使用灵活性,可根据建筑等级和功能,在不同的时间段里来设定照明设备的开关。在节假日或特殊活动日,系统管理员均可通过日程表进行不同时间段和特殊事件的管理,兼容手动调节和日程表自动调节两种控制功能。

3 控制系统实现

3. 1 逻辑编程

系统程序主要分为两类: 自动控制程序和手动控制程序。

3. 1. 1 自动控制程序

系统设计的主体是对智能光控的设计,人体感应模块( Motion Sensor) 和光照强度检测模块( Luminance Sensor) 分别可使用布尔模块( Boolean ) 和数据模块( Numeric) 实现。光照检测模块Luminance Sensor的Out输出端接入一个比较逻辑模块( Greater Than) ,其目的是使检测出的光强与建筑照明标准值进行比较,以办公建筑普通办公室的照明标准值为300 lx[7],设置In B为标准值300 lx。比较逻辑模块的输出与“非”逻辑块( Not) 相连,判断是否要开启设备。将人感模块和光照模块连接至“与”逻辑( And) ,连接至照明设备。

在照明设备的逻辑设计中,有3 个输入值,In10、In12、In16,依次设置其优先级。最高优先级In10 连接的是应急照明模式和手动模式,可实现最高优先级制动、紧急照明的功能。次优先级In12 连接的是主体自动控制模式,低优先级In16 和日程表控制相连,可实现按时按日智能控制。照明设备的扩展功能中提供了持续使用时间( Burn Time) ,可查看设备使用时间,也可进行时间重置操作。

如图2 所示,当光照检测为200 lx时,自然光光强未达标准值,比较逻辑块的输出连接到“非”逻辑块,经过逻辑判断输出True即光强感应模块检测需要开启灯光。此刻,人体感应模块检测有人,整个信号检测模块经逻辑与判断输出True,将该输出连接至LED设备In12 输入。按照优先级排列,打开LED设备。

在控制过程中,加入PID控制器进行调节。经过测试,参数设定如下: P值为90,I值在0. 8 ~ 1. 2 之间,D值为0. 2。在该参数下,实际值到达设定值的调节过程是逐步的,能防止超调过高引起灯光忽高忽低而使人感觉不适。

3. 1. 2 手动控制程序

系统中手动控制模式和应急照明模式,在Niagara都能通过Override Switch布尔功能逻辑模块来实现,模块功能设置如图3 所示,可根据模式选择,进行紧急制动或紧急启动,确保建筑内照明安全。

3. 2 硬件配置

( 1) LED驱动。LED驱动采用TPS6106X驱动系列,这一系列是带有数字和PWM调光控制的恒流LED驱动器。在其信号频率不变的前提下,改变一个脉冲周期内高电平的时间,改变PWM占空比。使电流源以通或断的重复脉冲序列加载到LED灯上,改变其平均电流,实现LED调光[8,9];

( 2) 人体感应检测。选取热释电红外传感器,它是一种基于热电效应原理的热电型红外传感器。当人体在传感器检测范围内移动时,传感器能检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转化为电压信号输出,后续电路经检测后可表示该区域内有人员活动;

( 3) 光照强度检测。选择光敏电阻作为采集光照信号的传感器,用光敏电阻测出在不同的光照强度下不同的电阻值,在直流电路中串联光敏电阻,根据分压原理不同的电阻值转化为不同的电压值,将对光照信号的处理转化为对电压信号的处理[10]。

4 基于Niagara平台的灯控系统仿真

4. 1 系统界面

系统的界面包括系统总览、模式选择、报警信息、历史记录和日程表。系统总览中包括选择相应楼层的楼层概览图,可直观地显示了每个房间的照明灯开光情况,通过点击相关房间照明指示图进行开关灯操作。在界面上还能进行快速模式选择、日程表查看等操作[11]。

4. 2 仿真验证

在日程表中,可以查看不同时段的对应状态。图5中显示,在凌晨0 点~ 7 点Out为False,在其他工作时间段Out为True。在Special Events选项中,可设置特定日期如节假日、活动日等安排,并具有最高的优先级。

当发生紧急情况时,实时报警状态将会发出闪烁指示灯并提示启动应急照明模式,楼层所有灯光打开。由仿真结果可知,该系统内部功能稳定,能实现相应的控制操作,达到了预期效果。

5 结束语

本文重点介绍了LED灯光智能控制系统,对系统各硬件检测功能进行分析,确定逻辑设计方案。其中,人体感应检测模块和光照强度模块,通过Niagara平台的内部逻辑编程,能实现硬件和软件的系统整合。Niagara系统控制界面可直观体现各区域照明状态,兼容手动、自动以及不同需求下功能模式的转换,为智能化建筑控制提供了良好的系统平台。该系统还需要与智能楼宇的其他控制功能,如门禁系统、消防系统实践相结合来逐步改善。

LED灯光控制 篇2

租赁协议

甲方：XXXXXXXXX 乙方：XXXXXXXXX 经甲、乙双方友好协商，并根据《中华人民共和国合同法》及相关规定，签订本次器材租赁合同，具体条款如下：

一：租赁时间：

地点：

XXXXXXX

二、租赁项目： 舞台主背景：m2×元 主标题：m2(含人工费）=元 横幅：×条=元 手工费：元 桌卡：元 音响彩排一对：元

演出当天两对主音箱：元×2对=元 反听一对：元 矿泉水：元 拉桌子人工费：元 总计：元

（大写）

三、付款方式：

转账支付。

四、乙方业务： 乙方操作技术人员在演出当天提前到场，完成租赁设备的调试及实施。

五、关于责任：

1、甲方必须提前一周告知乙方，灯光音响要求，演出前一天必须现场确认，如未确认，乙方仅按一般要求实施。

2、由于灯光、音响均属电子产品，在使用过程中，如遇故障、临时损坏等原因使演出无法进行，乙方免收项目中出现故障的单一设备租赁费，不承担其它责任及赔偿。

3、演出中如遇中途停电，部分灯光音响的保护程序重启需要15分钟，此时间段不属于乙方责任。

六、附则

1、合同由甲、乙双方直接签订，合同一式两份，甲、乙双方各执一份，本合同经甲、乙双方签字（盖章）后生效。

2、合同附件与合同正本具有同等法律效力。

3、乙方保证按照甲方要求保质保量按时完成。

4、乙方在安装和拆除的活动过程中，如有意外发生，与甲方无关。

甲方（签字）：

乙方（签字）：

LED灯光控制 篇3

【关键词】LED大屏幕；综艺晚会；灯光设计；光比；光圈；色温

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2014.09.006

【Abstract】Some methods of the reasonable use for large screen cooperated well with lighting design were summarized in TV gala.

【Key Words】LED large screen； gala； lighting design； light ratio； aperture； color temperature

1 LED大屏幕的影响

近年来，随着舞台科技的进步及表现手段的日益丰富，在许多大型综艺晚会节目中，传统的舞美景片的设计已日益淡出，取而代之的是表现力强大的LED彩幕屏和全LED大屏幕（以下统称为LED大屏幕）的运用。因其大场景大画面配合音乐歌舞，达到渲染欢乐、热烈、激情的现场效果，将舞台上下演员的表演与观众的观赏视觉融为一体，使观众如身临其境；其播放内容还可以依节目内容灵活变换，所以越来越受到电视导演的青睐。近两年的中央电视台（简称央视）春节联欢晚会，采用全舞台LED大屏幕（见图1），表现力充分且引人注目，使舞台上的点、线、面等都成为展现舞美艺术的组成部分，配合先进的增强现实技术（Augmented Reality，简称AR），为观众营造了一种亦真亦幻的艺术氛围，取得了巨大成功。

但是，与此同时，我们也看到，LED大屏幕的大规模应用对于灯光的艺术创作也带来一些不利的影响：

（1）其亮度高（虽然可以调节），色温高，舞台光尤其是人物的面光比较难与其融合，常常出现因背景过亮过于突出，使得出现人物面部照度不够、面色发灰、画面不通透的情况；

（2）其亮度之高，色彩之丰富，使得舞台上的光源、色光过多，势必增加灯光师控制光的难度；

（3）由于包括地面在内的几乎所有角落都布满LED大屏幕，好像一个围起来的方盒子，虽然画面很美，却容易给观众一种过“满”和“堵”的感觉。

此时，舞台灯光往往纯粹变成了照亮之用，即便动辄使用几百台电脑灯，也发挥不了应有的艺术效果，十分遗憾。所以，如何处理舞台背景与灯光的运用关系，使两者相互配合、相得益彰，是一个需要认真探究的问题。

2 灯光设计的应对

2.1 改变灯光设计理念

在LED大屏幕等自发光元素大规模出现以前，舞台上景物的亮暗、画面的整体光效由灯光设计师们控制。当大量自发光元素进入摄像机的构图后，电视灯光的设计理念逐步从对暗环境的照明设计转到了对亮场景的光效平衡上，即平衡灯具光源与大屏幕的照度与色温，平衡主体人物与发光背景的亮度与色彩。

传统电视灯光制作中，反映的是物体亮度的对比关系，摄像机将所拍摄物体的亮度真实还原；照度和对比度达到要求，则画面层次、色调、清晰度都能达到满意效果。而以LED大屏幕为主要背景应用到电视综艺晚会中后，灯光师在设计时，就必须将其自发光特性考虑进去，视其为一个大型LED灯具，因其视频内容显示的不同，其明暗、色彩也有不同的变化，在不影响舞美效果和保证基础照度的前提下，不断地调整灯光布局，不仅要合理运用灯光的亮度、光比，控制好演员人物、景物的层次反差，还需要对演员和发光LED大屏幕进行亮度的平衡，掌握好舞台的整体色彩变化；使晚会灯光的色温基调与内容和谐统一，让LED大屏幕完全融入电视舞台，与电视灯光浑然一体，让电视画面得到真实自然的色彩还原。

2.2 光比、光圈、色温、视频等调整

LED大屏幕的应用对于舞台基本照度、人物造型层次和色彩还原产生影响。LED大屏幕用于电视综艺晚会后，其自身的发光亮度在一定程度上影响了电视录制的效果：在演区照度一定时，如果大屏幕亮度过高，演员的面部会变暗；大屏幕亮度过低，又会使观众无法看清内容。灯光设计需要对人物主体和发光的大屏幕进行亮度的平衡。因为电视画面的呈现和影像的清晰度并不取决于整个画面有多亮和采用大量的照明光线，关键在于使用适当的明暗对比度和相应的光线性质。好的电视画面的灯光照度不一定很高，而是在于适当用光的比例。我们都有这样的体会：在录制电视节目时，导演经常觉得画面“不够亮”，要求提高灯光的照度，但是往往亮度提上去了，后面背景大屏幕的亮度也高了，在中近景镜头里大屏幕会比人脸亮，导致人脸暗淡无光。人物画面的层次没有突出，不能提高画面的质量。

针对使用LED大屏幕产生的上述种种问题，笔者认为可从以下几方面着手解决：

（1）调光比

可以通过增加舞台表演区的人物亮度或降低大屏幕亮度的方法来缩小人脸与背景的光比。若提高舞台表演区的人物亮度，一方面势必增加灯具数量和供电设备容量，带来散热等一系列问题；而且一般，演区照度如能达到1 000 lx，就已经能满足高清摄像机的拍摄需求。故我们多数采用降低大屏幕亮度的方法。以摄像机距离大屏幕约15 m～18 m，LED大屏幕自检彩条为标准，根据LED大屏幕尺寸，大于20 m2亮度调整为最大值的25%左右，小于10 m2亮度调整为35%左右为宜。但是，如果演员距离LED大屏幕较近，需要长时间拍摄时，随着LED大屏幕内容和色彩的变换，摄像机拍摄的近景画面中的人物面部灰暗，背景呈现发白的马赛克情况；这时，就可以局部增加人物面部的布光，再配合通过光圈的调整，来平衡人物与陪衬的背景的亮度。

（2）定光圈

由于摄像机灵敏度的不断提高，加上很多节目已采用高清拍摄，演播室录制节目时，会采用较低的照度，通常控制在800 lx-1 000 lx左右，光圈F4～F5.6之间。一般认为，F5.6是较佳的光圈值。而一般的经验是：在实际录制彩排期间，灯光师和视频技术人员首先会根据节目形态确定一个基础的光圈范围，这个范围要一直保证在摄像机最佳工作状态，即F4～F5.6之间。在这个光圈范围内完成摄像机所需要的基础照明布置，确定LED大屏幕的亮度，再做电脑灯、效果灯的艺术点缀。这样，每一个节目的视频技术人员都可以在此基础上小范围调整光圈，来保证画面视觉效果和技术质量要求。

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（3）平衡色温

摄像机对光源的色温比较敏感。若光源的色温比摄像机要求的低，拍摄的画面就会偏红；反之，画面则偏蓝。综艺晚会往往会使用多种舞台灯具，为了保证晚会录制的电视色彩效果，应尽可能使各种灯具的色温保持一致。现在流行大量使用电脑灯做面光，即运用了高色温灯具。因为LED大屏幕为高色温设备，如果电脑灯使用2 800 K～3 200 K左右的低色温灯具，以人脸为曝光依据曝光，拍摄出来的LED大屏幕就会呈现蓝色，使得色彩失真；如面光调整为高色温灯具，与后面的大屏幕一致起来，这样可以让图像呈现形成一致性。

（4）LED大屏展现的素材可做适度调整

因为大规模LED屏的使用，产生的亮度会直接影响到舞台灯光。我们在灯光设计之初就可以首先将LED大屏幕作为舞台灯光组成的一部分来考虑。测量出所有播放素材的平均亮度，事先编辑调整所播放素材的视频画面亮度及其色彩，并根据实际节目的背景素材、灯光设计要求，在不影响整体大屏幕效果的基础上，适当调整其亮度，并将其光量计算入灯光的基础照度中，把大屏幕播放素材内容作为灯光设计的一部分加以融合考虑，这样也能最大限度地降低大屏幕对灯光和摄像机光圈控制的影响。

3 结语

任何新技术都是一把双刃剑，合理有度地控制它、使用它，是运用成功的关键。其实，在舞台上少用甚至不用LED大屏幕的舞美设计也不少见。例如，2013年央视第十五届青年歌手大奖赛，高高悬挂的一块大LED大屏幕（见图2），避免了LED大屏幕画面对现场观众观看的影响，整个舞台遍布电脑灯，突出了参赛选手，各种光效光束将舞台衬托得美轮美奂。

又如，江苏电视台的《全能星战》，舞美设计简洁低调，只在观众席上方高高悬挂了两块LED大屏幕，舞台主体则完全不用LED大屏幕，仅靠灯光光束架构出良好的透视感和空间感，唯美动人（见图3）。再如，在丹麦哥本哈根举办的2014年欧洲歌唱大赛全部采用投影设备，未使用传统的LED显示屏（见图4）。

所以，我们不必一味追求大规模使用LED大屏幕，一场晚会中，可以使用LED灯，也可用电脑灯，或是两者相结合，将LED大屏进行分割、自由组合，电脑灯光束镶嵌其中，挥洒舞台。总之，合用则用，不合则舍弃，一切的表现手段都以节目内容和主体对象为依据，使LED大屏幕与灯光设计、视频技术等相得益彰，更好地与节目内容融合，为观众提供高质量的电视画面。

（编辑 张冠华）

LED灯光控制 篇4

一欣喜

我国经济,文化的飞速发展给我们带来了全新的气象,艺术文化和相关的技术产业在互相激励中有了大幅度的提升。文艺演出中灯光在视觉画面中的表现受到越来越大的重视,更多更新的高科技灯具被开发出来。

直视现在的演艺百态:表演区域的扩增使得观众视野开阔,表演区中的精彩表演由于各种灯光适时适宜的塑造和表现而更为绚丽和引人入胜,表演区中设置背景由于灯光变化多端的渲染而更显演出画面的壮观和美不胜收,表演区域的空间由于灯光的合意嵌入和扩充更加宏伟、更有气势。由于灯光从艺术表现和表述的角度在演艺中充实能量的需要,灯具的数量、灯具的科技含量、灯具的智能程度、灯具的光型效能、灯具的显亮程度、灯光对人和物的显现能力和效果等给我们的灯具开发和生产者提出了更多更高的要求。在各类演出时电耗急剧升高,就目前而言我国的电能还满足不了经济、科技的飞速发展而带来的庞大的需求用量,电能的匮乏使得对节能光源开发成为重中之重。LED光源的出现给我们带来欣喜。

在还没有更好的节能光源开发出以前,LED无疑是我们最环保最节能的光源选择,让我们的灯具开发和制造人士看到了演艺灯具能够节能的可行性。

二疑惑

在LED光源诞生前,演艺灯具光源品质和灯具的种类已到相当的高度。在演艺灯光使用者对已使用的各类灯具已成娴熟和品质认可的态势下,绝大部分灯具又基本符合技术要求的状态下,LED光源所形成的灯具必须努力达到替代部分其他灯具的光源品质和技术功能才能有生命力,才能使演艺灯光艺术质量平等过渡。更理想的是LED所开发出的灯具比其他相应的灯具更具有优势和特点。

由于我们的灯具开发和制造人士的努力,LED光源的功率在一步一步提升,形成灯具的种类有了散光灯、柔光灯、聚光灯,而且还有了成像类的灯具。

就目前而言,大家对有些LED的光源品质还有所质疑,而且对制成灯具后在有些演出场合中的显亮程度有欲提高的要求。

从使用方的角度来说,关于LED的光源品质,大家关心的是光的显色能力。显色性的优劣会直接影响到摄像机所拍摄画面中物体的色还原,而且会扰乱画面中各物体的色彩关系。显色性的优劣在演出现场会影响观众的视觉感应和判断的错误以及接受上的差异。

使用方对LED灯具的亮度要求,可能有以下几种情况:一种是在诸多情况下LED灯具会和其他光源的灯具共用,灯光设计师在某一些角度的光需有亮度上的强势,而使用的LED灯的照度却强不过其他灯具。另一种是灯光设计师欲把某一种类型的LED灯具替代其他光源而同种类型的灯具,但其亮度却不及要替代的灯具。再一种是即便全部使用了各类的LED灯,其总体的照度感觉不及以前用灯时的照度。

就某些LED灯具的状况,给使用方产生了一些疑惑:如何去判定LED舞台灯具能否符合现时专业舞台的需求,能否通过专业简便的测试器械进行现场验证?

三探究

1. 如何做出符合要求的LED舞台灯具

ACME集团在LED灯具开发之初首先考虑的,也是徐明教授所关注的几点疑惑“LED灯具的照度、色温、波长、显色指数等重要参数能否达到替代传统灯具的要求?”,研发部为了取得更全面的数据去验证这些疑问,向目前全球知名的LED光源生产厂商发出购买样品订单,并对这些LED样品进行一系列测试实验和老化后挑选出最好的LED光源,首先从光源上确保LED灯具的色温、波长等主要参数达标,并在后面老化过程中去查看这些优秀的LED光源是否能达到预期寿命、达到预期照度、达到显色指数Ra 95以上,挑选出达标的LED光源后,ACME集团研发团队针对LED光源的特效,进行光学设计,并为保持LED灯具的良好性能对LED光源的安装制定了标准:

(1)对LED光源来料的控制

LED光源厂家送过来的LED光源单颗的色温和波长有一个范围,并且同一色温段颜色还是有正偏、负偏色的问题,这样制造方与光源供应商所定义的BIN就会影响到色温和色差的问题。

ACME集团在对来料的BIN (色温段)的评选是非常严格的,在来料中只选择该批次所生产的LED舞台灯具所需色温的LED单颗,剩余的来料就会当作废料进行无害化处理,不会再留做任何一个型号LED光源的来料使用,因为如果要保障同批产品的灯具一致性,就需要在同一批来料中找到符合定义的色温和BIN的单颗,杜绝采用接近BIN生产,这样才会让灯具不会产生色温的偏差。

并且在制作中用同样的筛选方式将LED的波长分BIN,对同一批、同一色温BIN的来料进行波长的来料分BIN,杜绝色差现象出现。

(2)对灯体内置配置进行优化

随着舞台LED灯具功率的增加,LED灯珠在工作过程中会放出大量的热量,管芯结构温度会迅速上升,这时管芯结构热阻会变大,所需输入功率就越高,发热效应越大,温度的升高将导致器件性能变化与衰减,非辐射复合增加,器件的漏电流增加,半导体材料缺陷增长,金属电极电迁移,封装用环氧树脂黄化等等,严重影响LED灯珠的光电参数,甚至使LED灯珠失效。

ACME集团研发团队考虑到LED灯珠散热问题、寿命及其使用环境要求静音的需求,对灯体内置配置进行优化,并采用最新无风扇静音散热系统,在使LED灯具在全功率工作时,可保持在合适的温度保持静音。

(3)保证无静电环境安装

要求安装工人在无静电车间进行灯具的安装,保障在安装LED光源时被静电击穿,避免因静电击中所出现的亮度不对、灯珠不亮或灯珠寿命大幅度缩减等问题。

ACME集团坚信,只有严格从源头材料上进行优选、先进合理的灯具设计和标准的无静电灯具安装,才能做出稳定优质的舞台灯具,才可以将光最好的一面展现在舞台上。

2. 关于显色性与色温的探讨

当LED灯具进入演艺舞台,成为录制现场光源时,灯光师对光源的灯光评价和调控不再单凭眼睛去感受。因为LED光源的光谱具有不连续性,容易使被照物体在某些波长上的颜色失真。光源的显色指数和色温对灯光师判断灯具是否符合现场使用有着重要的参考意义。需要注意的是,一般显色指数和色温主要用来表征白光LED的颜色呈现能力,对于单色光的LED灯,需要用特征波长和色纯度来表征。

显色指数是表征光源显色性的数目值。指物体在被测光源下的颜色与参照光源下物体的颜色符合程度的器量。一般用Ra来表示常见的8个特殊显色指数的平均值。景物在色温为6500K的日光下的呈现是其最真实的客观存在,如果定义日光的Ra值为100,则不同类型光源的Ra值是表征物体在它的照射下与色温为6500K的日光下的自然色貌间的复现能力差异。传统的卤素灯光源有丰满的光谱波形,能很好地复现物体在光源下各个颜色的反射波长,所以大部分的卤素灯的显色指数Ra能达到接近100。如今流行使用的LED灯具,其白光效果基本上是蓝光激发黄绿荧光粉制造所得,在光谱上对部分颜色的反射能量不足,造成被照物体在白光LED灯光下显色能力不够,特别是LED灯光对被照物在饱和红色的复现力不足,导致人物或带红色成分较深的景物在灯光下表现失真。此时评测白光LED灯具的显色性除了看一般显色指数Ra,还需要看饱和红色的特殊显色指数R9。由此可见,演播室光源的显色指数对人物和景物颜色的真实还原有着密不可分的联系。

色温是另一个常见评价白光颜色的参数,其单位是开尔文。和华氏温度、摄氏温度一样,开尔文也是温度的一种计量单位。色彩和开尔文温度的关系起源于黑体辐射体(对它加热直到发光),在不同温度下呈现的色彩就是色温。当这个黑色物体受热后开始发光时将变成暗红色,如果继续加热就会变成黄色,然后是白色,最后就会变成蓝色。这种色温现象在日常生活中非常普遍,相信人人都对它熟悉不过。万里无云的蓝天的色温约为10000K,阴天约为7000K～9000K,晴天日光直射下的色温约为6000K,荧光灯的色温约为4500K,钨丝灯的色温约为2600K,日出或日落时的色温约为2000K,烛光下的色温约为1000K。

按现行国家文化部的测试标准WH/T 26-2007的要求,用于演播室或者节目现场的灯具的一般显色指数Ra值需达到80或85以上,不同录播场地对灯光的Ra值也有着不同的要求。按建筑设计照明标准GB 50034-2004,光源的显色指数Ra值要达到80以上,饱和红色R9值需要大于0以上才能更好地还原被照物。方便、客观、准确地了解光源的照度(Ev)、一般显色指数(Ra)、特殊显色指数(R9)、色温(Tc)三个指数,对灯光师评价一个灯具的光色性好坏起着决定性作用。

四舞台灯测试实验

1. 测试方案

以使用方而言,光源在积分球内测试是必须的,它可以测试到光源的原始数据,而在形成灯具成品以后的测试结果更为重要,可以清楚地了解到此灯在光的利用率上可达何等高度,光源如果在加装了反光碗后光的各种参数有何变数,光通过在加了各种透镜以后所投出的光的参数有何变数。在积分球内测的数据和形成成品灯具所测的数据相比较是极有用的。

五米测试后推算出远距数据的方法是否准确无误,在实距测试后经对照再作定论。

实距测试的方法:

(1)实距定位

于2m、5m、10m、15m、20m (因找不到有25m的暗空间,只能将20m作为最长距离)放置灯具投射光斑测量。

(2)实验环境与工具

温度为25℃,背景照度为0.011x的暗室。实验用工具为柯尼卡美能达的分光照度计CL-500A,其光谱视觉效率函数V(λ)偏差在1.5%以内,照度余弦感应特性f2在2%以内,通过JJG 245-2005的检定规程,仪器达到标准级别。分光照度计CL-500A的测量项目包括一般显色指数Ra、特殊显色指数R1～R15、特征波长、峰值波长、照度、色温等参数,LED颜色分bin和麦克亚当椭圆SDCM的功能亦可通过软件显示。

(3)有效光斑获取

首先确定测试光斑,如是成像灯和聚光灯是轻易可得的。柔光灯的取得方法是:用相机在光斑中间区域进行拍摄人物时取得的光圈,在光圈不变的状态下人向外围区移动,在人物移到其可见度已达光圈的宽容度最下沿为最外测试点,当然再往外区还是有可见光的,但我们且不作为有效光区。如图6和图7所示。图6中,灯具投射出来的光斑中心点应该是照度最大值,所以相机在拍摄人物时观测到人在中心点位置的光照度应该是最充分的。图7中,当人不断地往光斑边缘移动,从相机观测到外圈的照度明显下降,拍摄到的人物和后面的背景也逐渐开始模糊,以此确定有效光斑的外缘。

在有效光斑内,用摄像机或相机捕捉到的人物或景物应该是忠于实际的颜色复现能力的,也就是说在灯具的有效光斑内,拍摄到的人物或景物的画面不失真,不出现明暗不均的“花脸”现象,而且灯具的有效光斑越大,覆盖范围越广,灯光师在现场布置灯具的间距和数量提供具体的参考,对舞台的灯光编排和人物演出效果的表现有极大的参考意义。

(4)取点方法

视有效光斑的范围从中心区到外围分为接近均等的三圈,中心圈内为一个测试点,第二圈内的中围分为四段,每一段为一个测试点,第三圈内的外围分为八段,每一段为一个测试点,所以在有效光斑内共定为十三个测试点。此次分区测试的方法是按照舞台灯具光度测试标准WH/T26-2007自行设计的测量和观察区域,在实测灯具时可读取光斑各个区域的光色度参数,具体划分如图8所示。

2. 测试图表

接下来,以聚光灯LP-TS200为例,在把它点燃15分钟后,分别放在10m和20m的位置,用分光照度计CL-500A测试光束角打到12°的光斑,测试目的是了解光斑内各个区域的照度、色温、一般显色指数Ra及特征波长λd,从而评价该灯具在不同距离下光斑的照度均匀度和颜色变化。

3. 测试后的状态与结论

从两个距离的测试数据分析,从10米和20米投射的光斑颜色并没有太大的变化,光斑各区域的色温值基本上为3000K,偏差在±100K以内;特征波长为583nm,偏差在±0.6nm以内;一般显色指数Ra为95,灯具投射的光斑各个区域的色度值比较接近,反映LP-TS200的LED光源在经过反光杯反射和灯罩出光后,光斑的颜色均匀性比较好。高显色性和均匀的颜色分布可以避免光斑在投射到人物或景物时出现局部颜色不对称的现象,不会造成颜色层次不均或花脸等现象,对观众观测和摄像机拍摄有着极为重要的意义。

再比较两个距离下的光斑照度,在10米处投射时,内圈区域3和4,外圈区域6、7、8的照度值比较接近,为11331x±701x;左内外圈的照度值比右边区域的低,客观地反映了灯具的主光轴往右偏;同样在20米处投射的光斑平均照度为2281x。从数据分析,从20米处投射的光斑下圈的照度值比上圈的明显偏高,这与灯具主光轴偏下或灯头向下摆放有关。实验发现,如果聚光灯在等距离下投射,其主光轴偏离灯头的中心法线,或者灯罩局部不平整都很可能导致投射的光斑在各区域的照度分布不均。光斑局部的明暗不相当,局部位置的光强变弱,容易使摄像机或观众捕捉不到观测时所需光斑的有效范围,被照的人物或景物会因局部照度不够而影响摄像和观看效果。灯光师在考虑舞台灯光的表现方式时,除了考虑不同舞台效果所需的色温和充分照度外,使用高显色性舞台灯具也成为不可或缺的因素。

五感想

随着全球大力推广环保节能、低温高效的潮流下,LED舞台灯已有逐步成为主流光源的势头,灯具的染色和混色能力大幅度提高.混白光一般显色指数Ra在实测中能达到85以上,色温在长时间点燃后能保持稳定。配光工艺的改进,可以让输出光斑照度达到演艺舞台的照明要求。从灯具投射的光斑看,灯具的特征波长λd在不同发光角度、不同距离下都能保持不变,光源的色温在同等测试条件下也没有发生太大的偏移,证明光束在不同的光斑范围下仍能保持极高的颜色复现能力。

会议室灯光情景控制 篇5

３）可兼容调光、调色和开关于同一系统中；

４）采用数字编码和ＩＤ逻辑选址，使得系统各组成单元的改变更灵活，能满足用户不同需求。

会议室灯光情景控制: 1.场景功能

需要的照明场景预先输入调光模块中，用户在使用时，只需按动一个按键，即可调用相应的场景，实现淡入淡出效果.2.排程开关功能

调光模块能根据用户预先输入的时间来打开或关闭相应的场景.3.红外线遥控

红外线遥控装置可增加控制灯光场景效果，实现方便快捷的操作.4.日照感应功能

通过室外日光自动调节室内灯光场景变化，满足照度需求.5.占空感应功能

在区域内感应人员，从而自动变化灯光场景，达到理想照度.6.控制空调系统

系统提供干触点控制信号输出接口控制室内空调与设备.调光系统可与报警、消防系统进行集成

调光系统可与其他系统如：安防、消防、报警系统集成.1、外出灯光情景模式(或全关)：用遥控器关闭家中所有灯光，按场景开关“外出”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“外出”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

2、回家灯光情景模式：如果习惯回家时自动亮起客厅某一盏灯，就将这盏灯先开亮，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关“回家”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“回家”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

3、就餐灯光情景模式：如果习惯就餐时自动亮起餐厅灯和厨房灯，就先开亮这些灯光，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关“就餐”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“就餐”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

4、会客灯光情景模式：如果习惯会客时自动亮起客厅里某些灯，就先开亮这些灯，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关“会客”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“会客”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

5、休息灯光情景模式：如果习惯休息时自动亮起哪个房间的哪些灯，就先开亮这些灯，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关“休息”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“休息”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

6、阅读灯光情景模式：如果习惯休息时自动亮起哪个房间的哪些灯，就先开亮这些灯，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关“休息”键6秒钟，场景开关背景光闪烁并向各房间开关发出指令，当场景开关指示灯熄灭后，“休息”场景模式已设置成功，以后就可以一键式进入这种灯光场景模式。

7、娱乐和影院灯光情景模式：如果娱乐和看家庭影院时喜欢自动亮起哪个房间的哪些灯，就先开亮这些灯，然后关闭家中其他所有灯光，按场景开关

LED灯光控制 篇6

灯下即可无线上网

一台笔记本电脑置于灯光的照射之下, 没有网线连接, 没有无线网卡, 但流畅的网络视频仍在播放着……这是昨天发生在中科院半导体所的半导体照明与信息化示范馆内的一幕。为什么会出现这样的情况?光电系统实验室的段靖远博士伸手一指, 说它的奥秘就在于天花板上蓝色的LED照明灯。

他介绍, 网络信号正是通过灯光传输给电脑的。通过这种方式, 目前上网最大传输速率可以达到每秒2兆。

除了连接网络外, LED灯还能充当各种家用电器的指挥官。该所的陈雄斌博士介绍, 目前他们已实现了对多种电器的开关和调节的控制。这两项技术也已分别在世博会的航空馆和沪上生态家馆进行了展示。

高速开关传输信息

LED灯是如何通过光线传输网络信号和控制信号呢?专家介绍, LED灯是新型的照明设备, 与传统照明设备不同, 它不仅省电, 还可以通过高速的开关动作, 发出调制过的信号, 完成信息和指令的传输。

不停的开关动作会不会影响正常的照明使用呢?答案是否定的。科研人员介绍, 每秒开关的速度可达200万次, 肉眼根本无法感觉到。

克服航班上网难题

现在人们享受无线网络便捷服务的同时, 也在时刻担心它所产生的电磁波可能会对人体产生不利影响, 而用环保的LED灯光上网却能彻底消除这一顾虑。没有电磁波就不会对周边电子设备造成干扰, 飞机内无线上网难题也将得到解决, 甚至在水下, 一束照进来的LED灯光, 就可以完成网络信号高速传输。

LED灯光控制 篇7

1 LED大屏幕的影响及与灯光设计产生的实际问题

当前, 我国各大综艺晚会都开始采用全舞台的LED大屏幕作为现场的背景画面, 在实践运用中使舞台画面更加生动, 具有极强的表现力, 并且将舞台中心的点、线、面都有效地交织在一起, 成为晚会现场舞美艺术的组成部分。尤其是借助先进的增强现实技术, 为现场观众营造出梦幻般的艺术特效氛围, 受到了观众们的热烈反馈。图1为2013年央视春节联欢晚会中LED大屏幕运用图。

与此同时, LED大屏幕展现出的一大特征就是可穿越传统舞台布景与灯光的界限来同现实舞台灯光进行有效交融, 充分借助屏幕墙的特点及数字3D技术来增强观众视觉上的效果, 从而让观众感受到现场舞台具有层层叠叠的景深。

如果观众在电视机前观看, 实际舞美缺点就会一下暴露出来, LED大屏幕与灯光设计同时出现在舞台当中时, 若是不能将二者有效地协调好, 就会直接影响到现场及电视机前观众对晚会的欣赏效果。笔者将出现的问题进行如下说明。

1.1 LED大屏幕自身的设计形式严重影响了现场灯光的延展性

由于LED大屏幕自身的设计上存有空间虚实意境形式, 在实际运用中直接会遮挡住灯光照射的实际位置, 并且在一定程度上占用了舞台空间, 从而导致灯光在舞台空间上的延展性受到实际影响。而这不单单是现场挂灯、布灯的原有位置被LED屏所占据, 同时还包括设立在舞台中央的屏幕墙自身的特性同样会对四周灯具所投射角度造成干扰。

1.2 LED屏在协调上与灯光之间存在光比、色调、空间等方面的不一致

由于LED屏在实际应用中对舞台基本照度以及人物造型层次感、色彩还原产生一定的影响, 特别是在大型晚会后, 其屏幕自身亮度会在一定程度上限制电视录制效果。具体表现在以下几点。

第一, 色调上不统一。LED屏本身具备红绿双基色、单屏色及全彩红绿蓝色这三种。其间, 红绿双基色在播放中其自身单色又能呈现出256级灰度, 因此双色呈现出来是256×256, 即共有65536种颜色;全彩屏在实际播放中可以展示出256×256×256, 也就是16 777216种颜色。因此, 众多的播放颜色就使LED显示屏在播放素材中, 其具体在选择色调上就会和灯光发生一定的冲突, 受到一定的干扰, 一旦掌控不到位, 就会导致舞台上因颜色过于频繁造成视觉上的混乱。

第二, 明暗对比度不协调。由于舞台上灯光明亮度之间存有一定的差异, 如果在实际演出前没有将LED屏与灯光进行有效协调, 就会在现场出现一方压住另一方的现象。若是LED屏压住灯光, 就会导致舞台光束感不强, 而灯光压住LED屏就可能使其屏幕黯淡无光。

2 LED大屏幕在晚会灯光设计中的有效运用

2.1 加强LED屏幕技术与现场灯光的紧密融合

在晚会舞台上运用LED屏需要考虑的因素很多, 诸如在屏幕自身色彩、明暗、虚实、意境及动感、造型等方面都需要做好空间上的设计, 从而促使其能够更好地融于现场舞台空间中, 而不只是一个发出光亮的屏幕墙。整台晚会的灯光设计者应该在节目导演的协调下与LED屏的主要操作人员进行有效沟通, 在进行舞台场景的设计上应结合节目形式内容, 适当地融入灯光效果。LED屏操作人员在进行素材及亮度的选择时, 要时刻考虑到每个节目所具有的特色, 并与现场灯光师就舞台色彩基调定位、节目亮度、演区中心范围、大小等方面进行详细协商, 并与总导演进行确认, 尤其是在节目的变化点上, 要尽量使LED屏的节奏变化点与灯光节奏变化点相符合。

2.2 高效进行调光比

在大型晚会上为了增强LED屏与现场灯光的融合效果, 可以根据实际情况通过适当地增强舞台表演区演员们的整体亮度或是采用降低屏幕亮度的方式来缩小表演者脸部与舞台背景的光比。具体来说:如果想要提升表演者人物亮度, 就必然会增加舞台现场的灯具数量及供电设备现有容量。因此, 一般都会采用降低屏显亮度的方法进行。将现场摄像机与大屏幕保持在14~19 m的距离, 以LED大屏幕自检彩条为基准, 依照其实际尺寸, 将超过19 m2的亮度调整到26%, 小于9 m2的亮度调整为36%即可。如果此时演员在演出布阵中需要离屏幕较近时, 为了避免摄像机所拍摄出的近景画面中的人物面部灰暗, 此时可以让灯光师集中在人物面部上打光, 再配合摄影师通过对光圈的调整, 以此来平衡好人物与陪衬背景的亮度比例。

2.3 色温的有效控制

国内的很多晚会为了确保晚会录制的电视色彩效果更加逼真, 基本上都会使用电脑灯做面光, 也就是俗称的高色温灯具。在具体应用中, 不管是采用色温在2 700~3 200 k的低温灯具, 还是色温在5 500 k以上的高色温灯具, 在舞台现场都会很容易使很多色彩失真。因此, 在大型电视节目晚会现场, 都要尽量使而各种灯具的实际色温, 并尽量保持一致, 只有这样才能确保电视综艺晚会节目录制的效果最佳。

LED大屏幕应用在电视综艺晚会上, 现场灯光师在进行舞台灯光设计时, 要将其看成是一个LED灯, 将其色温合理地调整到标准演播室演光区的色温正常范围。结合LED大屏幕自检彩条的实际标准, 其巴克色温调整是数字式的, 有多种档位色温值, 高、低色温档可直接选用5 600k档和3 200k档。另外, 其他品牌的LED大屏幕属于模拟式色温调整, 低档色温通常会选择红、蓝、绿三种数值各占70%~80%;高档色温会选择红、绿、蓝值各占90%~99%, 从而实现最佳的色彩还原效果。

3 结语

LED大屏幕从电视画面上呈现出来就是一个视频显示屏, 而现实中LED大屏幕所播放的内容是紧密围绕着整台晚会表演节目设计编排的, 其显示出的画面忽明忽暗, 明亮度、色彩也是根据现场节目需要所进行的相应改变。因此, 若想在电视机前依旧呈现出最佳视觉效果, 需要电视灯光结合实际情况, 来对灯光布局进行及时调整, 且电视灯光设计要符合普通电视照明原理进行, 进而才能为观众展现出最好的艺术作品。

参考文献

[1]陈璐璐.浅析电视综艺晚会灯光设计中LED大屏幕的运用[J].演艺科技, 2014 (9) :20-22.

[2]蔡蔚, 陈震宇.电视晚会灯光与LED屏幕在舞台上的关系[J].现代电视技术, 2016 (6) :99-101.

[3]邹海玲.浅谈如何运用LED电子屏幕提高电视晚会导演的创作水平[J].大众文艺:学术版, 2014 (7) :172-172.