LED影视照明技术的发展与前景（上）
发布日期：2015-06-29
LED照明技术的发展，在过去的30年间取得了举世瞩目的成就。特别是上世纪末白光LED的诞生，更是把LED的应用推向一个高潮。LED灯具因为其光效高、能耗低、寿命长、无污染、多功能等技术优势在照明行业获得巨大的发展。目前LED在公共照明领域和展览展示照明领域已经得到广泛应用，灯具种类日渐繁多，应用领域日益扩宽。在专业照明领域的影视照明也同样感受到LED浪潮扑面而来，特别是近几年LED影视专业照明灯具不断涌现。深入了解LED影视照明的技术发展和相关性能特点，对我们发展LED影视照明领域的灯具有着积极意义。
首先我们要了解影视照明必须满足的基本要求
1、足够的照度
对影视照明的灯具而言，照度是最重要的基本要求。原来的国家标准规定：当摄像机的光圈为F5.6时，演播室演区综合垂直照度不小于2000 lx。这是针对管式摄像机而言，这种摄像机灵敏度比较低，对光的照度要求比较高。但是随着摄像机技术的发展，先进的CCD摄像机已被普遍使用了，与管式摄像机最大的不同是，CCD摄像机在灵敏度方面已经大大提高。目前多数品牌的三CCD数字摄像机的灵敏度都为照度在2000 lx时，光圈都可以在F10以上。而以前使用的氧化铅管式摄像机一般照度为2000 lx，光圈只能为F4。
由此可见，当今CCD摄像机对光照度的要求已经大大降低。随着摄像机的数字化与CCD技术的不断发展，摄像机的灵敏度还会不断提高，这使得演播室景物照度的降低成为可以预见的趋势。一般情况下，使用品质好的CCD摄像机，在演播室中，只需600~800 lx的光照度，即可得到过去管式摄像机2000 lx的拍摄效果。所以现在很多摄影场所的建设要求主演区综合垂直照度达到1000~1200 lx即可。
2、稳定的色温
稳定的色温在影视及专业拍摄中是非常重要的。我们知道，电影胶片和电视摄像管都有两种，一种是在摄影棚内使用的灯光片，其要求灯光色温是3200K；另一种是在外景场地使用的日光片。则要求灯光色温与太阳光相仿的5600K左右。因而影视照明灯具的色温有3200K和5600K两种。
所以，一般在拍摄电影或者电视节目的过程中，为使色彩还原，在室内使用的摄影灯具光源色温为3200K，而在室外应用的摄影灯具光源色温约为5600K。而现在的高清摄影为了更好地达到高清效果，不管是室内还是室外摄影师们都会使用5600K高色温的灯具。
3、良好的显色性
光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真程度，是物体在某种光源照射下各种颜色的还原再现情况与该物体在标准昼光照射下呈现的色彩效果的相近程度，它用一个0到100％的比较值来表示。显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。
作为影视照明灯具，我们不仅仅要考量它的发光效率、亮度等指标，重点还要考量一个重要的指标就是显色性。如果灯具光源所发出光的光谱越接近于标准日光的连续光谱，该光源的显色性就越好，也称显色指数越高。在电影拍摄和电视节目制作中，摄像机成为观众感知事物的信息传递者，而摄像机对光源光谱成份的严格量化读取与人眼在色光感知方面有很大的差别，只要有稍微的光谱成份变化，摄像机就能在电视屏幕上对应地反映出物体颜色的再现变化。所以在影视照明领域，灯具的显色性被高度的重视。
从以上的要求来看，影视照明更加注重光的品质。
LED影视照明灯具的特点和优点
1、LED工作寿命长
LED作为一种半导体固体发光器件，比其他发光器具有更长的工作寿命。因为LED的发光机理是由二极管特殊的组成结构决定的，其发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。它是靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命在正常情况下使用长达5-10万个小时。所以使用LED光源的影视照明灯具大大减少了更换频率和其他维护工作。
2、发光效率高节能环保
LED的发光原理决定了它的能量转化效率非常高，理论上现在LED的发光效率可以达到300 lm/W，差不多是白炽灯光效的20倍，相比荧光灯也可以达到50%~70％的节能效果，节能效果非常显著。LED光源本身不含有毒有害物质诸如水银、铅等环境污染物，不会对环境造成污染。
3、光色纯正颜色丰富
光色是构成视觉美学的基本要素，LED在光色上显示了无与伦比的优势；目前彩色LED产品已覆盖了整个可见光谱范围，且单色性好，色彩纯度高，红、绿、黄LED的组合使色彩及灰度的选择具有较大的灵活性。单色LED的光谱范围都比较窄，不像白炽灯那样拥有全光谱。所以LED的光色非常纯正，饱和度很高，能够产生色光的种类也更为丰富，特别适合电视舞台的染色效果。
对于传统光源的灯具，要想得到非光源本色的色光都是通过加色纸、色片的方式来产生色光。各种色纸、色片必然要吸收部分光谱成分、降低有效光通量。而用于变色的LED灯具通常采用多颗红绿蓝三色或更多色灯珠的合理排列，通过开启不同原色灯珠合成不同效果的色光。这是一种加色法混合，所有灯珠产生的光通量都有效地转化为实际光效，不存在打出色光效果后的无效吸收、减损。
4、无有害光辐射
根据LED的发光原理及从LED的光谱分析，它不产生对人体有害的紫外线和红外辐射。
5、响应速度快能瞬时启动和再启动
LED发光管响应时间很短，能瞬时启动和再启动，能按要求保证多个光源之间或一个光源不同区域之间的迅速切换。采用专用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间只有几个微秒，而白炽灯的响应时间为毫秒级。因此LED是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。
6、易于调光、调色、可控性大：
LED作为一种发光器件，可以通过调节流过的电流来控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。因此用LED组成光源的灯具，易于通过电子控制来达到各种应用的需要。
LED灯具的调光控制采用的是DMX512通讯协议，可通过调光台DMX512输出口直接控制灯具的亮暗。以LED灯具作为演播厅主要灯具，使灯具各种功能的控制方式都统一到DMX512信号模式，为灯光智能化集中控制带来方便。
7、辐射热量较少
传统的卤钨灯泡消耗的电能有很大一部分要转化为红外辐射，因此在使用传统灯具的演播室内要产生大量的热量。必须依靠强大的空调系统及时排热，要不然演播室内在数十上百盏灯具的产生的高温使人无法正常工作。而LED灯具发出的光线是单一的颜色，几乎不含有红外热辐射，所以属于冷光源。虽然LED灯具还存在散热问题，但由于其发光效率高等特点，使得采用LED照明灯具的电视演播室环境温度会大大降低。 空调系统也随之降低了工作功率，相应的也减少了整个演播室的用电负荷。同时也大大提高演职人员的舒适度。
LED影视照明的开始与发展
2003年，国内首次亮相的LED筒子PAR灯，标志着LED灯具作为一种新型的绿色光源产品，开始走入影视照明领域。拥有了LED的众多优势，使这种灯具一开始就彰显出其在影视舞台照明领域的超强魅力。
随着LED 筒子PAR灯在电视演播室的使用，各种各样的LED影视舞台灯具也迅速发展起来。2008年北京奥运会开闭幕式使用了大量的LED产品，是LED舞台灯具全面应用和魅力展示的盛会。接下来每年的中央电视台春节联欢晚会，还有天安门广场举办的国庆60周年庆典活动的直播演播室等，已全部或部分采用LED 灯具照明。
随着LED技术的不断发展，LED发光光谱不断扩延，LED光源发光效率的大幅提升，大功率LED光源难题逐步得到解决，以及灯具制作工艺水平的提高，2008年开始，市面上出现了专门用于电视照明LED平板柔光灯。这种灯具可以替代传统的专门用于新闻类节目照明的三基色灯。在这往后的几年里，国内很多企业也相继开发出了适合于影视照明用的LED灯具，比如珠江灯光新近推出的一系列LED影视照明灯具：其中有LED聚光灯，这种灯具具有18~70度的光束角变化，聚光效果良好，其功能完全能够替代传统聚光灯；同时还推出了300W大功率LED成像灯，这款成像灯各项指标均超越传统的750W成像灯；最有特色的就是折叠式平板柔光灯，这个可调节出光角度的柔光灯采用导光板对光进行二次反射，光线特别柔和。
LED影视照明灯具发展到现在，家族种类成员有LED Par灯、LED平板柔光灯、LED螺纹聚光灯、LED成像灯、LED补光灯、LED摄影灯等等。
文章来源：珠江灯光
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