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    美宜照明

    2024年第三次广州灯光调研报告—灯具篇

    2024-10-22  来源:舞台电影电视照明专业委员会  有2882人阅读

      调研组:秘根杰 刘阳 冯德仲 刘建臻 唐平 李传舵 熊英 王京池

      9月25-28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)由8位专家组成调研组,先后走访了广州市明道文化科技集团股份有限公司(以下简称“明道”),广州南艺灯光音响实业有限公司(以下简称“南艺”),广州时光电子有限公司(以下称“时光”),广州鸿彩舞台设备有限公司(以下称“鸿彩”),广州鹏林照明灯具有限公司(以下称“CKC”) ,广州市明静科技有限公司 等6家企业开展调研考察。

      面对当前国际国内经济形势,调研组到企业实地走访,面对面交流,详细了解各企业技术创新、产品研发、生产经营等多方面的信息。与各企业就行业技术发展、企业经营理念和市场需求等方面进行深入的探讨,无疑为本次调研的目的和动力。现场体验见证产品研发、生产的工作流程,对部分特别的灯具做即兴测量测试,为本次调研的方法与数据来源。

      本篇对本次调研涉及的新技术、新理念进行总结、分析和讨论。部分举例灯具产品的技术特点并非所属企业独有,仅对有代表性的技术和特性进行分析介绍,与大家共享。

      一、LED光源灯具光色品质不断提升

      经过多年的应用实践,LED光源灯具光斑均匀度、亮度等技术指标已经具有较高的水平,灯具显色性、色温等也已具备很高的稳定性。努力实现光色品质精准与色彩呈现系统一致的同时,企业已基本做到灯具能够“照度改变色温、显色指数不变,色温改变显色指数不变”的效果。

      1、智能光色管理系统已经基本成熟

      LED灯具的光色品质对于影视摄像机和人眼亮度反馈和色彩还原度至关重要。光色的不一致性会让同一批灯具出现多个色温段或颜色输出偏色,影响整个舞台的效果呈现。色彩管理系统就是通过对各色LED灯珠微电压调整对各色光源亮度调节组成理想的光谱加上精选的LED光源,配合独特的色彩科学算法形成准确而统一的色彩呈现。调研中,我们看到各企业都在开发应用自己光色管理系统,实现光色的一致性稳定性。

      时光采用PLASA ANSI E1.54标准及CIE1931 色彩标准系统将颜色语言、色彩空间标准化,实现了色彩的再现性和光色的一致性。把色彩色温精准控制在普朗克曲线XY坐标值(精确到小数点第三位),在2800K-10000K大范围色温可调,具有CCT、HSI、RGBW、GEL、坐标XY色彩模式,提供全色温段范围品绿/品红的校正,可提供多种场景控制模式。每一台灯具在出厂之前均使用智能光色管理系统进行光色校正,解决了不同品牌、不同批次LED灯具光色不一致的问题(图1)。

      南艺采用的色界管家NY-LCMS-1是自主研发的8色彩色管理系统。 可提供八种色彩模式,色温范围2000K-18000K可调,内置16个色纸颜色可选。 适用于不同舞台场景,扩展色域,提升灯光效果。

      CKC多色LED光源开始用于电脑灯,多色LED灯具,采用自动颜色校正系统,确保同一色温白光在亮度和温度变化下保持一致,且随着使用亮度和温度变化,其光质也能保持稳定。

      多色LED光源电脑灯作为舞台影视染色的重要手段,随着超高清电视和电影制作对光质要求的提升,彩色光源技术变得愈发重要。相比传统单一白光源,它通过创新的光学结构和色彩管理系统,能够精确控制颜色,输出接近太阳光谱的高质量白光和丰富的色彩。必将为将来的超高清电视和电影广泛应用。

      各企业不断探索LED色彩管理系统和算法,对LED光源的进行了科学控制,实现了光源的色彩一致性和光色稳定性。

      调研中,我们对时光、鸿彩、CKC、南艺等多家企业的灯具随机做了测试。虽然测试条件不一,测试设备不同,但对灯具光品质和光色稳定性等参数还是具有一定的参考价值,详见表1、表2、表3、表4。

      从实测数据不难看出,尽管各企业采用的彩色光源模式不同,使用的色彩管理系统也不同,但各种灯具都能对LED光源色温、显色指数、亮度等参数的精准控制,实现了光源的光色的稳定性。

      2、提升光学系统,优化光源组合,

      为了提供更加丰富的舞台效果,企业不断优化LED光源组合。RGBAL或更多颜色组合的LED光源的灯具,采用科学的控制管理系统和不断优化的光学系统提供更宽广的颜色范围和更高的光品质,适应超高清电视和电影的宽光谱要求。LED光源的快速发展,也在电脑灯领域得到了大量应用。

      CKC的TS6无风扇全彩摇头切割灯,采用单颗 500W 5色均匀 LED 阵列,由红色、绿色、蓝色、薄荷色和琥珀色光源组成。通过算法进行基色互补以及不同比例混搭,从而达到色彩输出统一性以及高质量的白光,并把数据存放至灯具IC中,线性可调色温、绿色补偿加上 CMY 或 RGB 仿真使设计人员能够立即调用。

      时光的两倍频宽设计(图2、图3),大大提升了光学参数,常用色温段Ra、R9、TLCI数值均>95。独特的多色光源LED模块,色域更宽,色彩更丰富,混色更均匀,色饱和度高,更接近自然光。经过混光系统改进,光强度增加,光效提升30%-40%。

      时光的SG-S250-X(250W)全彩聚光灯,其光学系统采用了两倍频宽设计,结合高显色性七合一多色光源LED模组设计,色域更宽,显色指数更好,色饱和度更高,色彩更丰富,更接近自然光品质。

      明道的F15(四合一)电脑灯(图4),光源采用LED 1400W白光模组,优化光学设计,实现线性CMY+CTO调节,变焦角度5°-50°, 光斑均匀度≧90%, 显色指数Ra≧95。全程切割系列,图案、颜色、棱镜、切割等效果切换干脆利落,水平垂直扫描平滑柔顺,定位精准。

      鸿彩的LED模组四合一切割摇头灯A-15 COUPE CRI(图5)。是一款光源采用1500W高显指白光LED模组。据介绍,该模组配合特定的软件实现在0-100%调光时可恒定输出色温6500K,且Ra>95,R9>95,TLCI>95。当亮度不变,色温改变时,Ra、R9、TLCI均大于95,基本不变。智能温度控制散热系统可以使光源寿命>20000h。灯具采用200mm出光口径的光学镜头,变焦角度5°-50°,提升了出光效率。

      CKC的TS6无风扇全彩摇头切割灯,采用单颗 五合一(RGBAL)LED光源,色温2000 -10000K线性可调, 显色指数Ra大于92, R9达94。据介绍,整灯光通量16000 lm,平均寿命50000 h。

      CKC的AK M Blast 摇头频闪灯(图6)采用1224×1.5W RGB LED + 432×5W CW LED 多色光源。资料显示,灯具频闪功率高达1600 W,最高输出光通量可达78000 lm,平均寿命50000 h。灯具色温2400 - 8500K线性可调,光斑角度为112° (CW LED) / 115° (RGB LED),还可更换多种光学偏光镜呈现不同的效果,尤其是独特的Z轴360°无极扫描, Y轴180°8bit/16bit精度扫描,很是让调研专家耳目一新。

      二、先进散热技术提高光源寿命

      通过有效的热管理系统来确保大功率LED光源的散热至关重要。如果没有良好的散热,LED的结温度会升高,正向电压和流明输出都会下降,这不仅会影响到LED光源的亮度和发光效率,还会影响到LED光源的整体寿命。

      调研中发现,各企业不断探索散热技术,有无风机静音散热技术、定向导风管散热技术、新材料结构散热技术等,呈现出各具特色的技术亮点。南艺的NY-T600-IP-EC和时光的全系平板灯都自带温度自测传感器,实时监测灯具工作温度,防止灯具因过热而损坏。CKC的多色LED光源灯具均在灯具内部安装温度传感器,实时监测灯具温度,自动调节风扇转速,实现智能散热和噪声控制(图7企业提供)。

      CKC FC Profile 400 全彩成像灯(图8),采用金属注塑件新材料结构散热技术,风扇散热(智能调速)、Theater P500 FC 全彩剧院Par灯采用铝合金压铸结构,风扇散热(超静音调节)、Mini Blinder 迷你观众灯采用铝合金压铸结构,强对流散热器自然散热。

      南艺采用无风机静音散热技术的NY-T600-IP-EC成像灯(图9),据介绍,光源功率600W,灯具光通量31000lm,其采用无风机大尺寸铜导热管和纵向上下通风对流设计,有效提高了散热效能。

      时光SG-S250-X全彩LED聚光灯,采用铜导管散热器+静音风机+导风管,独特的定向导风管设计(图10),实现集中区高效散热,将外部冷空气精准控制在发热元件上,大大提高了散热效果。全系列LED平板灯自带温度自测传感器,具备过温保护功能,当温度过高时,自动降低灯具功率,有效保护灯具。

      三、智能化与自动化发展,为灯光师减负

      多模智能调光、控制与传感器集成、联动控制等技术应用,推动了灯具的自动化智能化发展,为灯光师提供了极大方便。

      1、 多模智能调光技术的应用

      根据实际需求动态调节光强,通过智能调光技术的应用,减少灯具不必要的能耗。为了调光更方便更准确,设计了多种调光功能模式,使用的灵活性。

      南艺手动模式和DMX模式,支持RDM功能,16位电子调光,具备温度检测功能。时光全部产品通过可自定义刷新频率范围(5 kHz-25 kHz)G/M校正,可控制全色域色度和饱和度,进行全色温段范围品绿/品红校正。

      CKC为TS6无风扇全彩摇头切割灯和AK M Blast 摇头频闪灯,设计了7 种调光功能模式,标准模式、舞台模式、电视模式、建筑模式、剧场模式、舞台模式和0~10s自定模式。4 种调光曲线(图11):(直线曲线、平方曲线、反平方曲线、S型曲线)。

      2、 控制与传感器集成技术应用

      通过Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术,实现对灯具的远程控制和智能调节,也是今年各企业的亮点之一。

      CKC的新型常规灯具,可脱离控台使用灯具自带旋钮以及显示屏脱机控制,操作面板带可充电式电池,无需上电就可以进入菜单设地址码和进行其它设置。

      南艺三动作电动摇臂智能控制聚光、平板灯,支持RDM功能和定位记忆功能,提升了使用效率(图12)。时光多型号灯具可通过无线进行光色校准(图13)。

      3、联动控制技术,让操作更简单

      为了成像灯操作更简单,功能更丰富,各企业不断出新招。

      为了解决变焦成像灯调完前镜再调后镜对焦的繁琐操作,南艺的T600八色可变焦成像灯,15°-30°、25°-50°,采用联动调节技术,仅用一个调节转轮,便可使前后透镜同步联动,让光斑在可变范围内任意调节,实现光斑的大小调节。

      CKC FC Profile 400全彩成像灯,采用了即插式旋转图案轮,手柄式光圈控制。

      四、利用工业新科技,赋能影像灯光

      灯光技术的发展离不开创新,创新离不开高科技赋能。把高科技应用于灯光产品,是灯光行业高质量持续发展的捷径。FPGA(全称: Field Programmable Gate Array),是一种完成通用功能的可编程逻辑芯片,即可以对其进行编程实现某种逻辑处理功能。目前在通讯、工业控制及图像处理等领域得到广泛应用。鸿彩携手美国科罗拉多大学共同研发FPGA技术在舞台灯光领域的应用,打造了舞台影视专业灯光的技术平台。

      FPGA技术使新型特效灯不断涌现,效果独特而强烈

      运用多元混合模式和强大的FPGA大数据处理能力,实现了舞台照明和视频播放的融合。鸿彩的蜂眼系列(图14),可以同时输入DMX512信号控制扫描、电机伸缩和ART-NET网络信号播放视频,互不干涉,同时控制同一台灯具。

      鸿彩推出的双面无极像素视频灯,D6-WP(一面36颗RGBW,一面144颗RGB)和D5-BS(一面5颗60W RGBW光束,一面1280颗RGB视频)都采用无极旋转扫描。据介绍,这2款灯具填补了国内染色与视频结合的特效灯具(图15)。

      鸿彩在持续研发FPGA技术平台上,不断创新和探索多媒体影像灯的应用。通过与深圳光峰科技公司合作,打造出DL系列摇头数字灯以及20K/30K系列激光工程投影机数控(摇头)装置(图16)。可以使大功率激光投影机像电脑灯一样全方位的移动,还可以用灯光控制台通过标准DMX512协议和Art-Net协议进行统一控制。 DL系列摇头数字灯的出现,舞台演出更具灵活性,与舞美造型完美融合,是继LED彩屏之后又一舞美利器。

      专家们记得:在10多年前,展会上出现过一个国外品牌的数字灯,曾经让人们眼前一亮,但却是昙花一现,消失的原因是价格或市场?都不得而知!现在国产数字灯再次出现,我想会不会在未来的市场小露锋芒,拥有一席之地,我们将拭目以待。

      五、 从市场需求出发,为用户着想不断求新求变求适应

      怎样让灯光产品长期保持良好的工作状态?什么样的灯光产品能够应对全球的多地理环境和不同气候环境?怎么降低灯光产品的维护成本?无疑是灯光设计师们长期思考而急需解决的问题。生产企业各显神通,各有妙招,各有特点,针对市场和用户需求精准设计,产品在外观、功能、性能、效果和售后方面持续优化,灯具用途多样化。

      1、产品“全防护”的理念,全能环境使用

      针对在西北、华北、东北等比较干燥的地区,在华南、西南、东南等比较潮湿的地区以及环境恶劣的沿海地区等,全防护产品必不可少。

      为了LED光源能够在极寒等恶劣天气下正常启动,明道系列产品采用工业等级电子器件,保证在零下25—45摄氏度连续放置超过48小时,灯具也能够正常启动工作。灯具一体式全压铸铝防护设计,防护等级达到IP66,更适应全球多种地理环境及多气候变化。轻松应对强暴风雨、强沙尘、高紫外线、高盐碱、高海拔等极端气候及恶劣环境。具有“八重防护”功能(图17)。

      CKC为保证LED光源适应低温环境,为灯具设计了预加热功能,在通电复位过程中,通过内置温度传感器检测设备腔体内态温度是否适合运行环境,当腔体温度低于设备运行所需稳态环境时,设备自动激活智能加热系统,直到腔体温度达到设备运行所需稳态环境,再正常启动设备。

      2、提升使用效果,提高售后服务

      自动快速复位功能、自动保存传送错误信息等技术,为用户不断提升服务。

      Ckc灯具通过位置传感器实时记录设备PAN以及TILT的运行位置,通过IC支持断电记忆保存,从而实现设备通电可以快速寻找到断电前位置,自动快速复位,且定位精准,避免了意外断电后长周期长范围的Pan/Tilt轴复位自检过程。

      鸿彩的自动保存错误信息和配件兼容技术(图18),极大地方便了客户维修保养灯具。同一规格的控制板可以在不同灯型间互换,并且不需要更换任何芯片和软件升级,即开即用。极大方便了维护服务,降低了使用成本。

      3、丰富的附件,实现一灯多能

      一灯多能为用户提供了极大便利。

      CKC的Theater P500 FC全彩剧院Par灯可快速更换菲涅尔光学组件改变出光角度。灯具使用单颗500W RGBAL LED光源,色温2000-10000K可调,显色指数95,R9为95,总光通量10100 lm,平均寿命50000h(图19)。

      时光全彩LED50W/150W/200W/250W等型号平板灯,具有蜂窝板、遮光扉页,中央支架(魔术腿)、U形支架等备件可选,还可电池供电(图20)

      4、不断完善的定制化服务

      根据客户的特定需求,提供定制化的照明解决方案,满足个性化需求,这是企业下探研发层级,拓展营销思路,占领不同市场的有力尝试。

      CKC的Mini Blinder迷你观众灯前端设置了支持影视柔光箱(球)的转接口,CKC技术总监还现场展示了多台灯具拼接的实际效果(图21)。

      时光的平板灯采用固定卡扣设计,蜂窝板、遮光扉可同时使用,同样也支持灯具拼接。

      南艺的CL-MINI LED2015迷你防水成像灯系列(图22),角度可调、色温可选,可定制图案和特定的造型等。

      结束语

      通过调研,专家们感到,各企业都能本着“以市场为导向、以用户需求为技术研发方向、以品质稳定为服务宗旨”,在产品开发、技术提升等方面做了很大的努力。用户需求是灯光行业发展和生存的重要方向,了解并满足用户需求是企业成功的关键。企业只有在真正了解用户的使用需求、使用习惯后,才能针对自己的产品有的放矢地进行改进和研发。

      科技发展推动着专业舞台影视灯具的进步。灯具光学系统设计更加优化,光源发光效率和光质量不断提升,智能化机电控制及微控降噪应用更加广泛,智能光色管理系统更加成熟,多功能灯具不断涌现,理念不断更新。但是,多色LED光源应用于电脑灯还不普遍,各企业应把“多色LED光源”应用于专业舞台灯光作为企业研发的重点之一,以应对未来超高清电视和电影大发展的需要。他山之石,可以攻玉,多利用其他工业科技赋能灯光行业。

      灯具的光质在近年来有了很大的提升,光质作为生存的根本指标已经成为各个企业的共识。多色LED光源在灯具中的大量应用,解决了应用中对色彩的需求,而且通过色彩管理系统较好的解决了LED光谱不连续的问题,明显提高了光质、拓展了色域。强调灯具多功能的同时,不要牺牲灯具的专业功能,

      在企业不断探索新理念、新技术,不断提高产品品质时,专委会将不遗余力地为企业带来用户最新的需求,共同为行业的发展努力。希望本次调研可以为行业的进一步发展提供参考,并促进行业的技术创新和应用推广。

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