解析一款小型 LLEEDD染色电脑灯——Martin MAC Aura<br/>

解析一款小型 LLEEDD染色电脑灯——Martin MAC Aura

2012-07-31迈克伍德编译姚涵春

演艺科技 2012年9期

文/[美]迈克·伍德编译/姚涵春

（1.上海戏剧学院，上海 200040）

图1 受检测灯具

小型LED染色电脑灯是目前自动化照明领域中最有活力的灯种，它的应用市场正在快速拓展。对于马田（M artin）专业灯光公司的产品MAC Aura来说，现在进入了这个热闹的市场领域适逢良机——但是，它的表现如何，又如何与它的许多同类灯具展开竞争呢？看起来，这个新兴市场领域有3个重要特点：小型而灵巧的灯体，均匀性良好的色彩混合和光束控制。M artin M AC Aura在这些性能方面表现得如何呢？希望借助笔者提供的许多参数的客观测量数据，能帮助用户做出自己的决定。本文的检测数据全部取自于马田公司提供给笔者的一台样灯。样灯见图1。

1 光源

一如既往，笔者将从光源开始，直至完成对整个灯具各部分的检测工作。MAC Aura采用19颗Osram Ostar-SMT LE ATB S2W发光管作为主要光源；每个光源组件包含4个芯片——红、绿、蓝和白光LED芯片——额定总功率约为10 W。MAC Aura也配置有使之冠名的“光环”（aura）效果的辅助LED芯片。此LED组件没有一次光学透镜，只有一个玻璃窗口，它如同一个朗伯辐射体，光线能在所有方向上发射出来。马田公司采用方形光管，以捕捉尽可能多的光线，而光管被紧密地安置在玻璃窗口的顶部。图2显示发光管及其相关联的光管。光管的作用是使4种颜色均匀混合，并将光线导入位于光管另一端的固定透镜之中。光管的长宽比值较大，以完成良好的匀光功能。其长宽比例至少是3:1或者更大些。这个部件分层构建，就如同三明治一样。所有LED芯片被安装在单一的可导热的电路板上，而后将其附着于部件中央的压铸铝散热器上。散热器的另一侧则安装着主电路板，构成“三明治”的背面一层。图3显示这个“三明治”结构和被安装在光管前端的大的球根状透镜阵列、注模成型的塑料板。这个透镜阵列通过隐藏在LED中间的3个步进马达能够向前或向后运动，以实现灯具的变焦功能。

2 冷却

在主电路板后面的器件是一只大风扇，它的吹风流经电路板中央的孔洞，并穿越散热器。此风扇受温度调控，在笔者的测试中，几乎整个进程中它运转得都非常缓慢。当然，笔者的工作间相当凉爽，风扇如在更高的环境温度中会运转得更快些。图4显示四周安装有电路板的风扇。马田公司在热管理方面做得很好。灯具满功率持续运行约30 min之后，其光输出下降至初始光通量的96%。然后它稳定在这个光输出水平上，不再进一步下降。

3 光学系统

如上所述，实际上，MAC Aura采用3个部件构成的光学系统，它们是用作匀化光分布的光管、安装在光管顶部上的固定的一次光学透镜和安装在大阵列中提供光束角调控的二次光学透镜。图5显示此主透镜阵列的正视图。从中能看见19个大透镜以及固定安装步进马达的3个点位。在图5中还能看见主透镜之间有一些模塑环状刻面，这使人联想到菲涅耳透镜的形状。这些环形刻面将来自于辅助LED光源的“光环”光线重新分配，以获得均匀的照明。

4 光输出

MAC Aura具有许多可供选择的操作模式，这些不同模式与RGBW发光管如何受控运行相关联。笔者是按已校准模式进行测试的，此时，用户仅仅调控RGB发光管的量值，而灯具还提供来自于白光发光管适当的光量以补助欲混合颜色的需要。在这个模式中，RGB控制通道全部设置于满程状态，灯具产生校准定标了的色温约为6 000 K，这种混合白光非常令人满意（按未校准模式，RGBW 4个发光管满额度运行，其光输出是略带桃红色的白光）。在已校准色彩模式中，笔者测得宽光斑角55º时的光输出为3 502 lm，而在窄光斑角11.8°时其光输出下降至2 452 lm。4.6:1的变焦比是极佳的，如图6和图7所示，当灯具变焦时，其光强度分布有很大的变化，从窄光斑角状态时的平坦型顶部、陡峭边缘的光分布变化到宽光斑角状态时的峰值型光分布。在光分布极值的10%区域内的极狭窄部位上也出现某些“开花”，即当调焦接近透镜的焦点位置时将伴随有散射光的增加，在未校准色彩模式中，笔者能够多获得约7%的光通量。但是，笔者个人更喜欢已校准的颜色。

颜色匀化在所有光束角状态时都表现得很好；笔者能够看见在最大光斑角状态时一些有色斑块，但是不太显著，也没有彩色阴影的问题。变焦机构从行程的一端运行到另一端需时约0.8 s，运行时噪声很小。

5 调光

调光曲线如图8所示。MAC Aura具有用户可选择的4个调光曲线选项：线性、平方定律、平方反比定律和S-曲线。笔者选择使用该系统默认的平方定律调光曲线。如果可用，它总是笔者的首选项，因为它与人眼的视觉响应曲线相匹配，因而呈现出很自然的调光变化。调光曲线平滑，在视觉上看，其调光性能极好。笔者将调光模式设置于“平滑”，所有转变是干净利落的，无跳变现象，即使在调光范围的最小末端时也是如此。平滑模式表现得有点不同于大的转变和小的转变。例如，当一步操作改变亮度小于20%时，灯具平滑地从现等级向下一个等级改变；如果一步操作改变达到21%或更高些，灯具就会发生突然的变光（编者注：此功能表现为，稍微动一下推杆，灯光自动慢变；推动推杆距离大一些才能使灯光突变，以符合操作者要求，这可以避免新手操作产生灯光闪动）。这或许会提供很多灯光效果变化，但最重要的是，要意识到其后将发生什么，或者猜想到为结果而惊奇的情形。也可以将调光设置于快速模式，事实上，它是一项默认设置。在这个模式里，所有变化是迅速的，但是会在一些缓慢变光时看到步进的现象。对笔者而言，平滑调光是惟一会选择的模式。

在整个调光幅度内，颜色一致性都非常良好。在灯具调光时，笔者只看见非常小的色差，而且实际上这也仅发生在全暗之前的调光最底端的1%!2%的区间。向全暗调光的最后转变也非常好——是笔者迄今为止所看见的调光性能最好的LED灯具之一。在现有的LED中间，必定总有这最后一个调光步级，尽管它的亮度水平非常低，但如果要关闭它，也难以掩饰最后的跳变。值得称赞的是，马田公司在这方面做得很好。

MAC Aura具有宽泛的频闪范围。笔者测量其基本频闪速度范围是1 Hz～20 Hz。

测得的PWM（脉宽调制）频率是1.2 KHz，它不够快速但视频应用不成问题。像马田品牌在色彩之间多变的PWM相位角一样，它也有助于解决混淆问题。

6 色彩系统

色彩混合系统为RGBW灯具所常用。马田公司也提供色温通道（CTC），当灯具被设置以产生白光时，该通道提供色温控制（笔者发现，当灯具发射出有色灯光时，它会发生一些轻微的不可预知的事情）。图9显示灯具处于已校准色彩模式，而且被设置于CTC通道为0值的全白光时的光谱分布。在此模式中，笔者测得色温是6 000 K。图10显示CTC通道处于满额度时灯具输出的光谱分布。笔者测得色温为3 040 K（注意：当光源由窄光谱LED发光体组成时，所有色温读数要做相当大的保留，因为两只测光仪的数值不大可能一致）。这个系统在混合获取讨人喜欢的白光方面表现很出色。当色温调低时，将不可避免地损失光通量的输出。图11显示，设置于未校准模式时，所有发光管满额度运行时的光输出；当灯具被设置于校准了的3 040 K白光时，笔者测得光输出为最大光输出的58%；而设置于3 200 K时，其光输出则为最高值的60%。

作为色彩通道，马田公司也提供效果模式，利用其能够选择来自Lee系列的预编程滤色片的色彩，也可以用色彩追逐或模拟色轮的模式来运作它。

主要混合色的光输出占全额光输出量的百分比如表1所示。

由表1可见，这些数字并非线性地增加；这是预料之中的事，它是颜色校准以及幕后采用能量分享算法以调整各发光管亮度的结果。

7 光环（Aura）

光环是该产品独有的特色。除了主LED之外，灯具也配置有第二套RGB LED，被安装在同一块电路板上，它的作用只是照明灯具前面的透镜，并不提供实用的光输出。这部分光被慎重地扩散而具有相对较低的亮度，以免给实际的输出光束附加任何颜色影响，所配置的透镜上的如同菲涅耳透镜那样的刻面有助于散射光分布。当能够选择一种对比色作光环效果而不影响主光束时，这是颇为有趣的效果。例如，当灯具发射出蓝色光束时，用户可以将透镜染成红色。图12显示两个效果的实例。拍摄这些照片有点困难，因为伴随不同程度的变焦会有相当多的效果变化，为了最有效地发挥这款灯具的特色，一定的光输出是必需的。当改变灯具的光束角时，这种效果将随之显著改变。图13显示变焦而亮度水平不改变，即当MAC Aura从最小光束角（左上图）向最大光束角（右下图）改变过程中的4个状态。这些照片是在效果改变时被照相机稍微偏离轴线而拍摄的，它们取决于用户相对光束所处的位置。灯具不但提供使这套LED能够按某些方式与主光输出同步运行的选项，而且提供了第二套颜色的DMX512通道以控制光环效果。例如，能够使光环自动呈现一种随机提供的色彩模式。

表1 色彩混合

表2 声强水平（正常模式）

8 水平和垂直旋转

MAC Aura能水平旋转540º和垂直旋转230º。水平全程运转需时2.5 s，而更具典型的180º运转则需时1.1 s。垂直全程运转需时1.1 s，而180º运转则需时0.9 s。水平和垂直方向上的定位重复精度是极好的，水平误差仅0.07º，而垂直误差仅为0.03º。这相当于在20英尺（6 096 mm）射距上的误差分别为0.3英寸（7.62 mm）和0.1英寸（2.54 mm）。机械系统是一个刚性系统，所以，滞后现象是最小限度的，但是在最后位置处出现一些弹跳。对于水平运转，最后反弹是其滞后误差的10倍，而垂直运转的反弹约为其滞后误差的2倍。低速运行是非常良好、平滑和精确的。两个主要运转马达都被安装在灯弓臂内；图14显示灯弓臂一侧中的水平马达，而图15则显示灯弓臂另一侧中的垂直运转马达。

9 噪声

大多数时候，MAC Aura运行都很安静。正如笔者所述，温控风扇总是运转得相当缓慢。为了测试它在极高环境温度下的运行状态，笔者人为地将风扇运行切换到最高速度模式，并同样测量其噪声值。测量值见表2。

由表2可知，在常规操作模式中，变焦系统产生的噪声最大，在线性驱动步进马达中的齿轮传动装置产生的噪声常常是相当大的。

10 电子参数

MAC Aura在100 V～240 V AC、50/60 Hz的额定电源下运行，具有自动切换功能。笔者使用120 V电压运行灯具，当灯具被设置于已校准模式并满额度光输出时，笔者测得静态功耗是139 W，而设置于未校准模式时，其功耗则为196 W。在这两种情况下，功率因数约为0.98。所有LED未点亮时的静态功耗是13 W，功率因数为0.73。这个功耗相当于灯具按色彩校准模式在宽角度时25 lm/W和在窄角度时17.6 lm/W的功效。

从通电启动或由DMX 512控制通道发送复位指令算起，初始化时间约为20 s。在复位过程中，灯具运行得很好；在运转马达之前，它缓慢地暗转直至关闭，在复位之后，它再次缓慢地亮起来。笔者很欣赏这种对细节的关注。

11 电子设备与控制

M AC Aura具有传统的4按钮导航控制菜单。稍稍有点不同寻常的是，这些器件被安装在摇头的顶部和底部，位于风扇格栅的上面和下面。用户只需按动控制面板上的任何一个按钮，灯具就脱开水平和垂直运转，不必来回折腾。再次退出菜单系统之后几秒钟内水平和垂直运转又重新接入。图16显示控制器件的布置，图17显示了显示器的特写。

控制面板和显示器通常就是这种状况，而大多数电子设备被安装在摇头里。主电路板和驱动器被安装在摇头的后部，而电源则被安装在灯具的底座里。用作电源盒DMX 512的连接器和标准的Power CON和5针XLR连接器一起被安装在底座里，如图18所示。MAC Aura也支持用作远程配置的RDM。

12 结构

马田产品的结构是相当规范的。MAC Aura配置有钢铝复合结构的机架，并配用注模塑制盖板。然而塑制盖板是重要的，因为它们也提供部分重要的结构性刚度。例如，在盖板安装之前，灯弓臂是很有弹性的。

拆卸是如此的艰难。看起来，灯具并未被设计成大多数用户可自行更换的部件。配有许多螺丝，所有螺丝都有内梅花的头部，并且如不断开和拆除线束，要想移开和更换LED是不可能的，包括切断扎线带（实际上笔者不想在受检测灯具上这样做）。如果LED实际上能够使用到额定寿命50 000 h，那么这就不会成为问题。置顶盒同样也难以进入。总的说来，它是一台设计简洁紧凑、小巧灵便、只需一只手就能拿起的灯具。