浅谈仿生设计在LED灯具设计中的应用

江坤

摘 要：近年来，LED技术的发展给灯具设计领域带来了巨大的变化。LED具有体积小、亮度高、耗电量低、寿命长、节能环保等优点，给设计师带来了无限的创作空间。主要分析了LED技术的原理及其发展，并论述了仿生设计在LED灯具创新设计中的应用。

关键词：LED灯具；仿生设计；集成化技术；半导体

中图分类号：TM923.34 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.078

1 LED技术原理及其发展

1.1 LED技术原理

LED照明，即发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿色的光。在此基础上，可以利用三基色原理，添加荧光粉，可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等颜色的光。

1.2 LED技术的发展

LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是灯具未来发展的趋势，21世纪是以LED为代表的新型照明光源时代。LED灯具与白炽灯比较，其最大的发展动力就是节能环保的优势。

随着电子化技术的迅速发展，集成化技术正在与现代灯具的发展逐步接轨，各种集成化装置和计算机控制系统对灯具和照明系统的应用取得了明显的进步。

2 LED技术的优点

LED技术的优点主要有：①高节能。超低功耗（单管0.03～0.06 W）LED的广泛应用有效节约了庞大的电能，相同照明效果比传统光源节能。②寿命长。LED是固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达60 000～100 000 h，比传统光源的寿命长10倍以上。③色彩丰富。LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16 777 216种颜色，形成不同光色的组合，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。④环保。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。⑤高新技术。LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，是数字信息化产品，也是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

3 仿生设计在LED灯具设计中的应用

自然界蕴藏着极其丰富的有机生命形态，不仅形式优美，而且结构精妙合理，产品设计中的许多创意都来源于自然界。

灯具设计中的仿生设计主要表现为形态的仿生。形态仿生设计学研究的是生物体和自然界物质存在的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用于设计之中。

仿生设计从形态上可以细分为具象仿生设计和抽象仿生设计。

3.1 具象仿生设计

具象仿生设计是对生物体的整体形态或局部特征运用模仿、提升、细化、组合等方式进行设计，并应用于灯具形态中。这种具象仿生设计方法可以使人产生心理、生理效应和情感呼应，最终实现LED灯具设计的功能和意义。

如图1的发光水母LED灯具设计。该作品将发光水母逼真地呈现出来，上身通过白色的光源表现出朦胧的视觉感受，触角通过淡蓝色的层叠渐变，形象生动地展现了发光水母的形态特征。仿佛它的触角就在不停地飘动，栩栩如生，让用户在日常生活中也能感受到发光水母的美丽与优雅。

图2为发光蘑菇LED灯具设计。这个作品将具象仿生设计发挥到了极致，腐朽逼真的木头作为灯的底座，惟妙惟肖的蘑菇茎和蘑菇头有疏有密地生长在腐朽的木头上，一个个地发着光，仿佛散发着旺盛的生命力。

3.2 抽象仿生设计

抽象仿生设计是对生物体的整体形态或局部特征进行抽象、提炼、简化，并应用联想、移情、组合等方式进行抽象化处理，然后应用于灯具形态中。这种抽象仿生设计方法可以使人产生心理、生理效应和情感呼应，最终实现LED灯具设计的功能和意义。

抽象仿生形态具有高度的简化性和概括性，形态丰富的联想性和想象性。

如图3的植物盆景LED灯具设计。这款LDE灯具作品将植物盆景抽象化，提炼出简单的形态，以矗立和倒下的形式表示着开与关，并将普通的抽象仿生设计升华到生与光辉、死与黑暗的哲学高度。这样的产品不但满足了基础的照明需求，同时还具备了情感性、哲学性等特点。

如图4的仿天鹅LED灯具设计，设计师通过简约的弧形线条对天鹅的形态进行提炼和抽象化，并将天鹅活动时不同的状态融入设计元素中。产品外观具备了简约、时尚的特征，并在使用状态上更具灵活性、生动性、趣味性，让用户产生情感上和心理上的感触。

4 结束语

将LED技术运用到灯具创新设计当中， 仿生设计理念起着非常重要的作用。仿生设计不但可以让灯具产品满足基本的功能需求，还能提升灯具的欣赏价值、体验价值、情感价值，甚至是哲学上的意义。扩大到其他产品，仿生设计在其他产品设计中同样扮演着重要的角色。正确地运用仿生设计理念进行产品设计，是一个能产生源源不断创新产品的设计方法。

除此之外，灯具设计也要全面对灯具照明系统进行分析，另外，还要对灯具结构、灯具热平衡等进行深入研究。在倡导可持续发展理念的今天，设计师更要利用并推广绿色、环保、节能的新型能源，设计出更好的灯具作品。

参考文献

[1]刘青春，何霞.产品仿生设计探究[J].包装工程，2006，27（4）：194-196.

[2]詹庆旋.照明设计[M].北京：中国出版集团，2012.

〔编辑：王霞〕