测评一款LED灯具

[美]迈克·伍德著 姚涵春译

【摘要】 通过对Imprcssion X4 Bar 20的测试，解析该LED灯具的构成、功能及其性能和特点。

【关键词】Imprcssion X4 Bar 20；LED条灯；测评；天幕灯

偶尔，笔者喜欢思考不同于标准的图案电脑灯或染色电脑灯的灯具类型。最近五年左右里，年复一年，笔者偶尔涉及的一个种类似乎备受青睐，这就是条灯。条灯是最占老的剧院灯具类型之一，它的起源可追溯到最早的蜡烛脚光灯和泛光照明灯。从20世纪30年代以后，条灯是照明的主力灯具。在20世纪70年代和80年代，它们被更多的可控灯具所赶超和挤压，渐渐不那么流行了，但是灯光设计师David Hersev（赫瑟）给这种款式注入活力，他十分喜欢复占产品，他在剧目《光幕》（Light Curtains）中增加了自动化技术，而在剧目《西贡小姐> （Miss Saigon）演出中，他的原创灯光最令人难忘。正是LED作为新光源的引入，实实在在给予这种灯具类型极大的突破，其结果创生出小巧型灯具，它并没有使灯光装备凌乱，而能整合颜色变化，具有分别控制每一个灯珠的能力。由于灯具更轻、更小，所以增加垂直旋转变得更简单了。最妙的结果是可以使用更小型化的光学系统构建成的变焦系统，因此，才有了现代的自动化条灯。

这一次测评，笔者详细考察了GLP Impression X4Bar 20（以下简称“该灯具”）。这款产品在2016年早已凝聚了众人的关注，据笔者所知，它至少曾获得过两个奖项。尽管它投入市场才一年左右，但是在2016年似乎已赢得市场认可。该灯具是一款配置有20个灯珠的RGBW LED条灯，具有自动垂直转动和变焦的功能。与往常一样，笔者检测了GLP提供的唯一样灯，测量笔者想到的每一个需测试的项目，从功率输入直至光输出。这次考察以尽可能客观的方式表述这些测量结果。在这次检测中，该灯具在标称的115 V 60 Hz电源卜-运行；不过，该灯具安装有自适应通用输入电源，其标称电压范围是100 V - 240 VAC。

1 光源与光学系统

从图1中被检测灯具的主体照片可以看出，它配置有20个LED模块，它们被严严实实又相互間隔地布排成条状。每一个模块都包含Osram Ostar RGBW 15 W LED芯片。直接安装在LED上面的器件是光学镜片，它被用来均匀4色混合光和准直光线。图2展示安装在电路板上的两个光学组件，其中一个带有镜片还配置有可产生变焦效果的第二光学镜片，而图中另一个则没有变焦配置。这种镜片是一种固体光学器件，它利用全内反射（TIR：total internal reflection）原理以使光线沿着其内侧面反射回去。这与在光导纤维中被用来导光的机制完全一样。GLP所应用的光学镜片是八角形的（至少在其末端所看到的那样）。在这种系统中采用非圆截面是通常的做法；其平坦的侧棱而提供更好的光束反射的随机选择，因而改善了混合颜色的均匀特性。按下来的器件是一个大的模压塑料物镜。所有20个这种透镜被并排安装在一个长的金属板上，它们向后和向前移动可提供变焦功能。借助于透镜移动至紧挨光学棱状镜的最顶端，如图3所示，可以获得大角度；而将它拉离棱状镜则会使角度减小。这种光学配置能使4色混合匀质化，产生可按受的良好混色效果。在最小变焦时，呈现一些非常轻微的可察觉的色带，此时，能够看见光学棱状镜顶端的八角形影像，但是，在较大角度时，这种现象几乎消失了。注意这些透镜及其光输出是对称的；这是一款条灯，而不是一种天幕灯。

2 变焦调控与冷却

图4展示该灯具的一段。这款灯具包含4个电路板，每一个都配置有驱动电子器件并可调控5个LED模块。在电路板上有两项须关注的。首先，在电路板的一端被切割而缩短，以使最后一个LED灯珠尽可能地靠近灯具的末端。这有助于该灯具之间相互头尾衔接，总体上以维持相同的像素与像素的间隔距离。第二，每一个电路板都配置有与变焦步进电机配套的切口。在20个灯珠的情况下，两端的电路板配置有变焦电机。笔者想像10个灯珠的型号正好配置于2个电路板，而每个电路板都配置有变焦电机。

图5展示其中一个变焦电机的更多细节。很多制造商竭力主张采用丝杠以提供这类移动方式；然而，GLP却采用与众不同的方法。步进电机直接驱动滑轮，在滑轮周边有薄金属带。当滑轮旋转时，这个金属带就拉动其附着的变焦板上下移动。整个变焦板依附于两个线性轴承上，在图5的右侧顶部可看见其中一个轴承。这种直接驱动的机械结构能提供比丝杠更快捷的运作，即使在降低功率时。在该灯具的情况下，笔者测得从一端移动到另一端的变焦需时0.5s，这的确是非常快捷的。

4个电路板被安装在挤压成型的铝制散热器上，这构成灯具的后部。灯具也配置风扇，但是，笔者在对灯具测试时风扇从未启用。笔者想象这些风扇只是在环境温度高时才会被启用。

3 光输出与颜色控制

为了使测量简便/可能，笔者以单个像素模式运行灯具，并测量灯具中心的单个LED模块的光输出。图6和图7展示灯具在窄角度和宽角度变焦时这个单一模块的光输出。需要将光输出乘以20便可得到灯具的总光输出。在变焦的窄角端、光斑角为7.5°时，总光输出为3 075 lm：而在变焦的宽角端、光斑角为45.4°时，其总光输出为4 036 lm。图8展示灯具所有模块都运行时投射在墙而上的效果；其左边是窄角时的效果，而右边则是宽角时的效果。在任意射距上的整个灯具的垂直光分布，能以通常的方法由单个LED模块的被测量的光斑角被计算。然而，为了获得其在任意距离上的水平光分布，首先

灯具的混色范围是用户从RGBW单元得到所期望的颜色：优良的饱和彩色，而一些微妙的淡色则受到一点限制。白光（W）对提升灯具光输出和获得这些淡色有巨大的作用。表1展示该系统主要彩色光输出的份额。几项份额相加并不等于100%，所以，存在灯具运行时负载分配的问题。

该灯具提供一些可控选的控制模式，从将所有20个LED模块控制为一个组合单元到分配每一个模块一组DMX地址码用作单个像素的控制。在这个模式中，灯具具有88个通道的DMX设置。20个像素中每一个像素的RGBW四色的通道，加上8个通道以用作变焦、垂直转动、控制以及对所有像素的亮度控制。图10展示应用于单个像素控制的案例。

该灯具也拥有设置在透镜前的色片插槽。提供给笔者是不对称的扩散滤片插板，其影响垂直分布微乎其微，仅3°，而水平分布则是30°。这使得水平问隔安装的灯具之问实现无缝衔接，即使它们不是被安装成相互对接的方式。

4 调光与频闪

该灯具的调光性能有两个怪异模式。其调光非常平滑，但是可利用的调光曲线是相当陡峭的，而在底端则表现得稍稍有点占怪。图11展示应用ESOFT调光曲线和LIN调光曲线以及用以比较的标准平方定律和线性。按这两个模式的调光是平滑的，与标准线性和平方定律调光曲线非常匹配。

笔者测得其PWM频率为1.2 kHz；一旦需要，也可利用菜单项以减小频率至60 Hz。通过专用的频闪通道可实现频闪，其频闪范围是0.1 Hz - 10 Hz。

5 垂直转动

该灯具的垂直转动功能使它从简单的条灯转换成光幕灯。笔者测得其倾斜角度范围为204。，从范围的一端移动到另一端最少需时1.2 s。其移动是非常步进式的，即使使用16 bit控制。看起来它不像有内部移动平滑化装置。

6 噪声

雖然该灯具配置有两个风扇，在笔者所有的测试中风扇从没启用过，即使在所有发射器全功率工作并运行灯具时。这就意味着唯一噪声来自于灯具静态时安装于底座的电源冷却系统。这个噪声非常低，低于35dBA本底噪声，所以，笔者不能测量它。笔者只能报告它仅仅听得见，但是非常安静！当然，在灯具转动时存在更大的噪声：灯具全速垂直转动时其噪声达到峰值，即离灯1m其噪声为52.5 dBA。

7电气参数

笔者测得该灯具的功耗如表2所示。

从接通电源到光输出的初始化时间为16 s：使用DMX重置，则稍稍快些，为14 s。其复位表现得很糟糕，在灯具抵达其最终定位之前，它就渐亮起LED光源。

8 电子设备与控制

输入和输出是通过菊花链Neutric powerCON连接器，借助于标准5针XLRs连接器使用DMX512控制。图12展示位于灯具输入端的两个移动式安全电缆连接器之一。而输出连接器则在灯具另一端。

该灯具通过单色LCD显示屏提供综合控制菜单以及常规的选择按钮，如图13所示。这提供诊断以及地址和模式的设置功能。如果灯具摇头朝向用户倾斜，那么就能触摸到而板上的任意按钮，摇头倾斜至垂直向上的定位，没有按钮被按动时摇头停留不动，停留时间约为10 s。笔者理解，这使得它并不碍事；但是笔者发现它也有一点点麻烦事，即总是必须等待10 s才可以看见所改变的任意效果。或许一种方法：在设置上禁用这个性能，但是笔者没能找到它。这是较小的批评，冈为灯具一旦运行起来，它并没有影响任意操作。

9 结构

该灯具由铝压铸成型，它提供热管理以及结构。摇头本身就是一个大散热器，其前部安装着LED灯珠和电子器件。灯具的置顶盒包含有电源和倾斜机械。GLP将灯具设计成堆叠式。如果多个灯具被首尾相接安装，LED灯珠的间隔仍保持不变，这样就可以在整个舞台上创建一条不问断的有规律间隔像素的光带。在置顶盒的末端设置有可伸缩的定位销，它能紧密配合相邻的灯具以便利相互衔接。图14展示已设置的这些插脚。总的说来，该灯具非常紧凑，结构优美。

10结论

笔者一直喜欢光幕灯，喜欢David Hersey当时使用它们的方法，因而喜欢利用光条创造出令人瞩目的效果。LED灯具的单个像素的颜色控制使这些灯具进展到下一个台阶。该灯具是一个以其被设计成拥有两个奇特模式而引人瞩目的灯具典型案例。对于用户和他们的演出来说，它适合吗？笔者希望本人提供铁般的事实能帮助他们作出自己的结论，但是一如既往，它应由用户作出最终的判断。