解析一款新型光束電腦燈——Clay Paky Sharpy Wash 3300

文/[美]邁克·伍德 編譯/姚涵春

（1.上海戲劇學(xué)院，上海 200040）

在過去幾年，Sharpy給百奇公司（Clay Paky）帶來了巨大的成功。雖然該公司未證實，但筆者確信，這款產(chǎn)品一定曾是它最暢銷的產(chǎn)品，或許稍遜于在過去的迪斯科年代中該公司風(fēng)靡市場的Golden Scans（編者注：即中國上世紀(jì)90年代流行的“黃金電腦燈”）產(chǎn)品。像Sharpy那樣的巨大成功，對于制造商可以說是一把雙刃劍，這種強勢不可能經(jīng)久不衰，但是如何保持這個勢頭繼續(xù)下去并乘勢壯大公司實力，是一個關(guān)鍵的考驗。2013年，百奇公司制造出新的LED系列產(chǎn)品。本文考察的Sharpy產(chǎn)品——Sharpy Wash 330（以下簡稱該燈具），見圖1，也表明它正承續(xù)著Sharpy成功的強勢。

初看，這款燈具的名稱好像有點自相矛盾。染色燈又如何能體現(xiàn)強烈而銳利的燈光效果？然而筆者認(rèn)為，我們不應(yīng)該望文生義，而應(yīng)該以產(chǎn)品系列名稱來考慮它的內(nèi)涵。這款燈具采用的是類似于Sharpy的燈泡，它是功率更大、且非常小巧、輕便、自動化的染色燈。它具有類似的燈體尺寸，并配置能產(chǎn)生非常狹窄光束的光學(xué)系統(tǒng)，盡管光束邊緣柔和，這也賦予了它與Sharpy聚光型產(chǎn)品的血緣關(guān)系。它也被設(shè)計成空中效果燈具，而且該燈具還能夠借助于變焦和混色系統(tǒng)提供遠(yuǎn)射程染色。這次考察遵循筆者特有的工作程序：從光源開始，并順著光學(xué)鏈運作，盡可能客觀地測量每一個參數(shù)，直至光輸出鏡頭。這次考察的所有數(shù)據(jù)都來自于對制造商提供的一臺樣燈所做的測試。如同筆者在測試原型Sharpy和其他窄光束效果燈一樣，對這次考察筆者也需要給出相同的告誡：測量值不會告訴用戶這類燈具的全部內(nèi)涵。因為它的主要功能是用作空中的效果而不是用作表演者的照明，所以它與人眼和攝像機的關(guān)系更為緊密，而不僅僅只是與數(shù)值有關(guān)。所以，最終判斷只能由用戶自己試用這款燈具才能做出。所有測試都是該燈具運行在標(biāo)稱電源115 V 60 Hz之下進(jìn)行的；Sharpy Wash 330的額定電壓為115 V～230 V，50 Hz/60 Hz。

1 光源

該燈具采用Philips MSD Platinum 16R燈泡，見圖2。它是應(yīng)用于原型Sharpy所采用燈泡的近親，然而它的功率為330 W，而前者的功率是189 W。因此，它具有更長的電弧——1.3 mm，而前者僅為1.0 mm，其光輸出提高約30%，然而電弧長度也增大了30%。染色燈的光學(xué)系統(tǒng)通常能夠處理好較長的電弧而獲得較高的光展量；其間沒有小孔徑的圖案片阻擋光線通過，所以，可以預(yù)料該燈具的光輸出要比原型Sharpy的光輸出更多。Platinum 16R燈泡的壽命是1 500 h，標(biāo)稱光輸出為14 550 lm，而色溫為8 000 K。

因為所有緊固件都是固定緊鎖的，所以燈泡更換有點復(fù)雜。首先，必須卸掉頂蓋和底盤，顯露出燈泡室及其相關(guān)聯(lián)的冷卻系統(tǒng)，如圖3所示。于是，圖3右邊的小風(fēng)扇可以和頂部的金屬板一起被拔去和擰開，而后金屬板被提起以顯露燈泡，見圖4。最后，可以從周邊的金屬部件上卸下兩個螺絲，然后再借助壓縮彈簧夾，燈泡可以從一側(cè)滑落并成角度地從燈具中取出。筆者發(fā)現(xiàn)，最后一個操作步驟稍稍有點棘手，因為必須推壓的金屬部件邊緣非常鋒利，它幾乎割傷筆者的拇指?；蛘甙倨婀拘枰サ翡h利的邊緣，或者筆者應(yīng)該戴上手套（建議用戶不要用裸露的手指去接觸燈泡泡殼）。

所有針對燈泡的處置都是為了使其能被充分地冷卻。這類裸露的短弧燈泡有很高的要求，必須被準(zhǔn)確地冷卻。配置一只大風(fēng)扇將空氣吸進(jìn)燈內(nèi)并通過燈泡室，另外還配置一只小風(fēng)扇將空氣直接吹向燈泡夾和內(nèi)部的泡殼。這個小風(fēng)扇將氣流通過傾斜安裝的熱鏡下面的小管導(dǎo)向，見圖5。筆者花費了一些時間描述了配置反光鏡的燈泡組件，因為它是決定其余光學(xué)部分設(shè)計的關(guān)鍵組件，可以說，它幾乎就是燈具光學(xué)系統(tǒng)的全部。此時，若暫且忽略色彩和效果配置部分，那么Sharpy Wash 330光學(xué)系統(tǒng)其實是非常簡單的，僅包含燈泡、光圈和光輸出的菲涅爾透鏡。

2 調(diào)光器

調(diào)光器被緊接安裝在熱鏡之后。這是一個略微有點與眾不同的設(shè)計。它應(yīng)用一般的原理，但是它的布排則展示出稍微有點不同尋常，見圖6。調(diào)光器是一個圍繞著鋁合金圓盤弧線的錐形切割槽。在其一端是一個全尺寸的開孔，然后切割槽越來越多地被削減成錐形，直至僅是一條窄縫，透過切割槽的光線被越來越多地消減以達(dá)到調(diào)光的目的。由此而形成的調(diào)光曲線是很光滑的，而且非常接近于線性調(diào)光，見圖7。然而它確實明顯地將光彌漫暈化了。從圖7可見光斑的邊線收進(jìn)，因而隨著調(diào)光的進(jìn)展，光斑沿著對角線軸逐漸呈現(xiàn)為橢圓形。這個效果隨著燈具所處變焦位置的不同以及擴散的程度而發(fā)生變化，在實際應(yīng)用中這種光學(xué)現(xiàn)象總是以某種程度呈現(xiàn)出來。

3 色彩

光學(xué)鏈的下一個器件是色彩系統(tǒng)。該燈具配置有三輪組合的CMY混色系統(tǒng)以及一個二色向性固定色輪。這兩個部件在圖6中可以看得很清楚。CMY混色系統(tǒng)使用蝕刻有熟悉的指型圖案的常規(guī)二向色性色輪。當(dāng)該燈具設(shè)置于染色模式，而旗形擴散片定位于兩個適當(dāng)位置中的一個時，那么其色彩混合是均勻的，擁有良好的平滑覆蓋和混合。如果色彩混合設(shè)置于空中效果模式而沒使用擴散片時，則色彩混合結(jié)果是色斑更為明顯，即可見有些混色區(qū)域色彩并不充分均勻的混合效果。當(dāng)然，這對于空中效果模式實際上并不是太要緊。使用者必須小心設(shè)置和應(yīng)用這個系統(tǒng)以適合特定的任務(wù)。對于窄角和空中特效應(yīng)用，筆者會運用色輪以追求它快捷、爽快的色彩變化；而對于廣角及柔和染色應(yīng)用，其色彩混合是良好的。超窄角度的光學(xué)系統(tǒng)不能提供很好的色彩混合，而制造商說他們的意圖是給用戶提供盡可能多的色彩選擇。

設(shè)置于染色模式時，Sharpy Wash 330可以借助菜單選擇，預(yù)置色彩混合輪，以使它們始終處于光路上，因而用戶絕不會看見玻璃色輪橫越影像時的色輪邊緣。這帶來了一種漫長、緩慢而平滑的色彩淡入淡出。色彩混合的光輸出如表1。其色彩飽和度非常高，正如用戶期望從效果燈具所獲得的那樣。

固定色輪被安裝在CMY色輪之后。它包含11個固定的梯形二向色性濾色片，這些濾色片緊緊黏貼在色輪上。這個色輪沒有配置Sharpy應(yīng)用的相同的速釋磁力耦合器，所以這些濾色片不能輕易更換。然而這個色輪擁有Sharpy中色輪一樣的特性：良好的半色彩效果和運轉(zhuǎn)速度，如表2所示。因為它也是一臺染色燈，所以半色彩效果就不可避免地不如聚光燈的效果那樣清新鮮明；然而，它們適用于較寬的光束角應(yīng)用中，在窄角設(shè)置中這種半色彩效果是難以看見的。

該燈具未加濾色片時，筆者測得白光的色溫是7 100 K。TC260濾色片使色溫降低到2 520 K，而TC190濾色片則使色溫降低至3 240 K。該燈具與其同系列的其他燈具一樣擁有良好的色彩范圍；紅色不可避免地偏橙色，因為燈泡的光譜中缺少紅光成分，但是所有色彩都是強勁有力的。筆者前面提到色輪運轉(zhuǎn)是快速的。小小的平衡色輪運轉(zhuǎn)非常暢快，因而在色彩轉(zhuǎn)換過程中用戶可以獲得色彩“閃變”的卓越效果。

CMY和固定色輪的旋轉(zhuǎn)與色彩選擇的運行都非常平穩(wěn)流暢，沒有可察覺的步進(jìn)或跳步現(xiàn)象。

圖7 調(diào)光曲線

表1 色彩混合比例

表2 固定色輪色彩比例

表3 色輪運行速度

4 光閘

緊接著色彩系統(tǒng)之后的器件是頻閃光閘。這是一個簡單的鏡面般旗形金屬板，在圖6中通過光圈可以看見它。其頻閃是銳利而快速的，測得其頻閃速度范圍是1 Hz～12 Hz。制造商提供常規(guī)范圍的頻閃類型，由于它是一個單獨的部件，所以在調(diào)光時能夠同時運用頻閃效果。

5 霧化系統(tǒng)與光束造型器

該燈具配置有兩個單獨的霧化片。在圖8中能看見這些霧化片。它們可單獨或一起被插入光路以產(chǎn)生三種不同等級的霧化效果。位于圖8右邊的光霧化鏡是一個常規(guī)的磨砂玻璃濾光鏡；圖8中央的濃重磨砂的霧化鏡實際上是起擴散作用的微透鏡陣列，而不是一般的霧化鏡。這提供更加顯著的效果，并有利于改善色彩混合和光束均化效果。筆者認(rèn)為，其廣角均化的效果比霧化鏡的效果更好。如果用戶想運用色彩混合和獲得柔滑的光束邊緣，實際上始終需要這樣配置。插入或移開兩個霧化鏡需時0.2 s。

光束造型器和霧化系統(tǒng)共同組成一個模塊。事實上，造型器與光霧化鏡設(shè)置于同一個平面上，所以兩者不能同時使用。在圖8左邊可以看見，光束造型器是一個圓形的透鏡狀玻璃器件，它可以跨越光束并按需旋轉(zhuǎn)。這種效果很常見，它能將光束形狀從圓形轉(zhuǎn)變成橢圓形，并可自轉(zhuǎn)以及使橢圓有角度的定位。無論擴散透鏡（濃重霧化鏡）是否處于適當(dāng)位置上，其效果的大小隨其光束角而變化。沒有使用擴散透鏡時這種效果是最為顯著的，因而在整個變焦范圍內(nèi)都是有用的。如附加霧化鏡，其光束造型就更不明顯了。筆者測得光束造型器插入/移開需時0.3 s，一經(jīng)插入到位，它提供旋轉(zhuǎn)速度的變化范圍是86 r/min～0.63 r/min。

6 透鏡與光輸出

如前所述，該燈具的光學(xué)系統(tǒng)非常簡單。如果該燈具沒在適當(dāng)位置配置擴散透鏡，那么它只包含燈泡和最后的菲涅爾透鏡，如圖9和10所示。菲涅爾透鏡可以被來回移動以改變光束角，全程移動需時0.8 s。

在該燈具不使用霧化片或擴散透鏡情況下變焦時，其光斑角的變化范圍是7.7°～27°，其比值約為3.5:1。如附加霧化鏡和/或擴散透鏡，可使光斑角增加至約55°，當(dāng)然也伴隨著光的損失。

圖11、圖12和圖13顯示在使用和沒使用霧化鏡時最小變焦與沒使用霧化鏡時最大變焦的光強分布曲線。圖12中可見，沒使用霧化鏡的情況下其最寬光束的中心有一個凹點。然而，如果這個凹點會使燈光效果不佳的話，那么，使用霧化濾光片會有助于填補凹點以改善燈光效果。比較圖11和圖13（使用和沒使用霧化鏡情況下最小變焦時，以相同比例尺分別所作的曲線），可以看出使用霧化鏡的作用。

圖11 最小變焦的光強分布曲線（無霧化片時）

正如先前在考察窄角燈具時筆者提到過，要搞清楚這類燈具總光通量的測量值是非常困難的。該燈具在沒有使用霧化鏡的情況下，筆者測得大角度時其光通量在13 000 lm和15 000 lm之間（這也暗示了燈泡的光輸出比Philips所引用的數(shù)值更多），但是不規(guī)則的光束輪廓使得這些讀數(shù)稍微有點值得懷疑。盡管如此，這款新型光束燈仍是一種非常明亮的燈具。它有多么明亮？筆者認(rèn)為需要由用戶按照應(yīng)用需求來決定。最后一點：菲涅爾透鏡配置有一個鏡頭筒，透鏡在其間前后來回移動。在整個光束角內(nèi)，鏡頭筒前端的筒帽提供了良好的光溢出控制，它對劇場（戲劇）用戶特別有吸引力。

圖12 最大變焦的光強分布曲線（無霧化片時）

圖13 最小變焦的光強分布曲線（加霧化片時）

7 水平和垂直旋轉(zhuǎn)

該燈具水平和垂直旋轉(zhuǎn)范圍分別為540°和240°。筆者測得水平旋轉(zhuǎn)全程需時2.6 s，而180°旋轉(zhuǎn)則需時1.3 s。它垂直旋轉(zhuǎn)全程需時1.4 s，而180°旋轉(zhuǎn)則需時1.1 s。水平和垂直旋轉(zhuǎn)都設(shè)置有光學(xué)編碼器以使燈具一旦錯位時重新復(fù)位。筆者測得水平滯后或重復(fù)性偏差為0.23°，而垂直滯后或重復(fù)性偏差為0.08°，這相當(dāng)于在20英尺（6 099 mm）射距上分別偏差約0.9英寸（22.86 mm）和0.3英寸（7.62 mm）。

兩個軸向的運動是極好的。高速運轉(zhuǎn)時也非常平滑和緊湊，只有非常輕微的過沖和反彈。圖14顯示配置編碼器輪、拉簧和傳感器的垂直運轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

8 噪聲

恒速風(fēng)扇產(chǎn)生該燈具的大部分噪聲。在進(jìn)行噪聲測量之前，筆者運行燈具1小時以達(dá)到熱平衡。變焦和水平運轉(zhuǎn)是噪聲最大的部分，加點速度就會發(fā)出明顯的馬達(dá)嘯叫噪聲。距離燈具1 m處測得燈具的噪聲值如表4所示。

9 復(fù)位/初始化時間

表4 燈具噪聲

該燈具從接通電源起完成整個初始化運作需時62 s，而在運轉(zhuǎn)過程中執(zhí)行系統(tǒng)復(fù)位則需時45 s。與這個系列的其他產(chǎn)品一樣，該燈具的復(fù)位運作表現(xiàn)得極其出色。其軟件使光緩慢地衰減直至全黑，完成復(fù)位運作，然后再一次將光逐漸變亮。復(fù)位時間足夠長使燈泡有時間充分地冷卻，因而在初始化過程中燈泡可以再次觸發(fā)點燃。

10 功率、電子設(shè)備與控制

該燈具在115 V 60 Hz標(biāo)稱電源條件下運行時，靜態(tài)消耗電流4.1 A，功耗為468 W，此時功率因數(shù)為0.99。所有馬達(dá)都運轉(zhuǎn)起來，其峰值功率將超過500 W。

14 垂直旋轉(zhuǎn)燈弓臂

圖15 燈弓臂1

圖16 顯示器

圖17 連接器

主要的馬達(dá)驅(qū)動電子設(shè)備被安裝在一個燈弓臂中，如圖15所示。而控制器和電源則被安裝在機頂盒中。機頂盒中還包含一組蓄電池，它可以用于給運輸途中或未接電源的燈具編制初始地址碼和其他參數(shù)。進(jìn)入所有電路板、連接器和裝配是簡單的，讓人一目了然。

與Sharpy和該公司其他電腦燈一樣，該燈具采用圖形型液晶顯示器和控制面板，運用菜單設(shè)置參數(shù)；菜單提供所有常用的功能，包括離線操作、設(shè)置和維修功能，見圖16。

如圖17所示，連接器面板也很常規(guī)，并提供5針DMX 512 XLRs和3針XLR連接器，電源接口采用powerCON，而以太網(wǎng)接口則采用EtherCON。

11 結(jié)構(gòu)與維修

搖頭部分結(jié)構(gòu)圍繞兩個模塊而構(gòu)建，在圖6和圖10中可以看見從燈具拆卸出的這兩個模塊。它們包含所有的色彩、效果和光學(xué)系統(tǒng)，幾乎囊括了除燈泡之外的一切。它們的拆卸、維修或清洗都很簡單。

正如Sharpy和市場上所有其他窄光束燈具一樣，當(dāng)該燈具以超窄角度運行時，用戶需要小心謹(jǐn)慎。此時光束非常熱，因而能夠損毀遠(yuǎn)距離的纖維織物和布景。

圖

以上就是Sharpy Wash 330相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)。它是一款難以分類的新產(chǎn)品。稱它為一種染色燈，但是將它直接與傳統(tǒng)的染色電腦燈比較或許是不公平的。制造商竭力獲取更大功率的燈泡和非常簡單的光學(xué)系統(tǒng)，這種做法有利有弊。如果我們不抱成見，將它當(dāng)作產(chǎn)品的新種類，那么在進(jìn)行燈具考察時將它與傳統(tǒng)染色燈比較又是不正確的，例如，在色彩混合的質(zhì)量方面的表現(xiàn)。而相反，需要考慮它自身的長處和價值。這款燈具小巧的燈體和高額的光輸出無疑將贏得一些粉絲。在用戶擁有了本文的數(shù)據(jù)后，可以自己做出決定。

（本文編譯自美國《Lighting & Sound America》雜志2013年9月刊《Clay Paky Sharpy Wash 330》一文，http://www.lightingandsoundamerica.com/LSA.html）