LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用

陳友蓮　黃日龍　董俊華

摘 要：近年來(lái)，LED技術(shù)的發(fā)展給燈具設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變化。本文主要分析了LED技術(shù)的原理、優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用，并論述了LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用。仿生思維是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中的原創(chuàng)性設(shè)計(jì)意識(shí)，它能擴(kuò)展設(shè)計(jì)師的思維，從更多層次深入思考問(wèn)題，并幫助設(shè)計(jì)師充分發(fā)揮想象力，對(duì)燈具設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究有積極作用，它將會(huì)為L(zhǎng)ED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的發(fā)展帶來(lái)生機(jī)與活力。

關(guān)鍵詞：LED燈具；仿生設(shè)計(jì)；燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1 LED技術(shù)光源概述

1.1 LED技術(shù)原理

LED即發(fā)光二極管，它是利用半導(dǎo)體PN結(jié)構(gòu)把電能轉(zhuǎn)化成光能的一種固體發(fā)光器件。當(dāng)把正向電壓加在發(fā)光二極管上時(shí)，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)，從P區(qū)注入N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入P區(qū)的電子分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。電子和空穴所處的能量狀態(tài)跟半導(dǎo)體材料有關(guān)，而電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量的多少影響光的波長(zhǎng)，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管，在此基礎(chǔ)上，可以利用三基色原理，添加熒光粉，發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色等顏色的光。LED作為一種新型的綠色作為固體光源，無(wú)論在結(jié)構(gòu)上還是在發(fā)光原理上，都與傳統(tǒng)的白熾燈有著本質(zhì)的不同。

1.2 LED光源在照明中的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

隨著LED技術(shù)的迅速發(fā)展以及技術(shù)水平的提高，LED光源在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其中包括在LCD背光照明、交通燈市場(chǎng)、景觀照明市場(chǎng)、汽車、普通照明中的應(yīng)用。除此之外，在軍用照明燈和醫(yī)用手術(shù)燈等特殊領(lǐng)域中也有LED的應(yīng)用。而LED的優(yōu)勢(shì)在很多方面也都逐漸展現(xiàn)出來(lái)，使燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)越來(lái)越豐富，而且有了前所未有的突破。目前普通照明光源白熾燈、高壓鈉燈、熒光燈等一般尺寸較大，發(fā)熱量高，光色固定，光束分散，這些都影響到燈具尺寸、結(jié)構(gòu)、安裝和照明變化等使用條件。而LED則有體積小質(zhì)量輕、高節(jié)能、電壓低、色彩豐富、安全性能好、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保、無(wú)紅外輻射等優(yōu)點(diǎn)，更合適照明使用，而且LED的特性都為燈具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了必要的條件，也增加了燈具的多元化和情趣化設(shè)計(jì)等等。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)LED技術(shù)的發(fā)展，在照明領(lǐng)域中必然成為不可替代的新型光源，將會(huì)給燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)帶來(lái)新的變革。

2 LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用

隨著人們生活水平的提高，對(duì)燈具的要求也越來(lái)越高。所以設(shè)計(jì)師在進(jìn)行LED燈的創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，不再是完成基本的照明功能需求，而應(yīng)考慮LDE燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的藝術(shù)性，使其達(dá)到營(yíng)造氛圍，美化環(huán)境。近年來(lái)，隨著仿生設(shè)計(jì)的發(fā)展與應(yīng)用，其形式和種類也越來(lái)越趨向多元化，為現(xiàn)代LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了更廣闊的創(chuàng)作空間。

仿生設(shè)計(jì)是以自然界事物的“形態(tài)”、“色彩”、“肌理”、“結(jié)構(gòu)”、“功能”等作為研究對(duì)象，并結(jié)合仿生學(xué)的研究成果，在設(shè)計(jì)過(guò)程中有選擇地應(yīng)用這些特征原理，為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供新的方法和創(chuàng)意。仿生的內(nèi)容主要有：形態(tài)仿生、色彩仿生、肌理仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)仿生等。LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)方法主要有具象仿生設(shè)計(jì)和抽象仿生設(shè)計(jì)兩種。

2.1 具象仿生設(shè)計(jì)

具象仿生設(shè)計(jì)是借用事物的整體或局部形態(tài)，通過(guò)模仿、細(xì)化、組合等方式應(yīng)用于LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，使燈具設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出栩栩如生的形象特征。這種具象仿生設(shè)計(jì)方法可以使人產(chǎn)生心理、生理效應(yīng)和情感呼應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)LED燈具設(shè)計(jì)的功能和意義。如圖1的LED水母吊燈設(shè)計(jì)，這款來(lái)自美國(guó)設(shè)計(jì)師Roxy Towry-Russell的仿生設(shè)計(jì)燈具，該設(shè)計(jì)將發(fā)光水母逼真地呈現(xiàn)出來(lái)，在海水中飄逸的水母，掛在家中作一盞吊燈也不會(huì)覺(jué)得別扭，幾條柔弱的觸手，如同細(xì)長(zhǎng)的光帶，隨著身體不停彎曲擺動(dòng)，在寂靜的黑夜，室內(nèi)開(kāi)著這樣一盞吊燈，白色柔和的燈光，營(yíng)造出一種空靈唯美的意境。該水母吊燈的燈源使用的是LED，節(jié)能環(huán)保。

2.2 抽象仿生設(shè)計(jì)

相對(duì)于具象仿生設(shè)計(jì)，在現(xiàn)代LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中抽象仿生設(shè)計(jì)方法的使用范圍更為廣泛，無(wú)論是造型的靈活性還是形式的多元化都有著更廣闊的發(fā)展前景。抽象仿生設(shè)計(jì)方法在取材上仍然以自然界的各種事物為仿生對(duì)象，對(duì)其特征進(jìn)行抽象、提煉、簡(jiǎn)化，并應(yīng)用聯(lián)想、移植、組合等方式進(jìn)行抽象化處理，然后應(yīng)用于LED燈具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。抽象仿生是對(duì)事物的高度的簡(jiǎn)化與概括，形態(tài)上具有豐富的聯(lián)想性和想象性。如圖2的盆栽植物時(shí)尚LED燈設(shè)計(jì)，這款LDE燈具作品將植物盆景抽象化，提煉出簡(jiǎn)單的形態(tài)，以矗立和倒下的形式表示著開(kāi)與關(guān)，并將普通的抽象仿生設(shè)計(jì)升華到生命與死亡的哲學(xué)高度。這樣的產(chǎn)品不但滿足了基礎(chǔ)的照明需求，同時(shí)還具備了情感性、哲學(xué)性等特點(diǎn)。

圖1 LED水母吊燈

圖2 盆栽植物時(shí)尚LED燈

3 總結(jié)

LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)中，仿生設(shè)計(jì)理念起著非常重要的作用。通過(guò)以自然界物體的事物作為仿生對(duì)象，來(lái)對(duì)LED燈具進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能的產(chǎn)品，給人耳目一新的感覺(jué)。自然界物體的形態(tài)千姿百態(tài)，人造物多種多樣，這就給人們?cè)O(shè)計(jì)創(chuàng)新提供了無(wú)窮無(wú)盡的源泉。仿生設(shè)計(jì)已經(jīng)在設(shè)計(jì)中為廣大設(shè)計(jì)師所熟知，在今后的LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)更加努力地去掌握和熟練應(yīng)用仿物設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)出更為新穎和有趣的LED燈具產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

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