考察一款LED電腦燈

邁克·伍德+姚涵春

【摘 要】 測(cè)試一款7色LED電腦燈DL7S，解析其構(gòu)成、功能及其性能和特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 7色LED；電腦燈；測(cè)評(píng)；虛擬色輪；色彩管理

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.12.002

現(xiàn)在，基于LED光源的自動(dòng)化聚光燈具業(yè)已成為現(xiàn)實(shí)。的確，筆者知道它們多年來(lái)一直很有效用，但是，它們無(wú)法用于要求小型光源的聚光電腦燈。這次筆者測(cè)試最新進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)的一款新型LED燈具：Robe ROBIN DL7S Profile（簡(jiǎn)稱該燈具）。

這款燈具必定是筆者測(cè)試過(guò)的最大LED電腦燈之一。該燈具體重達(dá)80 lb，具有Robe研發(fā)部門在過(guò)去幾年中所思考的許多創(chuàng)新和特色，其中包括造型光閘。但是不用擔(dān)心該燈具的機(jī)械特性，該燈具出名的主要原因必定是7色LED的應(yīng)用，可提供顏色混合更為寬廣的光譜。

就筆者所知，在當(dāng)今市場(chǎng)中沒(méi)有別的燈具如同該燈具一樣，所以，進(jìn)行比較是件很棘手的事。雖然如此，筆者仍一如既往試圖檢驗(yàn)和測(cè)量所能做的每一個(gè)項(xiàng)目，從電輸入到光輸出，并報(bào)告原始數(shù)據(jù)，提供這些信息以幫助用戶做出決定。

本文所提供的結(jié)果是基于對(duì)Robe公司提供給筆者的惟一一臺(tái)Robin DL7S Profile的測(cè)試，在測(cè)試中燈具運(yùn)行于120 V 60 Hz標(biāo)稱電壓，見(jiàn)圖1。該燈具的電源電壓是自動(dòng)調(diào)整的，可運(yùn)行于100～240 V 50/60 Hz電壓范圍。

1 光源

與采用其前身的4色LED燈具Robin DLS Profile一樣，該燈具采用密封的“黑盒”光引擎。正如已經(jīng)提及的，其主要變化是Robe工程師增加了3種彩色LED，新款燈具總計(jì)達(dá)到7種彩色LED。Robe列出7種彩色：紅、綠、藍(lán)、琥珀、青、淡綠和剛果藍(lán)。筆者推測(cè)淡綠色實(shí)際上是綠黃色（lime酸橙色、亮綠色），而剛果藍(lán)實(shí)際上是深藍(lán)或?qū)毸{(lán)色（剛果藍(lán)與深藍(lán)一樣在光輸出中包含有紅色成分）。運(yùn)用這么多彩色的訣竅在于將光輸出均勻混合成一個(gè)光束，而避免通過(guò)透鏡產(chǎn)生有色陰影或色點(diǎn)。該燈具光引擎中交叉的二向色性濾光鏡和復(fù)眼透鏡系統(tǒng)對(duì)此起到了很好的作用，將混合光聚集緊縮成25 mm口徑的均勻光斑，雖然不可避免地會(huì)引發(fā)一些光損失。Robe的文件陳述它是一個(gè)800 W的LED光引擎，然而實(shí)際上它在擁有真正的光混合時(shí)，筆者估算其平均值約為650 W。因?yàn)樗且粋€(gè)密封的黑盒子，筆者不能精確地知道它采用了哪些發(fā)射器，以及每個(gè)發(fā)射器有多少個(gè)LED燈珠；但是必須要測(cè)量其光輸出，并看看是否喜歡它運(yùn)作的狀況。圖2展示光引擎的出光端，在它的下面裝有一些LED驅(qū)動(dòng)器。（整個(gè)組件通過(guò)熱管陣列、大風(fēng)扇散熱的熱沉，以及安裝在熱沉上部和底部的2個(gè)風(fēng)扇以保持冷卻效果。這些部件在圖3中能被看見(jiàn)。圖4中熱影像展示熱量被排出的燈具后部。）

當(dāng)然，燈具并沒(méi)有安裝熱鏡，因?yàn)長(zhǎng)ED光源在其輸出的光譜中很少紅外線，因此，可立即進(jìn)入各個(gè)光學(xué)模塊。

2 調(diào)光與頻閃

如用戶所預(yù)料，其亮度控制是由該燈具以電子方式完成的。大多數(shù)功能都采用16 bit精度控制，其中包括顏色控制。圖5展示默認(rèn)設(shè)置時(shí)的調(diào)光曲線。調(diào)光是非常平滑的，沒(méi)有明顯的步進(jìn)現(xiàn)象，甚至下調(diào)至調(diào)光低端時(shí)也是如此。用戶也可選擇將該燈具設(shè)置于仿鎢絲燈模式，這個(gè)模式增加模擬燈絲熱延遲調(diào)光以匹配白熾燈的漸暗曲線。在這個(gè)模式中也產(chǎn)生調(diào)光曲線的紅移效果，所以，光源被調(diào)暗時(shí)其光輸出變暖了。其PMW波形是有趣的：它似乎是Robe采用兩個(gè)PMW頻率，即在一個(gè)頻率之上疊加另一個(gè)頻率。其基礎(chǔ)頻率是300 Hz，就如同筆者測(cè)量過(guò)的Robe ROBIN DLS的一樣，在波形的上端看它擁有更高的頻率1 200 Hz，當(dāng)用戶將燈光漸漸暗下來(lái)時(shí)，它就被引入。筆者不知道它將在電視攝像機(jī)上表現(xiàn)如何，但是在筆者的蘋(píng)果照相機(jī)上看有些奇怪，常常很難測(cè)試過(guò)關(guān)，因?yàn)樘O(píng)果照相機(jī)采用慢掃描卷簾式快門CMOS探測(cè)器。其頻率范圍可在0.3 Hz～19 Hz之間進(jìn)行調(diào)整。

3 色彩系統(tǒng)

Robe提供一個(gè)選項(xiàng)，即通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RGB或CMY控制可以控制色彩混合系統(tǒng)，也提供在其中一個(gè)操作模式中可直接進(jìn)入7色LED通道的每一個(gè)通道。筆者推薦用戶讓燈具執(zhí)行色彩混合，并建議使用RGB或CMY，除非實(shí)在需要親自動(dòng)手混合色彩。同時(shí)，燈具也配置有虛擬色輪通道，它提供即時(shí)接入約90個(gè)預(yù)混合色彩，其中66個(gè)色彩被選擇以匹配流行彩色濾色片的色彩。用戶也可進(jìn)入這同一個(gè)通道預(yù)編程10個(gè)用戶色彩。

如同DLS一樣，Robe提供一系列經(jīng)校正色溫的白光，其色溫變化范圍為2 700 K～8 000 K。筆者使用Sekonic C7000光譜儀測(cè)量這些色溫如表1：

最后一列顯示白光色溫降低時(shí)，其光輸出是如何減少的。

圖6和7展示2 700 K和8 500 K時(shí)所測(cè)得的光譜。7種色彩中的6種色彩清晰可見(jiàn)它們的波峰；僅有青色隱匿著，大概是位于寬廣的黃綠色波峰之下。（編者注：Lime酸橙色LED是激發(fā)熒光粉的高效LED寬光譜光源，近年使用普遍。）

色彩系統(tǒng)擁有極多的選項(xiàng)。除了前面闡述的模擬鎢絲燈模式，可以選擇開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)實(shí)行色彩校正，最為重要的，是在使用混合白光時(shí)選擇光輸出最大化還是選擇它們的顯色性最優(yōu)化。筆者按CRI 70的模式運(yùn)行燈具，這是它交貨時(shí)的模式，這似乎是在光輸出和顯色性之間達(dá)成很好的妥協(xié)。選擇CRI模式并持續(xù)提升至90+是可能的，但是，提高顯色性同時(shí)不可避免地?fù)p失一些光輸出。圖8展示燈具的信息屏幕，顯示筆者使用的特定模式。作為此案例，在底線一行顯示使用了CRI 70模式的8 500 K白光。轉(zhuǎn)換至最大光強(qiáng)模式，則能增加10%額外的光輸出；相反，按CRI 90模式（顯色性最優(yōu)化）運(yùn)行燈具則降低30%光輸出。筆者喜歡有這種選擇機(jī)會(huì)，很多時(shí)候需要良好的顯色性，但并不是總是如此。在按CRI 70模式以3 200 K運(yùn)行時(shí)，筆者測(cè)得其CRI為68，而TM-30指數(shù)：Rf為80、Rg為111。（注意：筆者其他的考察中，已切換到使用TM-30替代CRI。對(duì)于如LED那樣的非連續(xù)光譜的光源，它是更好的顯色性度量指數(shù)。兩個(gè)不同的參數(shù)Rf和Rg分別描述光源的色彩保真度和色域指數(shù)。Rf則如實(shí)地告之光如何重現(xiàn)0～100數(shù)值范圍的色彩，其使用方法幾乎如同使用CRI一樣。Rg則告之光趨向于過(guò)于飽和還是欠飽和的色彩，通常給予大于或小于100的數(shù)值。筆者也極力推薦轉(zhuǎn)換使用TM-30，要求供應(yīng)商提供有關(guān)數(shù)據(jù)。停止使用CRI，它不適合LED光源！）endprint

表2為筆者給出各種標(biāo)準(zhǔn)色彩光輸出的常用列表，只是帶來(lái)色彩混合的概念。注意，這些數(shù)值并不是單個(gè)發(fā)射器的光輸出，而是使用虛擬色輪的色彩之一所產(chǎn)生特定色彩時(shí)的光輸出。光引擎極好地均勻色彩；在整個(gè)光束中擁有均衡的色彩，沒(méi)有可察覺(jué)的有色陰影。

現(xiàn)在進(jìn)入光學(xué)鏈的成像部分。該燈具具有所有主要的光學(xué)組件，它們被安裝在容易拆卸的3個(gè)模塊上。這些模塊是圖案模塊、造型光閘模塊和透鏡模塊。筆者將依次闡述這些模塊。

4 圖案模塊

圖9和10展示圖案模塊的正反兩面。不需要卸除模塊即可更換兩個(gè)圖案輪上的圖案片；筆者只是為拍照而卸下模塊。第一個(gè)是動(dòng)畫(huà)輪。它應(yīng)用大的可拆卸圖形的圖案片，對(duì)覆蓋角度和旋轉(zhuǎn)可進(jìn)行調(diào)整，插入或移除模塊需時(shí)0.3 s。除了程序設(shè)計(jì)員可以進(jìn)入動(dòng)畫(huà)輪以編制設(shè)計(jì)自己需要的效果外，Robe提供動(dòng)畫(huà)輪和圖案組合的一組預(yù)編程宏指令，并能展現(xiàn)一些可能的結(jié)果。

其后緊接著的器件是旋轉(zhuǎn)圖案輪，它設(shè)置有6個(gè)可更換的玻璃圖案片和一個(gè)開(kāi)孔。圖11展示被重置于卡盤上彈簧鎖輪上的圖案片。旋轉(zhuǎn)和固定圖案速度分別見(jiàn)表3、表4。

旋轉(zhuǎn)和索引是非常平滑的，且具有很好的速度變化范圍。當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，其運(yùn)動(dòng)也是干凈利落的，僅有非常小的滯后。筆者測(cè)得其滯后誤差的精度極好，僅為0.02°，這相當(dāng)于在20英尺射距上偏差0.1英寸。所有轉(zhuǎn)輪都采用快捷算法以使變化時(shí)間最小化。固定圖案輪設(shè)置有8個(gè)可更換的圖案片和一個(gè)開(kāi)孔。

圖12展示從一個(gè)圖案輪改變至另一個(gè)圖案輪時(shí)調(diào)焦的效果。這個(gè)影像也顯示靜態(tài)圖案（左）和旋轉(zhuǎn)圖案（右）的聚焦品質(zhì)。兩者都非常好，只帶有非常微小的有色邊緣。靜態(tài)圖案顯示在廣角時(shí)很小的枕形失真。

5 造型光閘模塊

圖13展示造型光閘模塊，它也包括光圈。圖中所有10個(gè)微型電機(jī)清晰可見(jiàn)，其中8個(gè)用于各個(gè)光閘切光片，一個(gè)（右上的黑色齒輪）旋轉(zhuǎn)整個(gè)造型光閘組件，最后一個(gè)，即光圈電機(jī)則位于底部左邊。每一個(gè)光閘切光片能旋轉(zhuǎn)約+/-25°，并能移入而覆蓋約60%的光束。整個(gè)光閘組件則能被旋轉(zhuǎn)約+/-45°。切光片運(yùn)作非?？旖荩瑥娜_(kāi)放到全關(guān)閉約需時(shí)0.1 s，所以它們能被用作動(dòng)態(tài)效果以及光造型。旋轉(zhuǎn)有點(diǎn)慢，全程90°旋轉(zhuǎn)需時(shí)0.9 s。光閘切光非常好且干脆利落；筆者看見(jiàn)不太明顯的枕形和桶形失真。

最后一項(xiàng)是光圈。14個(gè)葉片組成的光圈完全關(guān)閉時(shí)將光圈孔徑減小至全孔徑的17%，此時(shí)，最小變焦時(shí)產(chǎn)生1.2°光斑角，而最大變焦時(shí)則產(chǎn)生6.2°光斑角。筆者測(cè)得其打開(kāi)/關(guān)閉需時(shí)約0.3 s。

6 透鏡模塊

該燈具中最后一個(gè)光學(xué)組件是霧化鏡、棱鏡和透鏡，如圖14所示。它配置有通常的3透鏡組，第一和第二組能移動(dòng)而提供變焦和調(diào)焦功能，最后一組透鏡則是固定的，并配置大口徑的光輸出透鏡。該燈具設(shè)置有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)和索引的5棱面棱鏡以及一個(gè)可更換的多種霧化效果的濾光片，它們兩個(gè)被插入第一和第二透鏡組之間。在霧化鏡或棱鏡被要求處于某些變焦/調(diào)焦設(shè)置時(shí)，這需要系統(tǒng)做一點(diǎn)透鏡變動(dòng)。圖15展示霧化鏡和棱鏡的移動(dòng)手臂。如果沒(méi)有透鏡擋道，棱鏡和霧化鏡插入和移出需時(shí)約0.3 s，而如果透鏡必須被移開(kāi)，需時(shí)則要稍長(zhǎng)些。一經(jīng)到位，棱鏡能被旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度范圍：0.25 rev/min～150 rev/min。

7 光輸出

如上所述，筆者按CRI 70模式且燈具色溫8 500 K時(shí)進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)由這些設(shè)置，筆者測(cè)得大光斑角37°時(shí)的光輸出為7 400 lm，在光斑角7°時(shí)其光輸出下降至5 030 lm。正如圖16和17所顯示的，光束的光強(qiáng)分布是非常平坦和平滑的。用戶可能需要增加或降低這些數(shù)值，以適應(yīng)所操持燈具運(yùn)行的色溫和CRI模式。

8 水平和垂直旋轉(zhuǎn)

筆者測(cè)得該燈具的水平和垂直旋轉(zhuǎn)范圍分別為540°和 270°。水平全程540°旋轉(zhuǎn)需時(shí)4.6 s，而更為典型的180°旋轉(zhuǎn)則需時(shí)2.7 s。垂直全程270°旋轉(zhuǎn)需時(shí)3 s，而180°旋轉(zhuǎn)則同樣需時(shí)2.7 s。水平和垂直系統(tǒng)采用Robe的電子運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定器系統(tǒng)，依筆者理解，它結(jié)合搖頭中的加速器以完成整個(gè)運(yùn)作，并將任何震動(dòng)和運(yùn)動(dòng)信息反饋給控制系統(tǒng)。這保障了燈具非常平滑且精確的運(yùn)動(dòng)。在筆者已測(cè)量的燈具數(shù)據(jù)中，該燈具具有最好的精確度性能。水平和垂直移動(dòng)精準(zhǔn)地停止于目標(biāo)位，沒(méi)有過(guò)沖現(xiàn)象，沒(méi)有抖動(dòng)和反彈現(xiàn)象。作為一個(gè)重型燈具，這種優(yōu)良性能讓人印象深刻。筆者測(cè)得其水平和垂直移動(dòng)滯后均為0.03°，這相當(dāng)于在20英尺射距上偏差0.1英寸。

9 噪聲

該燈具主要的背景噪聲來(lái)自于LED光引擎的兩個(gè)冷卻風(fēng)扇，其聲強(qiáng)見(jiàn)表5。與往常一樣，變焦和調(diào)焦是噪聲最大的運(yùn)動(dòng)功能，其次是造型光閘快速運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的噪聲。

該燈具也提供劇院（戲劇）模式，此模式中風(fēng)扇以非常緩慢的速度運(yùn)行，必然結(jié)果是光輸出被降低。在光閘全開(kāi)和白光輸出的狀態(tài)下，筆者測(cè)得其靜態(tài)噪聲下降很多，離燈1 m僅為37 dBA（從48.5 dBA下降）。然而，其光輸出卻下降至全光輸出的45%。而色光的光輸出相應(yīng)的下降則較少。色光飽和度越高，其光輸出下降則越少。

10 復(fù)位/初始化

從冷啟動(dòng)或接受DMX 512重置指令起，完成整個(gè)初始化需時(shí)很長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)105 s。筆者不能確定為什么復(fù)位如此緩慢。復(fù)位運(yùn)作很好，其間燈具平滑地暗轉(zhuǎn)、重置，并在完成重置運(yùn)作之后，再一次漸亮之前光閘始終保持關(guān)閉狀態(tài)。

11 結(jié)構(gòu)

該燈具具備模塊結(jié)構(gòu)，在3個(gè)主模塊上設(shè)置有絕大部分主要部件，其中所有部件是直截了當(dāng)、一目了然的，且更換是簡(jiǎn)單的，只需卸下兩個(gè)緊固螺絲以及每一個(gè)模塊的電源數(shù)據(jù)連接器。

圖18展示兩個(gè)燈弓臂之一，主電源電線穿過(guò)紅色和綠色標(biāo)志的燈弓鎖以及垂直旋轉(zhuǎn)裝置。另一個(gè)燈弓臂與此類同，但是包含數(shù)據(jù)總線和水平旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

燈具沒(méi)有光源啟動(dòng)器或觸發(fā)器，置頂盒僅包含電源和主電子裝置。同樣，其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。

12 電子裝置與控制

該燈具采用熟悉的Robe彩色觸摸屏系統(tǒng)。它提供訪問(wèn)廣泛的設(shè)置選項(xiàng)以及服務(wù)功能，見(jiàn)圖19。它包括RDM、以太網(wǎng)協(xié)議、可選擇的使用LumenRadio CRMX系統(tǒng)的無(wú)線DMX、可獨(dú)立操作以及自檢測(cè)模式。配置有燈具未通電時(shí)給顯示屏供電的可更換的內(nèi)置電源和菜單，可便于設(shè)置操作。

在置頂盒另一側(cè)的連接器面板中則包含Neutrik powerCON TRUE1電源輸入連同標(biāo)準(zhǔn)5針和3針DMX連接器以及以太網(wǎng)端口，見(jiàn)圖20。

筆者測(cè)得燈具8 500 K白光全光輸出運(yùn)作時(shí)功耗為605 W和615 VA，電流為5.43 A，此時(shí)其功率因數(shù)為0.99。所有LED光源關(guān)閉時(shí)的靜態(tài)功耗是97 W和108 VA，電流為0.9 A，此時(shí)其功率因數(shù)為0.88。

以上就是Robe Robin DL7S的概貌。正如開(kāi)始時(shí)筆者所闡述的，該燈具真實(shí)地運(yùn)用7種色彩LED，能提供改善了的顯色性和色彩混合是其主要性能。您的燈光裝置中留有它的位置嗎？結(jié)論由您自己做出。

（編輯 張冠華）endprint