解析Alpha Spot HPE 700圖案電腦燈

文/［美］邁克·伍德

編譯/ 施 端1 審校/姚涵春1

（1. 上海戲劇學(xué)院 舞臺美術(shù)系燈光設(shè)計(jì)與技術(shù)專業(yè)，上海 200040）

Alpha Spot HPE 700圖案電腦燈是Clay Paky公司Alpha Spot家族的新成員，作為功率為700 W的電腦燈，它體積非常小，結(jié)構(gòu)比較緊湊。測試工作從光源開始，循著光學(xué)鏈逐項(xiàng)進(jìn)行，以光輸出透鏡的測試為終點(diǎn)。雖然，筆者在以往的考察中總是避免受測燈具與其他燈具的比較，但該燈具與Clay Paky公司此前的Alpha Spot HPE 300有很大的關(guān)聯(lián)（Alpha Spot HPE 300的測評文章見本刊2008年第六期——編者注），筆者會(huì)將二者作一些比較，從中總結(jié)出Alpha Spot HPE 700在Alpha Spot HPE 300的基礎(chǔ)上進(jìn)行了哪些改進(jìn)。為敘述方便，在本文中，受測燈具簡稱為“HPE 700”，Alpha Spot HPE 300電腦燈簡稱為“HPE 300”。圖1為受測燈具外觀。

同以往的測試工作一樣，此次測試的燈具由廠家提供。Alpha Apot HPE 700裝配有多功能電源，并能在國際標(biāo)準(zhǔn)電壓100 V～240 V、50/60Hz下正常運(yùn)行。在本次測試工作中，電源電壓在常規(guī)的115 V，頻率為60 Hz，電流為7.8 A，功率為896 W，總輸入視在功率為902 VA，功率因素為0.99。

1 光源

圖2為受測燈具的光源Philips MSR Gold 700/2，該光源使用了迷你型速裝燈頭，在電腦燈中這種燈頭越來越普及，更換光源比以前容易得多。通過一個(gè)可移動(dòng)的蓋板就可獲得光源，如圖3所示。蓋板上有三顆用于調(diào)整光源位置、狀態(tài)的螺絲，如圖4所示。蓋板裝有安全鏈，保證燈具在吊掛使用時(shí)，也可以安全地卸下蓋板。這種速裝型結(jié)構(gòu)的好處在于不會(huì)因?yàn)楦鼡Q光源而改變燈座與反光碗和光學(xué)系統(tǒng)其余部分之間的相對位置關(guān)系。因此，不但更換光源更方便、更安全，而且不會(huì)因更換光源而弄亂其他部件。

光源安裝在橢球玻璃冷反光碗內(nèi)，反光碗被一塊劈成兩半的吸熱鏡所封閉。此前的HPE 300不需要吸熱鏡，但HPE 700光源的額外功率需要Clay Paky公司添加吸熱鏡。圖5為受測燈具的吸熱鏡。另外，與HPE 300不同的是，觸發(fā)器已從靠近光源的位置移到一個(gè)燈弓臂中去。吸熱鏡的添加有效地創(chuàng)造了一個(gè)封閉的燈室，而這些器件由一個(gè)專用的風(fēng)扇冷卻，如圖6所示。在測試過程中，燈體溫度良好。

2 調(diào)光

光學(xué)鏈的下一個(gè)器件是調(diào)光/CMY模塊，首先是一對調(diào)光旗形片，如圖7所示。沿襲以往的設(shè)計(jì)理念，旗形片采用一對帶鋸齒邊的旗形金屬板，在鋸齒邊緣上鑲嵌著一片霧化玻璃以柔化調(diào)光效果。圖8的一系列圖片展示了這對旗形片是如何運(yùn)行并重疊來有效地減少光的輸出。調(diào)光過程分成兩個(gè)階段，光輸出從100%～50%通過電子調(diào)光來完成，從50%到切光由機(jī)械調(diào)光完成。HPE 700提供“線性”和“傳統(tǒng)”兩條調(diào)光曲線。所用的名稱有點(diǎn)奇怪，因?yàn)檫@兩條曲線沒有一條是線性的或是傳統(tǒng)的。如圖9中所示，缺省的“線性”選項(xiàng)比真正的線性更接近平方定律曲線，并在整個(gè)范圍內(nèi)表現(xiàn)優(yōu)良。從橢球反光碗獲得的光的峰值分布來看，要設(shè)計(jì)出好的機(jī)械調(diào)光設(shè)備非常困難，特別是嘗試設(shè)計(jì)緊湊型的燈具，因?yàn)槊總€(gè)器件都非常靠近。從調(diào)光曲線來看，該燈具的調(diào)光設(shè)計(jì)在同類燈具中已經(jīng)很出色了。

通過一個(gè)控制通道，可以調(diào)節(jié)光源的實(shí)際功率。光輸出從100%降到54%之后，測得燈具的降功率為322 W。這方面它表現(xiàn)得相當(dāng)出色，在長時(shí)間的演出中，需要燈具處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，這是當(dāng)之無愧的“綠色”選項(xiàng)。

3 色彩混合

在光學(xué)鏈上，下一個(gè)器件是一組三片CMY旗形片，這組CMY旗形片與HPE 300電腦燈所采用的CMY旗形片看上去非常相似。經(jīng)蝕刻并涂覆二向色性膜層的濾色片像窗簾一樣線性移動(dòng)變化，單個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)三片減色片中的一片。該系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，色彩混合平滑、可控。但在白色屏幕上會(huì)看到少許圖案，這是由于靠近CMY旗形片鋸齒之間的光學(xué)干擾而形成的，在實(shí)際使用過程中應(yīng)該不會(huì)注意到。圖10顯示了一系列靠近通光孔處的CMY旗形片。

如人們期望的那樣，該燈的色彩飽和度相當(dāng)?shù)酶摺１?為色彩混合的相關(guān)參數(shù)測試結(jié)果。從測得的數(shù)據(jù)來看，藍(lán)色輸出較低，似乎這一色彩較淺，但實(shí)際上這是非常深的藍(lán)色，幾乎已進(jìn)入紫色色域。結(jié)合以往的測試情況，筆者認(rèn)為光度測量儀很有可能沒能真實(shí)反映出人眼的視覺感知。就實(shí)際的人眼視覺而言，筆者認(rèn)為該電腦燈的實(shí)際藍(lán)色輸出更接近5%。品紅看上去比測得的6.6要明亮得多，這一點(diǎn)也可以說明測試儀器與人眼判斷的差距。如果用戶相當(dāng)重視色彩屬性，筆者建議用戶在購買燈具時(shí)親自考察，有時(shí)，人眼的視覺感知比光度測量儀更能獲良好的判斷。

4 柔光鏡片

在柔光鏡片的設(shè)置方面， HPE 700不同于HPE 300。HPE 300的柔光鏡片在光學(xué)鏈的前部，位于色彩混合系統(tǒng)前面，是一片中央開孔并經(jīng)柔化處理的玻璃片。在HPE 700電腦燈中該過濾片位于色彩混合系統(tǒng)后面，是一片中央沒有開孔的實(shí)心過濾片。這樣做的目的是實(shí)現(xiàn)同樣的功能——使光斑的照度能夠均勻分布，投射出更美的圖案投影效果。但筆者認(rèn)為這并沒有使HPE 700在光斑的照度均勻分布方面做得比HPE 300更好。筆者猜想這種改動(dòng)是由HPE 700的緊湊型結(jié)構(gòu)引起的，在光學(xué)鏈上要找到一個(gè)好的位置來實(shí)現(xiàn)柔化功能相當(dāng)困難。盡管會(huì)有一些光的損失，然而光斑的均勻分布是相當(dāng)有用的。當(dāng)插入柔光鏡片后，光輸出降至原輸出量的85%左右，比HPE 300降得少。

5 固定色輪

圖11顯示了受測燈具的固定色輪，它看上去同HPE 300的固定色輪一樣，包含8個(gè)永久粘貼的色彩。除了提供減綠色和難以通過色彩混合系統(tǒng)混合得到的一些色彩之外，也提供色溫校正功能以獲得不同的色溫。表2為固定色輪的相關(guān)數(shù)據(jù)。

對于色輪上色彩的選擇和定位，研發(fā)人員是經(jīng)過深思熟慮的。除提供色溫校正功能之外也提供一些好的效果。測得未校正的HPE 700的色溫為6 800 K（比HPE 300低一些），使用CTO2500濾色片輸出光的色溫為2 650 K，使用CTO3200濾色片輸出光的色溫為3 550 K。兩者都比較實(shí)用，比起使用CMY混色系統(tǒng)通常能獲得更好的效果。色輪在光學(xué)鏈上的定位功能意味著可以獲得兩個(gè)色彩之間的半色效果。

運(yùn)行速度可以非常快是色輪突出的優(yōu)點(diǎn)之一，幾乎很難看到兩鄰近色之間的色彩變換。同時(shí)，它也可以極其緩慢地旋轉(zhuǎn)，慢到每隔幾秒都能察覺到明顯的“嘀噠”聲。色輪旋轉(zhuǎn)的慢速運(yùn)動(dòng)尤其引人注目，只是略有一些像差，但幾乎不會(huì)留意到（極其嚴(yán)格的使用者除外）。表3列出了色輪運(yùn)行速度的數(shù)據(jù)。

圖11 色輪與旗形頻閃片

表2 固定色輪不同色彩的透射率

表3 色輪運(yùn)行速度

圖12 光闌與旋轉(zhuǎn)圖案輪

圖13 圖案輪上的圖案樣片

表4 圖案片的旋轉(zhuǎn)速度

6 頻閃光閘

旗形頻閃器在設(shè)計(jì)與表現(xiàn)方面都與HPE 300相一致，運(yùn)行情況良好，測得頻閃頻率范圍為1 Hz ～ 12 Hz。值得注意的是，它在運(yùn)行時(shí)幾乎是寧靜的。

7 光闌

如圖12所示，光闌是圖案輪模塊的一個(gè)組成部分，安裝在與旋轉(zhuǎn)圖案輪非常靠近的位置。光闌的運(yùn)行非常平滑，從光闌全開到孔徑最小最快只需0.2 s。當(dāng)光闌完全閉合時(shí)，光束角減小至全光束角的15.4%；當(dāng)變焦調(diào)整為最小光束角時(shí)，此時(shí)的最小光闌光束角是2.3°；當(dāng)變焦調(diào)整為最大光束角時(shí)，此時(shí)的最小光闌光束角是5.2°。

(1)黃鐵礦化：是區(qū)內(nèi)廣泛分布的蝕變，早期階段生成的黃鐵礦大都為不規(guī)則狀和立方體狀，部分具裂紋構(gòu)造，導(dǎo)致金初始礦化；成礦階段生成的黃鐵礦為菱形十二面體、八面體聚晶和五角十二面體，粒度一般為0.1～0.5mm，呈浸染狀產(chǎn)于蝕變巖中，與金礦化關(guān)系密切。

8 圖案

該燈具有兩個(gè)圖案輪，一個(gè)可安裝7個(gè)可更換的轉(zhuǎn)位/自轉(zhuǎn)圖案輪，其后是一個(gè)可更換8個(gè)的固定圖案輪。圖13顯示從圖案輪上卸下的兩片圖案樣片。圖案片的更換簡捷容易，旋轉(zhuǎn)圖案片采用按扣式卡盤。目前，這種機(jī)構(gòu)在電腦燈的設(shè)計(jì)中漸漸得到普及。

Clay Paky公司在HPE 300的基礎(chǔ)上，對旋轉(zhuǎn)圖案片的精確度方面做出了重大改進(jìn)。HPE 700在旋轉(zhuǎn)圖案輪的定位和轉(zhuǎn)位精確度方面得到大大改善，沒有出現(xiàn)早期電腦燈存在的跳躍和顫抖現(xiàn)象。從圖12可看到一個(gè)可控的緩沖設(shè)備，它控制旋轉(zhuǎn)的滯后和超前——特別是在圖案輪改變方向時(shí)，測試結(jié)果顯示僅有0.04°的偏差，相當(dāng)于投射距離為20英尺時(shí)，偏差約為0.2英寸。值得注意的是，該旋轉(zhuǎn)圖案輪不提供快速的路徑運(yùn)行，總是避免在變換圖案輪時(shí)空開。

固定圖案輪上鄰近圖案的變換時(shí)間少于0.2 s，相當(dāng)不錯(cuò)。該圖案輪自轉(zhuǎn)速度變化范圍可從0.6 s /轉(zhuǎn)（100轉(zhuǎn)/分）到12 s /轉(zhuǎn)（5轉(zhuǎn)/分）。兩個(gè)圖案輪足夠靠近，使用戶可以在它們之間獲得一些變形效果。表4列出了圖案片的旋轉(zhuǎn)速度。受測燈具的的聚焦效果良好，只存在少量的球差。

9 透鏡與光輸出

HPE 700設(shè)置了三組變焦系統(tǒng)，兩組是可移動(dòng)的透鏡組，產(chǎn)生調(diào)焦和變焦效果，霧鏡和棱鏡安裝在這兩組透鏡組之間，第三組是固定不動(dòng)的光輸出透鏡組。如前面所提到的，光輸出的質(zhì)量非常優(yōu)良，幾乎沒有色差，只存在少量的球差（這是由于中心和邊緣的焦距有細(xì)微差別而引起的）。從一端到另一端的變焦時(shí)間為1.3 s、調(diào)焦時(shí)間為1 s，變焦和調(diào)焦速度都比HPE 300快。

測得光斑角為15°（窄角端）時(shí)，光輸出為11 483 lm；當(dāng)光斑角變?yōu)?4°時(shí)，光輸出為11 308 lm。光輸出不到HPE 300電腦燈的兩倍。考慮到燈體如此緊湊，這樣的光輸出是完全可以接受的。這顯示了經(jīng)過多年使用透鏡型聚光光學(xué)系統(tǒng)之后，Clay Paky公司已逐漸掌握橢球型光學(xué)系統(tǒng)。

通常的光輸出曲線如圖14、圖15所示。圖16顯示了插入柔光鏡片后光斑均勻分布的效果，同時(shí)光輸出減少到9 753 lm，光輸出略有損失。（注意：所有測試都基于已工作了大約70小時(shí)的光源。）

10 棱鏡與霧化效果

棱鏡和霧鏡機(jī)構(gòu)安裝在兩組可移動(dòng)的變焦和調(diào)焦透鏡組之間，如圖17所示。這需要極好地定位電機(jī)以保證它們運(yùn)行時(shí)不碰到這兩組透鏡。當(dāng)然，這一切都由燈具自動(dòng)完成，無需用戶干涉，它們不可能碰撞在一起。棱鏡和霧鏡共享同一光學(xué)位置，因此，它們不能同時(shí)使用。測得棱鏡插入的最慢時(shí)間是0.8 s，而霧鏡非常快，只需0.2 s。與HPE 300相比，該燈在這方面做了許多改進(jìn)工作，看起來Clay Paky公司已經(jīng)能夠調(diào)節(jié)光學(xué)鏈，以避免旗形片和透鏡之間潛在的干擾，當(dāng)然，這也意味著透鏡的運(yùn)動(dòng)范圍降到了最低限度。

如果只選用棱鏡機(jī)構(gòu)——一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的五棱鏡，旋轉(zhuǎn)速度變化范圍可從70轉(zhuǎn)/分到非常低的1轉(zhuǎn)/小時(shí)。

霧鏡機(jī)構(gòu)是一個(gè)開/關(guān)選項(xiàng)（沒有中間過渡狀態(tài)），它是一塊厚的濾光鏡。筆者認(rèn)為，它的功能是柔化（wash）而非霧化（frost）。這是一個(gè)非常有用的效果，筆者只是認(rèn)為“霧化” 這個(gè)術(shù)語不夠準(zhǔn)確。圖18為霧鏡濾色片。

11 水平與垂直旋轉(zhuǎn)

該燈的水平和垂直旋轉(zhuǎn)范圍分別是540°和250°。全程540°水平旋轉(zhuǎn)需3.6 s，180°水平旋轉(zhuǎn)需1.8 s；全程250°垂直旋轉(zhuǎn)需2.1 s，180°旋轉(zhuǎn)則需1.8 s。兩根軸都有編碼器，當(dāng)燈具碰撞到障礙物時(shí)能重新定位。

水平和垂直兩個(gè)方向上的定位精度是0.17°，即在20英尺投射距離上，偏差約為0.7英寸。運(yùn)動(dòng)時(shí)的平滑度、來回自由的運(yùn)動(dòng)以及優(yōu)良的降速和停止性能令人滿意。

12 噪聲

Clay Paky公司的確在HPE 300的基礎(chǔ)上改善了HPE 700水平旋轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲問題。靜止時(shí)來自風(fēng)扇的地面噪聲稍稍高于44.6 dBA（離燈1 m處，但這是不可避免的，因?yàn)?00 W的電腦燈比同樣體積的300 W電腦燈需要更多風(fēng)扇散熱）。表5是受測燈具噪聲水平的相關(guān)數(shù)據(jù)。

13 復(fù)位/初始化時(shí)間

燈具接通電源時(shí)，全程初始化的時(shí)間為51 s；在運(yùn)行狀態(tài)下，復(fù)位時(shí)間為42 s。

14 電子設(shè)備與控制

Clay Paky公司繼續(xù)這種分離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——把所有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備安裝在燈弓臂內(nèi)，把光源和電機(jī)電源放在機(jī)頂盒中。圖19為主電機(jī)控制部件。兩個(gè)燈弓臂有足夠的空間容納主電機(jī)控制電子設(shè)備、其他光源觸發(fā)器和垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。圖20顯示了光源觸發(fā)器與垂直臂的位置關(guān)系。這樣很容易進(jìn)入維修并把通過水平軸的電線數(shù)量降到了最低限度。（注意：從長期耐用角度來看，把通過水平軸的電線數(shù)量降到最低限度是一個(gè)不錯(cuò)的想法。因?yàn)樗倪\(yùn)動(dòng)范圍最大可達(dá)到540°，可能存在由于纏繞而損壞電線的風(fēng)險(xiǎn)。）

圖21顯示了不同于早期電腦燈的一套全新的菜單和控制系統(tǒng)。顯示屏更換成多線圖形帶有背光的液晶顯示屏，旁邊有一組模塑的控制按鈕。總體效果比以前更實(shí)用，看起來更優(yōu)雅。菜單系統(tǒng)提供所有常用的功能并繼續(xù)提供內(nèi)部電池電源功能（當(dāng)燈具切斷電源時(shí)，允許用戶設(shè)置地址碼和其他參數(shù)）。Alpha Spot HPE 700為DMX512提供3芯和5芯XLR兩種接口，為主電源提供Powercon接口。

15 結(jié)構(gòu)和維護(hù)保養(yǎng)

圖22顯示了燈頭內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的全貌。結(jié)構(gòu)基于周圍一系列的模塊，所有模塊都可以從主機(jī)架上卸下維修。更換圖案片沒有必要卸下模塊，當(dāng)然，假如用戶有許多圖案片要更換的話，這樣做可以更加便捷。過程是：拔掉電源，擰松幾顆螺絲，卸下模塊并小心地取出模塊。圖案模塊相對復(fù)雜，因?yàn)橛脩粜枰苿?dòng)透鏡組，但操作起來仍然是簡捷容易的。

Alpha Spot HPE 700明顯脫胎于Alpha Spot HPE 300，但它同時(shí)在HPE 300電腦燈的基礎(chǔ)上做了許多細(xì)微的改進(jìn)。把700 W電腦燈濃縮成300 W電腦燈相同的體積，這本身就是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因而，難免會(huì)存在一些妥協(xié)。那么，Clay Paky公司是否研發(fā)了令人滿意的電腦燈，還請廣大用戶在具體應(yīng)用中給出更多的評價(jià)與建議。

（本文根據(jù)《Lighting&Sound international》2009年10月刊《Clay Paky's Alpha Spot HPE 700 》一文編譯。）