LED燈具創新設計中仿生設計的應用

陳友蓮　黃日龍　董俊華

摘 要：近年來，LED技術的發展給燈具設計領域帶來了巨大的變化。本文主要分析了LED技術的原理、優點及其應用，并論述了LED燈具創新設計中仿生設計方法的應用。仿生思維是設計師在設計過程中的原創性設計意識，它能擴展設計師的思維，從更多層次深入思考問題，并幫助設計師充分發揮想象力，對燈具設計的產品開發研究有積極作用，它將會為LED燈具創新設計的發展帶來生機與活力。

關鍵詞：LED燈具；仿生設計；燈具創新設計

1 LED技術光源概述

1.1 LED技術原理

LED即發光二極管，它是利用半導體PN結構把電能轉化成光能的一種固體發光器件。當把正向電壓加在發光二極管上時，在PN結附近數微米內，從P區注入N區的空穴和由N區注入P區的電子分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。電子和空穴所處的能量狀態跟半導體材料有關，而電子和空穴復合時釋放出的能量的多少影響光的波長，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管，在此基礎上，可以利用三基色原理，添加熒光粉，發出紅、黃、藍、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，無論在結構上還是在發光原理上，都與傳統的白熾燈有著本質的不同。

1.2 LED光源在照明中的應用及優點

隨著LED技術的迅速發展以及技術水平的提高，LED光源在各領域得到廣泛應用，其中包括在LCD背光照明、交通燈市場、景觀照明市場、汽車、普通照明中的應用。除此之外，在軍用照明燈和醫用手術燈等特殊領域中也有LED的應用。而LED的優勢在很多方面也都逐漸展現出來，使燈具創新設計越來越豐富，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，發熱量高，光色固定，光束分散，這些都影響到燈具尺寸、結構、安裝和照明變化等使用條件。而LED則有體積小質量輕、高節能、電壓低、色彩豐富、安全性能好、使用壽命長、環保、無紅外輻射等優點，更合適照明使用，而且LED的特性都為燈具的創新設計提供了必要的條件，也增加了燈具的多元化和情趣化設計等等。我們會發現LED技術的發展，在照明領域中必然成為不可替代的新型光源，將會給燈具創新設計帶來新的變革。

2 LED燈具創新設計中仿生設計的應用

隨著人們生活水平的提高，對燈具的要求也越來越高。所以設計師在進行LED燈的創新設計過程中，不再是完成基本的照明功能需求，而應考慮LDE燈具創新設計中的藝術性，使其達到營造氛圍，美化環境。近年來，隨著仿生設計的發展與應用，其形式和種類也越來越趨向多元化，為現代LED燈具創新設計提供了更廣闊的創作空間。

仿生設計是以自然界事物的“形態”、“色彩”、“肌理”、“結構”、“功能”等作為研究對象，并結合仿生學的研究成果，在設計過程中有選擇地應用這些特征原理，為創新設計提供新的方法和創意。仿生的內容主要有：形態仿生、色彩仿生、肌理仿生、功能仿生、結構仿生等。LED燈具創新設計中仿生設計方法主要有具象仿生設計和抽象仿生設計兩種。

2.1 具象仿生設計

具象仿生設計是借用事物的整體或局部形態，通過模仿、細化、組合等方式應用于LED燈具創新設計中，使燈具設計呈現出栩栩如生的形象特征。這種具象仿生設計方法可以使人產生心理、生理效應和情感呼應，最終實現LED燈具設計的功能和意義。如圖1的LED水母吊燈設計，這款來自美國設計師Roxy Towry-Russell的仿生設計燈具，該設計將發光水母逼真地呈現出來，在海水中飄逸的水母，掛在家中作一盞吊燈也不會覺得別扭，幾條柔弱的觸手，如同細長的光帶，隨著身體不停彎曲擺動，在寂靜的黑夜，室內開著這樣一盞吊燈，白色柔和的燈光，營造出一種空靈唯美的意境。該水母吊燈的燈源使用的是LED，節能環保。

2.2 抽象仿生設計

相對于具象仿生設計，在現代LED燈具創新設計中抽象仿生設計方法的使用范圍更為廣泛，無論是造型的靈活性還是形式的多元化都有著更廣闊的發展前景。抽象仿生設計方法在取材上仍然以自然界的各種事物為仿生對象，對其特征進行抽象、提煉、簡化，并應用聯想、移植、組合等方式進行抽象化處理，然后應用于LED燈具的創新設計中。抽象仿生是對事物的高度的簡化與概括，形態上具有豐富的聯想性和想象性。如圖2的盆栽植物時尚LED燈設計，這款LDE燈具作品將植物盆景抽象化，提煉出簡單的形態，以矗立和倒下的形式表示著開與關，并將普通的抽象仿生設計升華到生命與死亡的哲學高度。這樣的產品不但滿足了基礎的照明需求，同時還具備了情感性、哲學性等特點。

圖1 LED水母吊燈

圖2 盆栽植物時尚LED燈

3 總結

LED燈具創新設計當中，仿生設計理念起著非常重要的作用。通過以自然界物體的事物作為仿生對象，來對LED燈具進行創新設計，從而設計出新的產品形態、結構、功能的產品，給人耳目一新的感覺。自然界物體的形態千姿百態，人造物多種多樣，這就給人們設計創新提供了無窮無盡的源泉。仿生設計已經在設計中為廣大設計師所熟知，在今后的LED燈具創新設計中，我們應更加努力地去掌握和熟練應用仿物設計的方法，設計出更為新穎和有趣的LED燈具產品。

參考文獻：

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