考察一款LED電腦燈
——Chauvet Professional Gogue R2 Spot

文/[美]邁克·伍德 編譯/姚涵春（.上海戲劇學院，上海 200040）

考察一款LED電腦燈
——Chauvet Professional Gogue R2 Spot

文/[美]邁克·伍德 編譯/姚涵春1
（1.上海戲劇學院，上海 200040）

測試一款LED電腦燈，解析其構成、功能和性能及其特點。

白光LED（陣列）；測評；電腦燈；濾色片

本次考察的產品是來自Chauvet Professional公司的產品——Gogue R2 Spot（以下簡稱該燈具）。已經制造這類產品的許多公司，都采用全白光LED光源和二向色性濾光片的組合技術以獲得色彩及其變化。依筆者所見，對這種方法贊同的和反對的都有。其有利的方面是，白光LED的發光效率非常高。大多數商業照明制造商的研發部門都非常關注它們，所以，他們為獲得燈具高功效而主導了這種組合技術。另外，他們也傾向于擁有比RGB光源更好的顯色性，而不必擔心所有色光匯聚在單個光束中時其混合光色的均質性。然而其不利的方面是，正如采用白光光源的任何燈具一樣，利用濾色片產生色光時，將不可避免地損失光通量及燈具發光效能，尤其當色輪轉到高飽和度的燈光濾色片時，其光能損失更大。

該燈具在測試臺上表現得如何？與以往考察一樣，筆者設法檢驗和測量筆者所能做的每一項內容，從功率輸入到光輸出，并報告原始數據，擁有這些信息將有助于用戶做出自己的決定。文中提供的結果是基于對燈具的檢測，檢測時燈具在115 V 60 Hz標稱電源下運行，被檢測燈具是Chauvet Professional公司提供給筆者的唯一一臺Gogue R2 Spot燈具，見圖1。

1 光源

如前所述，該燈具采用白光LED光源。該燈具配置的光源由49個熒光粉型白光發射器COB（chip-on-board，板載芯片）陣列組成。筆者沒有拆卸燈具以察看這些發射器，但是可以在調暗的低亮度下透過燈具的透鏡獲得良好的觀察。在圖2中，能夠清晰地看見各個晶片以及將它們連接在一起的細小的連接線。在同一張照片中，也可以看見藍色LED和黃色熒光粉的組合。制造商標識這個陣列的額定功耗為240 W。當然，所有LED功率的評估值都是標稱值。實際運行時LED光源的功率有多大，取決于用戶將LED光源冷卻得怎樣，取決于如何將其熱量排出，以使其保持在額定的工作溫度范圍內運行。LED陣列被直接安裝在大型的鋁質散熱器上，該散熱器嵌入熱管以便將熱量擴散到更大的表面積。圖3顯示散熱器的邊緣和6個被嵌入、經過LED陣列下方的熱管。而散熱器由兩臺速度可控的軸流風扇來冷卻。

2 調光與頻閃

因為這是一臺LED燈具，所有調光和頻閃都是以電子控制方式來完成。制造商以16 bit調光來運行LED光源，并配以2.2 kHz PWM頻率，因而產生了極佳的平滑調光控制。圖4顯示其調光曲線，它非常接近于線性調光曲線。線性調光并非是筆者最喜愛的，但是要知道自己的需要，控制是足夠的平滑，以便用戶能添加任何一種想要的控制臺已配置的調光曲線。正如大家對LED光源所期望的，其頻閃功能是清脆而明晰的，測得其可控速率范圍是0.8 Hz～22 Hz。

在LED光源之后，燈具光學鏈的第一個部件是一個透鏡組。推測它用來校準光輸出，并將光導向通過光學鏈的其余部分。在稍后的檢測中將返回介紹它及其光學性能。

表1 色輪1

表2 色輪2

表3 色輪速度

3 顏色系統

如前所述，該燈具是一臺使用二向色性濾色片獲得色彩的白光LED燈具。它配置有兩個色輪，每個色輪安裝有7個不可替換的、楔形二向色性濾色片，外加一個開孔。兩個色輪在運作上是完全相同的，盡管它們的色彩選擇不同?？焖俾窂竭\算、雙色彩效果以及色輪連續不停的旋轉等常規功能在兩個色輪上都能得以實現（對于運用色輪的混合解決方案，雙色彩或許是另一個加分點）。

圖5是其中一個色輪的視圖，圖中顯示粘合著的梯形濾色片和很窄的輪輻。圖6顯示使用中的一則雙色彩的例子。兩個色輪也可以組合使用以提供混合色彩及效果。

筆者測得其未曾濾色的白光的色溫是8 197 K，CRI（一般顯色指數）為72，CQS（色質指數）為69；在使用3 200 K CTO色溫濾色片時，測得其色溫是3 912 K，使用5 600 K CTO色溫片時，其色溫是4 566 K。

在上述色輪1的列表中，讀者可能注意到黃濾色片顯現出難以置信的高透射率，高達98%。為什么它有如此高效的透射率？它看上去像是非常飽和的黃色，那么，其光輸出為什么沒有減少得更多呢？這是運用了產生白光的組合技術的結果——藍色LED和黃色熒光粉的組合——而且也顯露出運用照度計測量所依據的現行標準之不足。圖7顯示其白光LED的光譜（沒有附加濾色片），而圖8則顯示附加黃濾色片時的光譜。可見，圖8的光譜顯得漂亮得多，兩個光譜之間的唯一差異（忽略它們尺度的改變）是黃濾色片濾掉了LED光源發出的藍光，僅僅發送出來自黃色熒光粉的輻射光。筆者在之前文章中曾說過，照度計應用的現行CIE標準在確認藍光總量時是有欠缺的。實際上，它根本沒有真實地反映那個藍光波段的光量。因此，當黃色濾色片被移除時，照度計并沒有注意到這種變化，其照度值沒多大改變。事實上，人眼能極好地感知藍光；如果不具備這種視覺功能，那么光絕不會看上去是白色的，藍光貢獻出遠大于所測得的2%光輸出。這絕不是該燈具的缺點，它涉及到行業中已經制定的光輸出測量標準的問題。

表4 旋轉圖案速度

表5 固定圖案輪速度

4 圖案輪

該燈具配置有兩個圖案輪，一個固定圖案輪和一個旋轉圖案輪。旋轉圖案輪配置有7個可替換的金屬圖案片和一個開孔。追隨當前行業發展的趨勢，圖案片被安裝在卡盤內，卡盤能容易地卡進圖案輪上的卡槽或從卡槽中取出。圖9顯示其中一個安裝在卡盤中的圖案片圖形，而圖10顯示操作窗口的面板（上—關閉的面板，下—移除了面板），在燈具外就能快速將其打開，可以容易地更換圖案片，而不必完全卸下燈具頂蓋。

旋轉圖案輪的定位和旋轉在某些點位有點慢以及不夠穩。筆者測得其定位精度或滯后為0.28°，這相當于在20英尺射距上偏差1.2英寸（或在10 m射距上偏差55 mm）。兩個圖案輪運用快速路徑算法以使變化時間最小化。

圖11顯示旋轉圖案輪可達到的典型的聚焦質量，只顯現最小的邊緣—中心聚焦差異（球差）和彩色邊紋（色像差）。固定圖案輪與旋轉圖案輪非常類似，雖然它顯現出稍大一點的球差。圖12顯示聚焦點從一個圖案輪移向另一個圖案輪時的聚焦或變形效果。

5 光圈

燈具最后一個可聚焦成像的部件是光圈。完全閉合光圈可將孔徑尺寸減小至其最大尺寸的13%，此時其對應的光斑角是2°。筆者測得其打開或閉合的時間是0.4 s。

6 棱鏡與霧化鏡

緊接光圈之后的部件是可移動的聚焦透鏡組，透鏡組之后則跟隨著棱鏡和旗形霧化鏡。玻璃質三棱鏡可以在0.5 s內被插入或移出光束。一經插入定位，它能被驅動旋轉，其速度范圍是0.33 r/min（約180 s/r）至3.8 r/min。影像分離如圖13所示，同時也顯示影像通過棱鏡后其聚焦質量仍保持得相當好，只產生了少量的色差（這是常見的現象；筆者不知道有哪家制造商采用消色差棱鏡以改善效果）。

實際上，旗形霧化鏡比霧化濾光片更像一片漫射型霧化玻璃，因此它提供整體的泛光效果，而不是柔和圖案影像的邊緣。這是一個要么全有或要么全無的霧化鏡，不存在中間定位的選擇。霧化鏡插入或移出也需時0.5 s。

7 透鏡與光輸出

光學鏈的最后一個部件是大的光輸出透鏡組?？傆嬘腥齻€透鏡組：緊接著LED陣列之后的是準直透鏡組，光圈之后的是可移動的聚焦透鏡組（全程移動時間是0.6 s）以及光輸出透鏡組。筆者測得該燈具在光斑角為16°時的光輸出是8 279 lm。測得其功耗為292 W，測算其發光效能略低于30 lm/W。燈具光輸出特性曲線非常平坦，非常適合于圖案投影，但是如果想混合相鄰兩個光束，那么其效果就不會很好。這或許指明了該燈具預期是用作效果燈具。圖14顯示燈具非常平坦的光輸出曲線。

8 水平與垂直旋轉

筆者測得該燈具的水平和垂直旋轉范圍分別為540°和230°。完成水平全程540°旋轉需時2.7 s，而完成更典型的180°旋轉則需時1.2 s。垂直全程230°旋轉需時1.5 s，而典型的180°旋轉則需時1.3 s。水平和垂直兩個方向的運轉都非常平穩，沒有跳步或步進現象。在機械上而言，這是一個剛性系統，所以其運轉是快速的，滯后是較低的。筆者測得水平和垂直兩個方向上的滯后很低，僅為0.05°，這相當于在20英尺射距上偏差0.2英寸（或在10 m射距上偏差8 mm）。剛性系統的缺憾是；當搖頭停止運轉時，會出現明顯的彈跳現象。兩個方向的運轉軸線上都配置有光學編碼器，以便燈具被碰擊時重置定位。

9 噪聲

顯然，冷卻風扇是最喧鬧的噪聲源。伴隨有在垂直方向上以某些速度運轉時會發出一些共鳴聲，因而很大程度上提高了本底噪聲。

表6 聲級

10 電參數與復位/初始化時間

該燈具在115 V 60 Hz標稱電源下運行，當所有LED光源滿功率運作時，筆者測得電流為2.42 A，燈具功耗為282 W，而功率因數為0.96。關閉LED光源時，測得燈具靜態功耗為48 W，電流為0.43 A，而功率因數為0.92。

從冷啟動或DMX512復位指令起燈具初始化全程運行需時約25 s。其復位運行部分表現良好，而部分則表現糟糕，其間燈具平穩地逐漸淡出，然后重新定位，但是燈具在完成最終定位之前又逐漸淡入。

11 結構與電子設備

該燈具跟隨當下常規技術和采用分布式控制系統，將其主馬達控制板安裝在搖頭中，而將電源安裝在底座內。圖15顯示燈具的兩個燈弓臂，臂內安裝有水平和垂直旋轉馬達，而圖16顯示主馬達控制電路板。實際上燈具結構并不是模塊化的結構，但是看上去它十分簡潔以致不需拆卸。有趣的是，制造商給模塑組件選擇實施“感覺柔軟”的表面處理，獲得了非常好的啞光效果，沒有反射光澤?？纯催@樣的表面能維持多久，會是有趣的，因為筆者之前從未發現那樣的表面材料是非常耐用的。如果的確如此，那么這是一種明智的選擇。水平和垂直旋轉軸都安裝有鎖定裝置以確保運輸安全。

該燈具配置有5針XLR連接器和3針數據連接器以及powerCon輸入和輸出以適用燈具菊花鏈的配接。圖17和圖18顯示其連接面板及顯示屏。本機控制是借助彩色LCD屏幕和菜單系統來操作，菜單系統包含有通常的設置、自檢以及維修功能。

以上所述幾乎就是該燈具的全部，這種聚光型燈具將功效與LED光源的控制結合起來，并配置有二向色性濾色片的飽和色彩。如前所述，對這種結合既有贊同者又有反對者。用戶可根據自己的具體情況來考慮，筆者依舊只是試圖提供原始事實和數據，以有助于用戶做出自己的決定。

（本文編譯自美國《Lighting & Sound America》雜志2014年11月刊《Chauvet Professional Gogue R2 Spot》一文，http://www. lightingandsoundamerica.com/LSA.html）

（編輯 張冠華）

Chauvet Professional Gogue R2 Spot

Original / [USA]Mike Wood Translate / YAO Han-chun1
(1. Shanghai Theatre Academy China, Shanghai 200040, China）

A LED moving light was tested, and its composition, function, performance and characteristics were anylized in this paper.

white LED (array); evaluation; moving light; color filter

10.3969/j.issn.1674-8239.2016.02.001