淺談仿生設(shè)計在LED燈具設(shè)計中的應用

江坤

摘 要：近年來，LED技術(shù)的發(fā)展給燈具設(shè)計領(lǐng)域帶來了巨大的變化。LED具有體積小、亮度高、耗電量低、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，給設(shè)計師帶來了無限的創(chuàng)作空間。主要分析了LED技術(shù)的原理及其發(fā)展，并論述了仿生設(shè)計在LED燈具創(chuàng)新設(shè)計中的應用。

關(guān)鍵詞：LED燈具；仿生設(shè)計；集成化技術(shù)；半導體

中圖分類號：TM923.34 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.078

1 LED技術(shù)原理及其發(fā)展

1.1 LED技術(shù)原理

LED照明，即發(fā)光二極管照明，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(fā)生復合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍、綠色的光。在此基礎(chǔ)上，可以利用三基色原理，添加熒光粉，可以發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色等顏色的光。

1.2 LED技術(shù)的發(fā)展

LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是燈具未來發(fā)展的趨勢，21世紀是以LED為代表的新型照明光源時代。LED燈具與白熾燈比較，其最大的發(fā)展動力就是節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。

隨著電子化技術(shù)的迅速發(fā)展，集成化技術(shù)正在與現(xiàn)代燈具的發(fā)展逐步接軌，各種集成化裝置和計算機控制系統(tǒng)對燈具和照明系統(tǒng)的應用取得了明顯的進步。

2 LED技術(shù)的優(yōu)點

LED技術(shù)的優(yōu)點主要有：①高節(jié)能。超低功耗（單管0.03～0.06 W）LED的廣泛應用有效節(jié)約了龐大的電能，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能。②壽命長。LED是固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達60 000～100 000 h，比傳統(tǒng)光源的壽命長10倍以上。③色彩豐富。LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16 777 216種顏色，形成不同光色的組合，實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。④環(huán)保。光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，而且廢棄物可回收，沒有污染，不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。⑤高新技術(shù)。LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，是數(shù)字信息化產(chǎn)品，也是半導體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。

3 仿生設(shè)計在LED燈具設(shè)計中的應用

自然界蘊藏著極其豐富的有機生命形態(tài)，不僅形式優(yōu)美，而且結(jié)構(gòu)精妙合理，產(chǎn)品設(shè)計中的許多創(chuàng)意都來源于自然界。

燈具設(shè)計中的仿生設(shè)計主要表現(xiàn)為形態(tài)的仿生。形態(tài)仿生設(shè)計學研究的是生物體和自然界物質(zhì)存在的外部形態(tài)及其象征寓意，以及如何通過相應的藝術(shù)處理手法將之應用于設(shè)計之中。

仿生設(shè)計從形態(tài)上可以細分為具象仿生設(shè)計和抽象仿生設(shè)計。

3.1 具象仿生設(shè)計

具象仿生設(shè)計是對生物體的整體形態(tài)或局部特征運用模仿、提升、細化、組合等方式進行設(shè)計，并應用于燈具形態(tài)中。這種具象仿生設(shè)計方法可以使人產(chǎn)生心理、生理效應和情感呼應，最終實現(xiàn)LED燈具設(shè)計的功能和意義。

如圖1的發(fā)光水母LED燈具設(shè)計。該作品將發(fā)光水母逼真地呈現(xiàn)出來，上身通過白色的光源表現(xiàn)出朦朧的視覺感受，觸角通過淡藍色的層疊漸變，形象生動地展現(xiàn)了發(fā)光水母的形態(tài)特征。仿佛它的觸角就在不停地飄動，栩栩如生，讓用戶在日常生活中也能感受到發(fā)光水母的美麗與優(yōu)雅。

圖2為發(fā)光蘑菇LED燈具設(shè)計。這個作品將具象仿生設(shè)計發(fā)揮到了極致，腐朽逼真的木頭作為燈的底座，惟妙惟肖的蘑菇莖和蘑菇頭有疏有密地生長在腐朽的木頭上，一個個地發(fā)著光，仿佛散發(fā)著旺盛的生命力。

3.2 抽象仿生設(shè)計

抽象仿生設(shè)計是對生物體的整體形態(tài)或局部特征進行抽象、提煉、簡化，并應用聯(lián)想、移情、組合等方式進行抽象化處理，然后應用于燈具形態(tài)中。這種抽象仿生設(shè)計方法可以使人產(chǎn)生心理、生理效應和情感呼應，最終實現(xiàn)LED燈具設(shè)計的功能和意義。

抽象仿生形態(tài)具有高度的簡化性和概括性，形態(tài)豐富的聯(lián)想性和想象性。

如圖3的植物盆景LED燈具設(shè)計。這款LDE燈具作品將植物盆景抽象化，提煉出簡單的形態(tài)，以矗立和倒下的形式表示著開與關(guān)，并將普通的抽象仿生設(shè)計升華到生與光輝、死與黑暗的哲學高度。這樣的產(chǎn)品不但滿足了基礎(chǔ)的照明需求，同時還具備了情感性、哲學性等特點。

如圖4的仿天鵝LED燈具設(shè)計，設(shè)計師通過簡約的弧形線條對天鵝的形態(tài)進行提煉和抽象化，并將天鵝活動時不同的狀態(tài)融入設(shè)計元素中。產(chǎn)品外觀具備了簡約、時尚的特征，并在使用狀態(tài)上更具靈活性、生動性、趣味性，讓用戶產(chǎn)生情感上和心理上的感觸。

4 結(jié)束語

將LED技術(shù)運用到燈具創(chuàng)新設(shè)計當中， 仿生設(shè)計理念起著非常重要的作用。仿生設(shè)計不但可以讓燈具產(chǎn)品滿足基本的功能需求，還能提升燈具的欣賞價值、體驗價值、情感價值，甚至是哲學上的意義。擴大到其他產(chǎn)品，仿生設(shè)計在其他產(chǎn)品設(shè)計中同樣扮演著重要的角色。正確地運用仿生設(shè)計理念進行產(chǎn)品設(shè)計，是一個能產(chǎn)生源源不斷創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計方法。

除此之外，燈具設(shè)計也要全面對燈具照明系統(tǒng)進行分析，另外，還要對燈具結(jié)構(gòu)、燈具熱平衡等進行深入研究。在倡導可持續(xù)發(fā)展理念的今天，設(shè)計師更要利用并推廣綠色、環(huán)保、節(jié)能的新型能源，設(shè)計出更好的燈具作品。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕