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(fā)光效率非常高。大多數商業(yè)照明制造商的研發(fā)部門都非常關注它們，所以，他們?yōu)楂@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(fā)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(fā)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(fā)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(tǒng)

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。快速路徑運算、雙色彩效果以及色輪連續(xù)不停的旋轉等常規(guī)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(fā)出的藍光，僅僅發(fā)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(yè)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(yè)發(fā)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(wěn)。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。總計有三個透鏡組：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(fā)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(wěn)，沒有跳步或步進現象。在機械上而言，這是一個剛性系統(tǒng)，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(tǒng)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(fā)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(tài)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(wěn)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(guī)技術和采用分布式控制系統(tǒng)，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。看看這樣的表面能維持多久，會是有趣的，因為筆者之前從未發(fā)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(tǒng)來操作，菜單系統(tǒng)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