客户需求与摄影师的配合

很多时候，客户并不具备技术知识。不变的是，他们都希望能呈现自己产品最好的一面，美化其特性，在最好的光照下呈现绝佳的状态。因此，摄影师为拍摄完美的图像，需要不断尝试各种技术和稳定的照明，以便作品能脱颖而出。另一个关键因素是对各元素的综合平衡：照明不应被过分夸大，拍摄对象应该处于合适的光照角度，以呈现出立体感。而这往往是平面媒体的缺陷，例如杂志、产品手册或书籍。

照明与颜色的关系

关于照明与颜色的关系，Renato Marcialis 认为不应完全依赖说明手册来操作。首先，这是个人喜好的问题，不过涉及到食物的拍摄，多用一点黄色或红色通常会更好。切记不可使用绿色或蓝色，这是无论如何都要避免的！此外，在色温方面，要避免使用6500K，因为它使图像看起来过于蓝，显得冰冷，除非在极罕见的情况下，拍摄主题有意要这样做。

信息传播：过去和现在

信息传播市场在过去二十年里发生了巨大变化：科技日新月异，工业创新迅猛发展，制造设备更新频繁，而产品的品质却没有随之快速提高。社交网络的伟大之处在于，它让处于世界两端的人能即时对话，但不遗憾的是，人们因此而忘记了面对面的交流。当今生活节奏飞快，恨不得一切工作都在昨天就做好，资讯过度简化，于是效果就难以一直让人满意。抄袭和侵权的案例时有发生，这往往会导致行业里各企业形象之间产生混淆和误解。以往的专业传承与当今教育培训机构（如视觉传达及平面设计学院）之间出现了断层， 也许我们应该重拾以前通过图像进行交流的技能，以弥补此差距。

Renato Marcialis

Renato Marcialis，1956年出生于威尼斯，专业从事食品和葡萄酒宣传逾38年。 1970年，无意间踏上了专业摄影的职业生涯。他一开始在摄影工作室工作，在那里得以观查两位摄影师如何工作。这两位摄影师专门从事商务会议和米兰上层阶级婚礼的拍摄，其拍摄的主要内容多是豪宅和美味的午餐。两年后，他又到了另一个工作室，从打印工被“提拔”为摄影师，专门从事工业摄影，包括灯具、玩具和礼品。半年后，17岁的 Renato，决定自立门户，成为一名自由职业摄影师。与此同时，他的哥哥 Riccardo 作为一位著名的艺术总监，已经开始从事食物摄影。自1976年起，兄弟俩开始了历时十年的合作。后来，Renato 决定组建自己的工作室，在其后八年，他拍摄了各种各样的照片，从时装到新闻图片，从静物到各个行业，直到1992年才放弃这一切转而专注食物摄影。很快他便获得公众的认可，登上了各大专业杂志，与同事 Oliviero Toscani 和 Vittorio Storaro 一起在威尼斯获得大奖。同年，他还获得了努马纳的金玛米亚奖（意大利本土摄影大奖）。Renato 借此在艺术界一跃成名。通过对光的研究，拍摄了“卡拉瓦乔的厨房”，而这仅仅是个开始。

Renato Marcialis – 客户： BOFROST

这些图片的照明包含了两种光：一种是包围光，由一盏2400瓦的闪光灯提供，配置60×80厘米的柔光板，另一种则用1500瓦的气体放电日光灯光束来模拟太阳光，配上光学镜片以形成聚焦效果，并罩上隔栅以制造树荫的效果。在所有的拍摄准备工作完成后（构思 – 取景 – 测量光输出量），将相机光圈设为32，在闪光灯曝光不足的状态下按下快门。然后关闭闪光灯并开启放电灯，等待2〜3分钟，以便达到所需的色温。然后采用5.6的光圈进行二次曝光，便形成了这种斑驳而“奇妙的”失焦效果。

Renato Marcialis – “卡拉瓦乔的厨房”系列 – 客户：艾普生

作品“卡拉瓦乔的厨房”背后概念是关于集中光源的应用。为此摄影师只使用光纤双色灯。在摆设好拍摄对象，将布局调整到满意后，架上相机，调小光圈，快门设为超长曝光（T档）。将环境布置得很暗，光很微弱，刚好够看清周围东西，不被绊倒。打开快门，并开始用手握住光纤晃动，让光“跳舞”。这样一来，便把最需要光线的地方照亮，直到达成预期的结果。完成拍摄后，在电脑上看照片的效果，并据此改进，不断尝试，直到找到最完美的那张。摄影师没有使用任何后期制作。这样做的目的是为了让图像效果能细腻如画，就像卡拉瓦乔所绘的厨房系列主题画作。

Carlo Facchini

Carlo Facchini 16岁开始摄影，在家里厨房搭建了一个暗室，在那里做出了他的第一张照片。他在米兰天主教大学学习金融，但他的兴趣是总在别处。1968年他在 Publifoto 开始了他的职业生涯，该传媒公司的创始人是 Vincenzo Carrese。在尝试了新闻摄影的各种流派后，Facchini 通过 Publifoto 开始从事工业摄影、广告，后来也涉足时尚业。Facchini 综合了广告摄影的各种神秘与技艺，充分吸取了当时专业摄影的各类优秀才华，自1972年开始，通过在这一特定行业进行不断实验，磨练了自己的技能，拓宽了广告摄影的领域。尽管摄影的发展已全面数字化，他坚信，在快速转变之后，摄影的主要元素依然不变：你仍然得有镜头；仍然得知道如何取景：你仍然需要有好眼力。他在米兰成立了 Hocus Focus 工作室。

Carlo Facchini – 客户: Geminos 

这是一个手工师在车间里制作纽扣的照片。摄影师拍摄的环境各种光线交错混杂，有普通的灯光，也有自然光，透过宽大的窗户照进来，这是典型的工作环境。在这种情况下，考虑到现场照明的制约，摄影师着重强调细节的特征和寓意，例如制作工具、高温、磨损的木桌、金属工具的光芒，以及制作师细腻的手部动作等，目的在于从诗意、严谨和精致的角度展现这些元素，使图像包含寓意，令人回味。在拍摄技术方面摄影师综合使用了电子产品和指示灯，采用各种曝光时间，从而使画面留下工人们活动的痕迹，凸显了他们的活力，富有韵味，展现了能工巧匠们的高超技艺和丰富经验。

Carlo Facchini – 客户：沃伊洛

食物摄影从技术和概念层面来讲属于静物摄影，相对于其他类型的拍摄对象来说，食物摄影呈现出更为复杂的特性。食物容易腐坏和变质的特点，要求拍摄布局需要精心设置，但最重要的是客户的需求，要尽可能让产品看起来让人食欲大开。Carlo 为 Voiello 拍摄照片的经历非常有趣。此次摄影的任务是要用新的富有意义的方式展示新产品。因此采用了相应的新技术，充分表达客户需求。通过使用微距镜头，形成一系列聚焦各异、巨细不一的图象，使各种形状的面食生动活泼起来，画面更具表现力，搭配各种调味品，显得充满了诱惑力。照明采用直接照射的电子闪光灯，不带柔光板，以进一步强调面食的表层和形状。

Orazio Truglio

Orazio Truglio，1960年出生于米兰，一个偶然的机会，让他踏入了摄影的世界。20岁从平面设计专业毕业后，他开始在一家时尚杂志社工作。他决意成为一名时尚摄影师，为此花了六年时间在的摄影棚和时装秀里磨练自己。26岁时，他成立了自己的工作室，随后开始尝试其他行业的摄影。 他的工作室 – Variego 随他征战各界：除了时尚界，还有各类广告图片、著名人物肖像等，其中最具代表的是汽车和摩托车的动态摄影。

光线和摄影

“人们看到我的照片时，经常会问我用什么相机。更有甚者，会问我用什么镜头。让他们遗憾的是，我都不记得了。从来没有人问过光照。摄影是“光照的文章”，但似乎我们大多数人都忘了这一点。我一向通过两方面判断图像的好坏：观察的角度和光照的角度。光照总是不断变化，始终存在的，即使你无法感知它。在摄影棚里光照是至高无上的，在户外它是组成部分。光照对我来说一直是一个决定性的因素。Ridley Scott 曾说：‘能够照进摄像机里的才是完美的光照。’-这句话是一位著名的导演朋友Dario Piana 告诉我的。他是意大利国内各位新老广告导演的老师。我认为他说得对。对于摄影来说虽然并非绝对如此，但我认为一个好的背光几乎解决了所有的东西。知道如何制造合适的光照，才能成为一个好的摄影师。同样，完全不懂光照的人，会让一些很漂亮的事物看起来很可怕。”

Orazio Truglio – 客户: 法拉利

这是一个用于拍摄汽车的装置，手工制作、非常灵活。它的翼板有6×3米，可带动装置飞驰。照明包括闪光灯，采用 Bowens 小型闪光灯，400-500-900-1200瓦，共有8个光点。该装置是针对拍摄1993年的法拉利一级方程式赛车设计的。那一年 Orazio 开始与 Maranello 合作。因为无法把车开进摄影棚，Orazio 把工作室搬到了法拉利。当时，所面临的挑战是巨大的：数字技术尚未存在，胶卷无法采用后期制作。这些图像（24×36）应该是发给媒体前一晚拍摄的。这个装置 Orazio 现在用于欧洲许多私人收藏家车库的拍摄，已拍了无数套。照片中的法拉利是1967年的275 GTB4，由 Lugano 的 Kessel Classic 精心修复。

LED 封装：集成系统

尽管在普通电子器件（如晶体三极管、电阻器等）中，“封装”是一种用来保护芯片的简单套管，但是在 LED 中，它却是一个由各类不同材料（如塑料、金属以及陶瓷等）组成的复杂系统，其作用包括：

a)有效地将芯片产生的热量驱散到外部；

b)充当光学器件的角色，使芯片发出的光可以透过它充分地传出去；

c)防止芯片受到外部因素（如机械、环境或者化学制品等）的伤害；

d)确保芯片的电路接点能与外部的电路引脚连接上。

为了能更好地理解这几个作用的重要性，还有一点很值得我们进行深入的考虑-据估计：在单个 LED 的制造成本中，封装成本占到三成，如果将制造白光 LED 时用到的荧光粉也算上，封装成本所占的比例将会增加到四成。

“通孔”结构的封装技术已被弃用多年，现在使用最广泛的封装技术有两种：1：SMD（贴片封装）单个或者多个 LED ；2：COB 封装。这两种封装技术在结构工艺、热学性能以及光学性能上差异很大，并且各自应用的领域也非常不同。

贴片封装 LED

贴片封装 LED 是最近几年在技术上发生发生最大变化的一种电子器件，经常应用于全球知名品牌的高级样品中。采用贴片封装技术的LED  在照明产品中的应用通常可以分为两种类型：中等功率 LED 与大功率 LED。

中功率产品的 SMD 封装技术

这类型的照明产品主要应用于需要将大量高亮度光集中在某个小区域上。LED 接通时的工作电流通常在30至150毫安范围内，额定功率低于0.5瓦。尽管这些电子器件发出的光通量很低（小于100流明），但它们的发光效能却很高（最高可达到每瓦150流明甚至更高），成本也极其地低（每个LED 的成本大约为几块钱），并且能对热度进行控制。在图3中可以看到中功率 LED 封装的典型结构。蓝色芯片黏合在导热管上，然后再与一个镀银铜支架连接在一起，这是为了尽可能多地将芯片发出的光线传播出去。芯片的表面涂有有机硅树脂，主要是充当密封剂，同时让荧光粉可以附着在它上面。使用有机硅材料来充当密封剂，可以抵御高温（可抵抗高达200摄氏度的高温）。不过，有机硅树脂也有缺点，如与环氧树脂相比，有机硅树脂的水分渗透率与化合物挥发率都偏高。一个由热塑型塑料构成的框架为这种 LED 封装结构提供外部支撑，热塑型塑料框架通常由聚邻苯二甲酰胺构成，是一种可以经受得住高温的高分子聚合物。在中功率产品中最常见的一种封装类型是图2b中展示的5630（这是由使用这种封装技术制造出的成品的实际尺寸5.6毫米X3毫米得名），这也是大多数主要 LED 制造商生产出的产品的标准尺寸。这类型封装技术最近进行的一次革新是使用陶瓷材料来替代塑料（比如图4中的Cree 的 XH-G），以提高封装产品的可靠性与散热能力。

大功率产品的 SMD 封装技术

人们对于“大功率 LED”的惯常定义是指那些功率大于1瓦、工作电流达到1.5安且光通量通常超过50流明的设备。这些大功率 LED 有的是由单个 LED 芯片构成，有的则由数量不等的多个 LED 芯片构成，它们的色彩特性也不同。看看各类型大功率 LED 制造商所提供的产品就会发现，这类型器件的封装技术在所用材料与规格尺寸等方面非常相似，这意味着由不同制造商生产的 LED 产品相互间可以进行替换。

通过对一种典型的大功率单芯片 LED 封装技术的特点进行分析（图5中所展示的Osram Oslon），我们可以看到芯片在接触板上是如何放置的。接触板另外连接着一块陶瓷基板，当带电的连接线接触到芯片的顶端时，这块陶瓷基板将同时发挥着电介质与导热体的作用。鉴于大功率设备通常都会产生相当多的热量，因此使用具有高导热性能的陶瓷材料来制作基板，几乎已经成为全世界所有 LED 制造商的必然选择。

在封装技术中，将芯片固定在接触板上时所使用的材料非常重要，因为它们是热量在散发过程中接触到的第一层导热层，如果没有选择最适合的材料，它们将会成为热量散发过程中的一大障碍。因此，银浆、环氧胶以及锡银共晶焊接合金都是最常使用的接合材料。前面曾经提到，在需要用到荧光层时，是把荧光粉洒在密封剂材料中。不过“保形涂层”技术近来在大功率设备的制造过程中得到了应用，这项技术是在芯片的表面非常精准地涂上一层薄薄的荧光层，使得灯光的色彩在空间分布上会显得更均匀。

这类封装技术的一大特性就是让单种封装材料在其中发挥双重作用，既起到保护芯片的作用，又可以充当光学器件使用，让每个LED 发出的光通量基本保持相同。在封装结构中充当密封剂使用的材料通常为环氧树脂或者有机硅树脂。芯片的电路接点可以使用单根或者多根的接合线进行连接，又或者采用最新的“倒装芯片”技术：这项技术是将芯片反转过来，然后通过直接接触底部的金属片来进行电路连接。这项技术让 LED 芯片可以组装出更强大的电气元件，并拥有更高的发光效率。科锐的 XB-D就是使用这项技术进行 LED 封装的一个产品实例。

COB  封装技术

独立的 LED 元件（无论是大功率元件还是中功率元件）遇到的一大障碍是，无法用较小的外形尺寸做出高亮度的产品，这是因为它们在封装尺寸与散热管理方面存在着一些问题。这些障碍让 LED 制造商们决心引入 COB 封装技术，这项技术的应用可让外形非常小的器件提供非常高的通光量（通光量可达400流明至1.2万流明）。这项技术的理念就是直接在基底上嵌入大量的小型芯片，然后再通过结合线相互连接。这项技术可以让单位面积内的光线密度达到最大，极大地减小了整体的外形尺寸，并让光学管理变得简单：在使用镜片与反光片的系统中，越小的光源越能提供优异的发光性能，因此在对光通量要求比较高的时候，这在独立的 LED 元件上很难实现。这项技术的另一个优势就是，移除了在芯片接合点与外部环境之间的导热层。这样，就能把散热的效果提升到最佳，并且改善了这些 LED 器件的稳定性。由于基底上安装了大量的蓝色芯片，因而内部的电路连接通常采用并联的方式进行装配，将工作电压维持在可与市场上其他元件系统进行兼容的级别上。整块基底的表面都涂上了含有荧光粉的硅凝胶。在 COB 技术中所使用的基底通常是采用金属或陶瓷制成：金属基底（用金属介电层制成）的优势在于制造商可以很容易地对它进行塑形和穿孔，这使得散热器（通常带有多枚螺丝）的安装变得简单。最近采用的陶瓷基底在散热方面的表现更好，但是在物理特性方面比金属基底易碎，并且在装配阶段难以进行调整（在安装调整时经常需要其他技术的支持）。

虽然独立式 LED 元件在某些照明领域中占有绝对优势，但是使用 COB 技术进行封装的 LED 元件具有操作简易与高性能的特点，这也让它最近几年的市场份额有了显著的提升，也因此，许多的制造商（比如普瑞光电、夏普以及西铁城）都在他们的绝大多数产品之中使用了这项技术。

结语

本篇简要介绍了三种目前最为常见的 LED 封装技术，并分析了它们所具有的潜力和局限性。材料技术、塑形技术以及制造工艺的进步与多元化，使得照明市场上的多重需求得到了满足，也让 LED 技术可以应用在许多不同的领域中。根据产品应用的需求选择适合的封装技术，在 LED 照明光源的设计中至关重要，因为它将会给产品的性能与耐用度带来极大的影响。

这两种技术差异明显，而且各有支持者与反对者，因此需小心对待。下文将在不涉及运营成本的情况下分析其具体差异。

金属卤素灯照明设备

最新一代金卤灯的平均能效超过110流明/瓦，使其可以与钠灯相媲美。与城市所使用的 LED 相比，即便是色温较低的暖色光，金卤灯光谱的连续性都比 LED 更好，效能也更高，另外还可以营造更令人舒适的灯光氛围，特别是在行人专区。

金卤灯在使用寿命和色衰（尤其在调光方面）方面有着显著的优势，但是对光通量的急剧减少却非常敏感。然而，目前，所有制造商生产的金卤灯产品的储存寿命已可媲美传统高压钠灯，当在一定范围，调暗灯光时，可使用电子镇流器将色差降到最低。此处应用的一个重要元素就是光学系统。金卤灯的灯芯极为紧凑小巧（在光学开发阶段，几乎与点光源相差无几）：这使得人们可以通过开发出更小的反射体，从而对灯具发出的光束进行精确地控制。结合高性能光学部件的优秀设计封装在拥有纯净玻璃屏的未经氧化处理的铝器中，从而使金卤灯表现出极高的光学性能（设备效能超过85lm/w）。

此举在光学领域取得的小小成就，使得紧凑设备的开发成为可能。乍一看，该方案似乎不是很重要，但是如果我们将其与传统设备进行比较就会发现，它在生产过程中使用较少的材料。这也意味着，每次可以运输的产品数量将多一倍，同时将对环境的危害显著降低。

我们探讨一下该技术的劣势：金卤灯价格较贵。为了维持最佳光通量与色彩质量，这些灯具最少每隔两年就应当更换一次，同时电子镇流器的使用为系统埋下隐患，从而使其与同类产品相比更容易受金属钠的影响。此外，为了避免色彩变化和性能退化给人带来的不良影响，电流的波动还不能超出一定的范围。

LED 照明设备

LED照明设备在不断地完善与改进。高效能 LED 模块的寿命超过60, 000小时。以点光源为基础的光学器件，使得人们可对灯光进行精确地控制，因此，其光学性能要高于它的实际表现。

目前为止，LED 技术是唯一一个可在外部使用指令式系统的光源（通过瞬时控制电源开关），并且几乎可以在从关闭到100%输出之间，对光通量的输出大小进行控制。随着 LED 技术进步带来的更加高效和性能更优的 LED 灯具，电源系统的缺陷也逐步暴露出来，这也是我们一段时间以来一直在探讨的问题。 在电网出现异常，尤其是在Class 2电源系统中（如今是意大利的现行标准）都会出现这样的问题。诸多制造商现今正竞相为电子镇流器装配各种各样的保护装置-尽管，就此来讲，无论站在监督管理还是制造商的角度，都缺少了一个设计指引。

重返探讨主题-白光灯。低色温暖光灯的效能要低于中性光和冷光灯。LED 灯在色彩配置方面也同样存在着问题，特别是在色彩的长期稳定性方面，即便是同一批次生产的产品之间也存在着色彩上的差别。这两个问题与 LED 灯的质量密切相关同时也影响着所用材料的成本。次级的有机玻璃镜片可能会影响 LED 灯所发出的光通量，并因此降低照明设备的性能。追求最廉价的技术，除了会加剧所有这些问题，并有可能会节约部分成本之外，没有任何的作用

运营分析：金属卤化物技术和 LED 技术的对比

我们选择一个功能性的应用实例来比较这两种照明产品。该项目是一条宽6.5米的道路，交通高峰期会极其拥堵（如图3）

无论在性能还是效能方面，这两种设备在当下的市场上都被认为是最优秀照明产品的代表，下表是其在安装和能耗方面的对比（如图4）。

在维护方面，金属卤化物照明设备每隔两年就必须进行一次更换，以确保能够维持稳定的水准和最佳的视觉性能。因此在装上替换灯具之后，玻璃防护罩也需要擦拭干净。金属卤素灯使用的是电能，就能量转换而言，它能够提供最佳的发光效率，但是在易损坏程度和使用寿命方面，则与 LED 镇流器不相上下。光通量减少的可能性是相同的，金属卤化物照明设备可以在低功率环境中使用（以每年照明总小时数来算，平均可以减少20%，LED 装置则减少30%）。

有人认为，LED 模块可以在使用了60, 000小时后再进行更新替换，因此使用 LED 设备花费的成本可能会比使用金属卤化物设备少。

总体拥有成本分析结果

在总体拥有成本分析中可看到（如图5），这两种设备之间存在的差异比较小（特别是在使用了更新数值的图表中）。这意味着，两种照明设备在性能和运维成本方面处于同等水平。

如果考虑到之前 LED 技术所拥有的效能较低，而成本却比较高，我们就会很清楚地发现，意大利一直在市场上极力推广一项目前还不具有竞争力的技术。在其他国家，如英国，最近才刚开始考虑 LED 照明方案，甚至在今天，他们还继续使用放电灯为城市地区提供白光照明。

斯德哥尔摩市中心的“新斯鲁森”改造项目，无论在规模、预算还是技术难度方面，都是在瑞典屈指可数。该地区对于斯德哥尔摩甚至对于整个瑞典而言，都是历史与艺术的象征。正因如此，市政当局投入大笔资金对这个约 38,000平米区域进行改造。

斯鲁森是一个交通汇聚的枢纽城市（社交和城市枢纽中心）。首先，此处是海路关口，负责管理船只在波罗的海与梅拉伦湖之间的进出。此外，此处有两座桥梁，汽车、自行车以及行人都可以从老城格姆拉斯坦(Gamla Stan)所在的岛屿前往南城（索德马尔姆）所在的岛屿。该地区的中心地带有一个地下停车场、一个地铁站以及火车总站。

此次大规模改造旨在将该地区由单纯的交通枢纽转变为一个公共休闲娱乐场所。为此，首先升级是在码头边的主干道，然后在其周边建造商场、餐馆、咖啡馆、娱乐及休闲区，所有这些设施都需要安装新的照明设备。具体来讲，需要安装照明设施的新区域包括几栋玻璃建筑、一个广场、周边道路、一个地下公共汽车总站、一座桥梁、一条隧道、多个自行车专用道以及步行区。

照明设计理念

该地区的照明设计以“窗外风景”为基础。此概念以人性化的角度，对个人体验与城市空间之间的关系进行了重新诠释。

该设计理念旨在创建一个充满活力的环境，在创造出独特且和谐的地区特性与卓越的照明效果的同时，充分考虑环境价值，以及码头和城市的视觉效果。同时，此设计还特别注重设计的二元性。首先，重视斯鲁森古代历史文化、创新以及未来发展的重要性；其次，通过该地区的娱乐休闲功能与它在交通和物流中的重要作用，来体现静止和活跃之间的关系。 该照明设计理念的实践具有整体性特点，其基本原则是在实施过程中确保每一个设计元素都参与其中，从而实现功能与美学的完美平衡，以及对环境的尊重。

北欧国家的照明设计

无论是室内还是户外照明，城市的地理位置对整个地区的照明设计都有着极其重要的影响。高纬度地区的日照时间在冬季大幅减少（斯德哥尔摩冬季的日照时间大约为每天六小时），此时太阳在空中的高度要远低于夏季，基本上是贴着地平线升降的。

在冬季时，身体容易疲倦懒怠，不愿意进行日常的活动，这种生物周期的改变是由于缺乏自然光照射而引起的。这也是在进行照明设计时必须考虑到美感、交际活动、安全与健康等相关元素的原因。无论室内还是户外，照明都应当生动有趣，这点非常重要，而在此项目的照明设计方案中 RGB 灯光、聚光灯、遮光黑布以及日常照明的应用便充分体现了这一理念。

影响照明的另一因素是寒冷的气候

“来自北欧的人”总是在寻找温暖与亲切感，这也是他们在各种各样的餐馆与休闲设施中总是喜欢使用暖色与光亮度较低（接近监管标准限制）的照明设备的原因。室外的低温环境特别适合使用 LED 灯，因为它在寒冷的气候中可以表现出很好的性能。

季节同样会对照明产生影响：在冬天，每年中共有四到五个月的时间，积雪会在室外形成一种天然的朗伯漫反射表面，而到了夏天，即便是在夜里，也总是会感受到自然光的照射。

因此，北欧对室外区域所用的照明设备的光亮度要求通常低于正常水平，而能够根据自然光亮度来调节灯源亮度的光感型设备可带来极大的经济效益。

照明设计与区域的关系

该项目所使用的照明设备由 ÅF Lighting 提供，此种新型的照明方式旨在将传统的价值观念-比如真实、和谐以及简洁-与现代的视觉表达相结合，创造出一种新的设计方式。此种理念在该地区的照明设计中得到了应用。

综上所述，整个地区的设计可以看做是一个试验性的“大熔炉”，设计师在表达禁欲主义与实现功能性时，均使用了创新性的技术和材料，同时又都采用现代的简约风格，使得两个完全不同的设计理念看起来却如此和谐。

设计师在进行照明设计时，特别留意了各部分的外部空间特点：避免让灯光在斯鲁森四周的湖面上形成倒影，而是将它们用来照亮行人道与单车道，并为社交聚会营造明亮的照明效果或者一种更具社交氛围的空间。

更为广阔的人性化角度

此种客观条件下的照明设计给设计师带来了巨大的挑战。设计师只有通过在照明设计中添加社交元素，尊重个人的不同需求，同时兼顾该区域中照明的众多功能来解决这些问题。

LED（发光二极管）非常灵活、结构小巧并且效率高，因此适用领域非常宽广。它能耗低，并且可以从不同颜色的组件改变发射光的光谱；使用寿命长。尽管 LED 灯效果比传统白炽灯、卤素灯、荧光灯要好，但是其在灯市场占有率只有10%（见表格1麦肯锡数据）。部分由于技术成本略高于传统灯的科技成本，还有就是终端用户并不能仅从视觉方面判断出 LED 的出色性能。

为此，在某些领域，如零售照明和艺术陈列照明，光源的颜色变化会大大影响视觉效果，因此具有高显色性的卤素灯和荧光灯仍然很受欢迎。然而，付出的代价便是高能耗及产品可靠性方面存在隐患。

光与颜色的感知

眼睛是一种万能的感觉器官，能够感知非常微弱的光信号[如可以感知0. 0.00001 lux的星光]和非常强烈的光信号（正午太阳发出的光线达到一百万lux）。光的颜色属性能够被位于视网膜中心位置的视锥细胞和感受器感知到：眼睛有不同类型的视锥细胞，具有感受蓝色（B）、红色（R）和绿色（G）三种颜色的视色素 ；之后大脑在感受器接受到的信息基础上对目标颜色进行确定。光感是一种主观感觉：晶状体（眼睛的天然“镜片”）会随着年龄增长而大幅度退化，导致到达视网膜的信号减少，尤其是在紫色、蓝色和绿色（400-500 nm，见图2）区域的光谱。年轻人对颜色的感知有别于老年人。另外，一些疾病（如色盲症 – 在晶状体上某些地区对部分人造成影响）可能会影响到区分颜色的能力。

光源的颜色品质

光源颜色品质是可以通过一种或多种指标进行判断，比较照源来判断一种光源创造颜色的能力，最普遍的方法（尽管这种方法需要考证）是采用国际照明委员会（CIE）称为显色性（CRI）的方法。最适宜的光源的 CRI =100（白炽灯和卤素灯非常接近，CRI=98-99）；通常，室内照明的 CRI 级别为70-80的被认为是可接受的，在具体的技术应用中，要求用95以上（如零售照明和艺术照明）（图3）。LED 为单色光源：因此，要想产生白光，需使用光混合，如混合多种 LED 发出的光，是有必要的。最简单的方法是使用红绿蓝 RGB 系统 ，然后相应调节亮度。这种方法（虽然简单），但显色性差别微小（60-70，v. Narendran et al。国际光学工程化会议记录，量值4776，pp。61-67（2002）），因此不足以达到光源质量。凭借基于蓝光 LED 及 YAG 荧光粉（发黄绿光）的使用，可以得到最好的结果, 显色指数值​​> 80（见 Narendran ，表一 ）。这种类型的光源在室内照明和工业照明中广泛使用，因为（在这些领域）与传统荧光来源（与典型的 CRI=80 的进行比较）比较是有必要的。同时，艺术照明和零售照明需要更加复杂的解决方案：由红绿蓝三色和一个或多个白光 LED 组成的红绿蓝白光源，能够达到更高的显色指数（95-97）；通过使用多种荧光粉，用蓝光 LED 激发能够覆盖绿、黄、红色区域广谱的磷光物质混合物，可以得到相比较的结果。

从第二种解决方案证明：LED 能够置换传统光源，甚至在需要显示深色灯光背景的地方也同样可以做到。但是需要注意的是，从设计角度来说，每种方法都有不同的棘手问题： 4个LED 红绿蓝白四合一系统需要4种不同驱动，它可以使每个 LED 的电流受到单独控制。由于红色光谱区排出的荧光粉有较大的变频损耗，多种荧光粉方法通常效率不高。图形表明三种不同 LED 光谱：1）红绿蓝三色，2）冷白光 LED 和红光 LED 的结合使用，以及红绿蓝白4色方法；三个光源的色温均为3,000 K，但是显色性明显不同。

LED 照明和频闪效应

与光感有关的进一步的问题是频闪现象；例如，由于电压/输入电流的变化，而使光的强度产生快速并有周期性变化（频闪）。所有光源都会有频闪问题：传统灯具（包括白炽灯和荧光灯）为100Hz，这与输电线电压波动有关：灯丝（白炽灯）的热变电阻和荧光粉（荧光灯）的使用可以减少这种现象的发生的。就 LED 光源而言，频闪的程度主要取决于使用的电源类型。如果供电源为直流电，只要输出电流没有波动，那么它就不会闪烁。然而，当 LED 进行每秒数百次或数千次的启动和关闭时，具有脉冲调变的调光控制系统可能会产生很明显的闪烁。评估频闪比例的最常用的参数是频闪百分比（PF），公式为PF = (最大值-最小值)/(最大值+最小值) x100 (最大值 = 震动过程得到的最大光强，最小值=震动过程得到的最小光强)。一个由脉宽调变发出的 LED 光源的闪烁百分比为100%，因为此时期的一部分的发光强度等于0（最小值=0）。

在频率高于100Hz（Bullogh 2011年）时，对频闪的直接感知可以忽略。但是，还是可以间接地看到频闪，因为频闪效应会达到很高的频率（500 Hz, Heshberger 1998年）。美国照明研究中心根据频闪的频率和百分比对频闪的可接受性做了大量研究。结果（见图4）显示，尽管可以看到频率闪烁，但不总是认为它是不可接受的。对于约为1-3kHz的调频频率，普遍认为频闪是可接受的，无论其百分百是多少（见图4）。为了保证较高的视觉舒适性，调制低频率通常应予避免。当设计的灯具具有较高视觉舒适性时，选择能够保证最低电压电流振荡频率驱动系统是有必要的。

生理节律和 LED 照明

需要考虑的最后一点是光对于生理时钟的显著影响；生理节律是指在以24小时为周期的一天内，生物对生理时钟的自身调节。最近研究表明，环境照明可以对生理节律产生重要影响。这是由于视网膜（视网膜神经节细胞）感受器起作用的原因，当我们被蓝光（480nm）照射时，感受器触发具有抑制作用的褪黑素和负责调节觉醒节奏的荷尔蒙。长时间在晚上暴露于蓝光之中会使人很难入睡。假设许多 LED 光源放出大量蓝光，根据所使用的环境对这些来源研究并加以优化是非常重要的。当处于工作状态时，褪黑素的生成量会增加（对身体睡眠周期有负面影响），对于家庭环境来说，使用高能辐射（蓝光）较低的光源是更可取的。荧光转换型系统（荧光粉可以吸收大多数蓝光）和光谱转换系统（根据当时情况改变光谱）可以为居住环境及晚上使用该光源提供有效地解决方案。

总之，我们在本文中仔细探讨了有关光感的问题，这个在 LED 照明系统的设计中必须加以考虑。通过优化光谱参数，我们探讨了LED 与传统光源相比，通过优化色谱参数， 可以获得较高显色性。我们也总结了与频闪有关的主要问题，最后我们观察了光在生理节律中的重要影响。本文的信息为获得很好的显色性和视觉舒适性的照明设计方法提供了重要工具。

照明管理系统同样值得密切关注，尤其是要便于使用者的操作。动态灯光采用了复杂的管理系统，设计师需要考虑好灯光系统在安装之后人工操作中应注意的问题。本文我们分析一家中型酒店的立面，建筑师与酒店管理层一致认为酒店灯光设计的主要目标是多功能性。比如，酒店内部正在举办会议，而酒店的外立面的视频却又刚巧是一项国际性体育赛事的电视转播背景，酒店设计能将二者很好的兼顾。要实现这种级别的多重功能，要求酒店拥有满足与日常及特别活动时的不同的动态照明系统。

平日灯光

日常灯光可以在白天突出建筑特色—该酒店的建筑外貌像是一家工厂，水平延伸的三部分从隔壁的马场和公路看去，整个造型又像是流线型的圆形剧场。设计将这座建筑划分成两个不同的侧翼，用倾斜的灯光照亮垂直面的凹处，大型悬浮的铝制屋顶连接两翼，两翼两侧建筑立面的亮暗取决于酒店客房是否开灯。酒店应用静态的、传统白光系统满足日常活动的需要。

大型活动灯光

为大型活动设计灯光无疑是一件更为复杂的事情。它需要满足不同活动的需求。在某些场合，静态灯光比较合适，而对于其他场合则更适合使用动态灯光。同时还需要使用不同的颜色满足特定场合的要求。

在彩色灯光的设计中，经常会用到对比色与互补色。而在该案的设计中采用了后者，

利用灯光在建筑的两翼和屋顶之间营造了四种不同的动态场景。其中的三种场景以冷色调为主，另外一种场景则以暖色调为主。依托现代科技，人们可以根据要求组合出各种灯光色彩，形成或鲜明或均衡的色彩效果。

在定义动态灯光概念的时候，时间变量发挥着不小的作用。它不但会影响其他所有因素，而且会导致不同的可能性结果。为了形成流线型设计，软件专家和设计师需要对所采用的场景、场景变换顺序、以及场景的转换做出明确的划分。场景使用的是动态灯光，不同场景实现自然、连续的转换，彼此独立的场景又构成一个统一的整体。

时间的变量无论是在设计初期还实施阶段，都需要采用不同的灯光设计方法。不仅仅需要创建出静态的画面，还需初期有分镜及视频动画等动态影像及预设程序。

市面上有多种动态灯光设计软件，可以模拟和预编灯光场景。这些软件虽然不能模拟实际的灯光效果，但是好好利用这些工具，就可以对如何让动态灯光随时间的推移而变化，形成初步构想，并且对这些设计规划在实际应用有明确的思路。

照明设备的选择

一旦确定了要实现的灯光效果（无论是静态还是动态），并选定了最为理想的设备，剩下的就是确保所有的这些组件可以相互兼容。在这个项目的灯光设计中，酒店立面外墙和受到顶部斜射灯光影响的区域采用 RGB 三原色 LED，可满足平日及特殊活动时的灯光需求。

对于日常活动的灯光，与传统光源相比，LED 光源在能耗、寿命、尺寸以及自身二次光学设备的控制能力等方面有更为卓越的性能。本案选用的二极管工作电流为350毫安，平均光通量为40lm（将色彩变化考虑在内），但是通过使用聚光透镜，可形成高约15米的斜射光。

考虑到色彩方面的问题，需要了解的是，并不是所有配备 RGB 三原色LED 发出的光都能够与直接由白色二极管所发出的白色光线相媲美。通过长期设计调整发现白光投影几乎可以适用于各式各样的当代建筑，但是并不适合古建。因此最好的方案是设计出一种分离系统：使用白色 LED 光源或其他传统光源发出白光，使用 RGB LED 来实现彩色效果。近来，许多制造商通过在 RGB LED 中增加白色或者琥珀色，创造出了一个红绿蓝+白色的照明系统。排列在一条直线上 RGB LED 照明设备通常有两类：分别采用单芯或者多芯的二极管。主要差别是单位能耗以及所发出的光通量。采用单芯二极管 RGB LED 的光线控制更为精准，但是在较为紧密的安装中会产生多重阴影效果（由于不同色彩的二极管相互紧密相连造成）。使用多芯全彩 LED 光线会更均匀。不过，对与屋顶的被照表面与光源距离不超过三米的情况-因此选用配备了12个宽光束、多芯二极管的小型照明设备，而对于垂直墙面这种照明距离大约为十五米的情况，采用交替、窄光束 RGB LED 的线性灯具.

控制台

在设计动态灯光场景时，控制台很关键，它可以控制每盏灯的色彩变化以及所发出的光线总量。大部分灯光设计突出建筑的水平延伸（灯光将按顺序进行依次切换），因此单个设备或者整组设备的光输出都不尽相同。控制元件可以根据灯光场景的要求调整。这种自由控制灯光在传统的照明管理系统（模拟控制）中是无法实现的。而且如此大型、复杂的电路会导致成本增加，在线路搭建方面也是工程浩大。

如今的控制系统通过电子软件管理。每台设备都有特定安装位置，并且只有当控制元件向其发送一个特定信号后，该设备才响应（即开启灯光）。虚拟设备元件应用在某些灯光场景，比如使用软件，或者是同样的控制参数需要发送给多个不同的设备，让这些设备组成一个整体，做出同样的反应。

电力线路通过 BUS 集合（电力线与信号传输线不同）。在回路中，灯具必须同时连接到电力供应线和信号接收器上。为了简化布线系统，将采用配有直通线路的模组（在电力线与信号传输线中都将采用）。由于这套灯光系统规模较为庞大，总线确保整栋建筑的墙边接线点与相邻的照明系统设备相互独立。

这套灯光系统的构成组件包括有：

·中央控制部件（控制器）；

·分路器，用于岔开信号；

·信号电缆；

·信号接收器。

整个系统基于 DMX 512协议，该硬件适合用于在非常快速地处理大量的数据。

控制器用于储存灯光场景的信息，并且根据不同灯光类型，利用 DMX 信号向光源设备发送这些信息。灯光场景则是通过软件进行设置，并通过 USB 将各个元件与电脑连接在一起。

这套系统的常规操作无需电脑参与，并且可以在编程完成之后移除。用户可以使用一个连接在控制元件上的八键键盘，来找回想要的某个特定场景，键盘按键数量与该系统相关的静态或动态灯光场景的数量相同。设置完成后控制台将会关闭上游系统（即场景的编制功能），变成只进行灯光场景控制的操作界面。

在使用 DMX 512 设备的时候，必须考虑信号分配的问题。如上文所述，在设计一套 DMX 512 线路时，可连接设备的最大数量、某一电缆截面积下一连串设备所能延伸的最大电缆长度等都有具体限制。如果超出这些限制，就会出现系统不稳定，比如光源闪烁、同步失效、或者在整个中央信号丢失的情况下，各个部件就变成了独立操作模式等。

在这套系统中，控制元件与光源设备之间的距离大约为250米，并分成多条线路。这就需要有一定数量的分路器来分离和恢复信号。

RS 485电缆是符合EIA-485标准的防干扰型双绞电缆，它的信号传送能力为250千波特（Belden 9842, Belden 9841，这套系统中采这种电缆）。由于 DMX 连接器（RJ45 and XLR5）本身不防水，因此它们的连接必须放置在IP67级的防水接线盒中。所有设备都装有一个自主的供电电源和内部DMX 512信号接收器，可以自由地进行电气组合和信号组合。

在实践中，地址的分配取决于硬件的使用情况。在该案中，使用了两种类型的设备。对于那些安装在易于接近的区域中的设备，地址分配通过一个小键盘和一台内置的小型液晶显示器进行。而对于那些安装在高处的设备，则装备了 RDM 技术，而 DMX 的地址分配则通过软件和多效用管理器（MUM）界面远程进行。

结论

LED 让我们可以使酒店的立面外墙应用极具创新的照明系统，该案例的研究让我们了解了可用的相关技术以及量身定做照明设计中出现的一些问题。

分析模型

2005年，Rea 制定出了迄今为止最为可靠的生理节律模型指标，并于2012年进一步修订。该指标以人们对神经解剖学、电气生理学、以及心理物理学所进行的广泛研究为基础。然而，遗憾的是，由于该指标本身的非连续性和非线性因素，以及没有考虑到眼睛所受到的光照强度等因素的影响，因此无法投入实际应用中。

意大利能源服务公司 Hera Luce 的工程师 Seraceni，和那不勒斯·费德里科第二大学的教授 Bellia，通过研究制定出了一种简化模型，可对不同源头带来的潜在生理刺激进行分析。该简化模型是线性化，同时考虑到了眼睛所受到的光照强度的影响，其所获得的结果与 Rea 的模型所获得的结果一致。该模型使得人们可对市场上超过六十种的光源所带来的潜在生理刺激进行分析，并得到了富有意义的结果。

其中最重要的发现是，由色温为4, 000K的光源所带来的潜在生理刺激由于光谱的相抵作用而突然减弱。该项发现意味着，在同等条件下，色温为4, 500K的 LED 模块 对生理节律所带来的刺激，要小于那些色温在3, 000K文或6, 000K范围内的光源。该发现与人们原先认为色温在3, 000K上下的 LED  模块所带来的影响最小的想法正好相反。

此发现还表明，就某些光源而言，光照强度对生理刺激的影响极为重要（如图表 a 右侧所示），尤其是办公场所的照度（一般为300lux）。因此，照明设计必须对光线给生理节律所造成的影响给予特别关注（此前已有不少关于在夜间过多地使用屏幕明亮的设备所产生不良影响的报道）。

难得的设计组件

在工业国家，人们夜间工作都需依赖人工照明。另外，许多人白天长时间待在室内，虽然室内的光线足够满足人们进行各种活动的视觉要求，但却不能够满足人们调节生理节律的要求。尽管光线对生物节律的调节作用，取决于不同的个体，以及其暴露在太阳前数小时内对光线的接收情况等，但人们还是能测定出一组临界值，在一天当中的不同时段，处于临界值上或者下的光照强度中，都将对人产生生理节律刺激。

如果人们能够对生理节律反应了解更多，照明设计师与照明设备供应商们则可开发出一些不仅满足人们日常活动的照明设备，同时还可对非视觉元素进行优化。所谓“非视觉效果”指的是光线对于注意力、警觉性、以及生产力水平所带来的影响。比如，在工作场所、安老院、以及家里，利用动态照明系统对人类的生物机制给予适当的刺激。

合理地利用照明，也可帮助人们改善健康水平。大量研究显示，不适当地暴露在某些特定的光源之中，将会增加乳腺癌的发病率。同样，借助人工照明进行有针对性的治疗，将有助于改善季节性情绪失调的病症。