文/[美]邁克·伍德 編譯/施 端 審校/姚涵春

（1. 上海戲劇學(xué)院，上海 200040）

這次我們要近距離觀察一款采用等離子體光源的電腦燈。Robe公司是目前在電腦燈中采用這種光源的極少數(shù)制造商中的一家。ROBIN 300 Plasma有圖案（spot）和染色（wash）兩種型號(hào)，此次測(cè)評(píng)的是圖案電腦燈。一如往常，筆者將遵循光學(xué)系統(tǒng)，從光源到光輸出依次進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試燈具由生產(chǎn)企業(yè)提供。圖1為受測(cè)燈具的外觀。從外觀上看，Robin 300 Plasma Spot如同一臺(tái)普通的采用250 W HID光源的電腦燈，筆者相信Robe公司是以此為前提設(shè)計(jì)這款電腦燈的。它能在100 V ～ 240 V電壓、50/60 Hz頻率下正常運(yùn)行。筆者的所有測(cè)試工作都在120 V標(biāo)準(zhǔn)電壓、60 Hz頻率下進(jìn)行。

1 光源

等離子體光源是筆者的興趣所在。Robin 300 Plasma Spot采用了Luxim公司的LiFi ENT 31-02型號(hào)的光源。LiFi是“l(fā)ight fi delity”的縮寫(xiě)，筆者認(rèn)為它是指等離子體光源與普通的HID光源相比能輻射出更寬廣、連續(xù)特性更好的光譜。實(shí)際上，LiFi光源和HID光源有許多共同之處（等離子體的英文“plasma”也許對(duì)人們有些誤導(dǎo)）：兩者都采用石英泡殼，兩者輻射出的光都來(lái)自石英泡殼內(nèi)蒸發(fā)氣體所形成的一種等離子體。這些氣體是各種稀土元素及其他一些物質(zhì)的氣態(tài)混合物，在等離子體態(tài)時(shí)，這些物質(zhì)產(chǎn)生復(fù)合光譜線以及光輸出。兩種光源的不同之處在于等離子體的形成與石英泡殼的物理結(jié)構(gòu)。在我們熟悉的HID光源中，等離子體是由封閉在石英泡殼內(nèi)的兩個(gè)電極之間產(chǎn)生的電弧所形成；在LiFi光源中，沒(méi)有電極，等離子體是由高場(chǎng)強(qiáng)射頻（RF）功率放大器或由通過(guò)石英泡殼的微波場(chǎng)所形成。這兩種形式所得到的結(jié)果都是在狹小的空間內(nèi)積聚了大量的能量，引發(fā)非常高的溫度、化學(xué)物質(zhì)的蒸發(fā)以及等離子體的形成。對(duì)于LiFi光源而言，沒(méi)有電極是十分有利的因素，因?yàn)?，電極與收縮密封頭構(gòu)成了普通HID光源的軟肋，是封頭損壞時(shí)造成光源最終損壞的主要起因之一。保持收縮密封口冷卻以及遠(yuǎn)離高溫也意味著石英泡殼的體積相對(duì)要大一些。在LiFi光源中沒(méi)有電極，因此，泡殼是連續(xù)不斷、完好無(wú)損的，消除了HID光源這方面的不足。相應(yīng)地，它的體積可以小得多，并能在更高的氣壓下運(yùn)行，這有利于擴(kuò)展光譜線。圖2展示了Robin 300 Plasma Spot的光譜輻射相對(duì)能量分布曲線，需要注意的是，這是LiFi光源經(jīng)所有光學(xué)組件和透鏡之后所測(cè)得的光譜輸出，因而與LiFi光源本體輻射的光譜可能略微有些差異。盡管仍然有些毛刺，但光譜幾乎是連續(xù)不斷的，只在420 nm ～ 450 nm的范圍有兩個(gè)狹窄的頻帶間的光譜成分有些不足。顯色指數(shù)達(dá)到94，值得認(rèn)同。綜上所述，LiFi光源有如下特點(diǎn)：體積小巧，壽命長(zhǎng)（可達(dá)10 000 h），光譜更為完整。

外形類(lèi)似膠囊、體積小巧的光源鑲嵌在一個(gè)模塊內(nèi)，如圖3所示，該模塊誘導(dǎo)微波能量并作為散熱片以冷卻光源。可以看到一根大號(hào)的、嚴(yán)密屏蔽的同軸電纜導(dǎo)入到模塊底部。這根電纜的另一端與光源電源及與它相關(guān)聯(lián)的冷卻系統(tǒng)相連接，如圖4所示。使這根電纜盡可能短有許多好處，電源就安裝在光源的旁邊、第一組光學(xué)組件的上方，圖5展示了概貌。

幾個(gè)風(fēng)扇直接安裝在電源散熱片上，更多風(fēng)扇安裝在燈具后部，這樣有利于光源散熱。所有這些都受恒溫控制，運(yùn)轉(zhuǎn)情況正如期望的那樣，使用過(guò)程中燈體外殼維持在可以觸摸的相當(dāng)?shù)偷臏囟葼顟B(tài)。光源幾乎可以熱再啟動(dòng)，再啟動(dòng)前僅需幾秒鐘的冷卻時(shí)間。在關(guān)閉電源后再開(kāi)啟電源，斷電與光源重新點(diǎn)亮之間需要大約60 s。光源一旦點(diǎn)亮，可用30 s ～ 60 s達(dá)到滿額光輸出。

通常在這個(gè)時(shí)候，筆者會(huì)討論光源是否容易更換和調(diào)節(jié)，但是這款燈具沒(méi)有將這兩項(xiàng)功能作為普通用戶保養(yǎng)維護(hù)的工作內(nèi)容。當(dāng)LiFi光源的光輸出衰減至L50點(diǎn)時(shí)（L50點(diǎn)是指：一個(gè)普通光源在該點(diǎn)的光輸出為初始光通量的50%），累計(jì)的額定工作時(shí)間為10 000 h，并且石英泡殼在模塊中的位置已事先校準(zhǔn)好。更換光源意味著要卸下整個(gè)光源模塊，出于好奇以及拍照片的需要，筆者嘗試著卸下了光源模塊，這并不是一項(xiàng)困難的任務(wù)，但的確需要在工作臺(tái)上拆卸，并配備一整套工具，這期間需要進(jìn)行許多拆卸工作。

LiFi光源被微波源所包圍，所以，自制光學(xué)組件比平常更困難，并且沒(méi)有大的反光碗和吸熱鏡，代替這些設(shè)計(jì)的是光源模塊上的一個(gè)金屬材料制成的深橢球反光碗，它把反射光線反饋給其余光學(xué)組件，如圖3所示，它安裝在石英泡殼的上方。

2 混色與調(diào)光

位于反光碗后面的是混色與調(diào)光旗形片。有5片經(jīng)蝕刻的旗形片，其中，4片用于變換色彩（青色、品紅色、黃色與CTO），1片用于調(diào)光。每個(gè)片子上蝕刻了慣用的指紋狀二向色膜層條紋，以獲得漸變的色彩飽和度。據(jù)筆者了解，調(diào)光旗形片與電調(diào)光設(shè)備共同協(xié)作調(diào)節(jié)光源明暗。從視覺(jué)上來(lái)看，明暗變化相當(dāng)平滑，盡管實(shí)際的調(diào)光曲線有些異常，如圖6所示。調(diào)光曲線大致為一條平方定律曲線（二次曲線），調(diào)光過(guò)程中感覺(jué)不出光束有人為痕跡、沒(méi)有不良光斑。

選用的色彩提供了非常寬廣的混色色域，使用飽和的品紅色可以獲得令人滿意的深藍(lán)色。色彩變換速度極佳，混色系統(tǒng)提供了與色輪幾乎一樣快的變換速度。表1是混色系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果?；旌铣龅募t色有點(diǎn)偏琥珀色，因?yàn)橥ǔＥ鋫涞氖菤怏w放電光源，但是LiFi光源發(fā)出改良了的紅光輻射必定對(duì)此產(chǎn)生了影響。

沿著光學(xué)鏈的下一個(gè)組件通常在燈具中很難見(jiàn)到。位于旗形片后面的是一根中空的、橫截面為六邊形的光導(dǎo)管，大約長(zhǎng)5 cm、寬2 cm，由反射率良好的鋁材料制成。光射入這根導(dǎo)管，射出前在其內(nèi)部來(lái)回反射。在光導(dǎo)管內(nèi)部的反射很有可能起到了整合與均化光束的作用，使整束光的光分布更加均勻。這個(gè)效果似乎做得很好，因?yàn)檎獾幕焐Ч浅＞鶆?，沒(méi)有中心/邊緣差異，沒(méi)有色帶。

3 頻閃

頻閃旗形片安裝在六邊形光導(dǎo)管的出光口處。出光口非常小，因此，在這個(gè)地方旗形片可以做得十分小巧，可以快速運(yùn)動(dòng)，頻率范圍為0.3 Hz ～ 15 Hz。

4 色輪

表1 混色系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果

色輪上有7個(gè)可更換的扇形二向色濾色片，這些濾色片通過(guò)一個(gè)磁鎖系統(tǒng)連接到輪轂上。圖7展示了兩個(gè)色彩樣片，黃色濾色片上的磁鎖機(jī)構(gòu)清晰可見(jiàn)。圖8展示了色輪上的一個(gè)磁性定位孔的概貌。更換色片相當(dāng)容易，只要色片進(jìn)入適當(dāng)?shù)奈恢眉纯伞?/p>

表2是固定色輪相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果。由這組低透射率數(shù)據(jù)可以看出，深紅色與深藍(lán)色是高飽和度色彩。正如預(yù)料的那樣，由于LiFi光源發(fā)出改良了的紅光輻射，色輪上的紅色比混合出的紅色效果要好得多。

鄰近色之間的變換時(shí)間非?？?，少于0.1 s，安裝在色輪相對(duì)位置上的兩個(gè)色彩間的最大變換時(shí)間仍相當(dāng)快。燈具的所有轉(zhuǎn)輪都采用快速路徑算法，因此，它們總是走兩個(gè)色彩間最短的路徑。表3是色輪運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果。

色輪旋轉(zhuǎn)與慢速色彩變換相當(dāng)平滑，很實(shí)用。無(wú)框架的色片與光學(xué)組件可使Robin 300 Plasma Spot投射出半分色彩，如圖9所示，盡管在兩個(gè)色彩之間有一條明顯的白色光帶，但燈光的投射效果還算不錯(cuò)。

圖11 旋轉(zhuǎn)圖案輪

5 圖案

沿著光學(xué)鏈的下一個(gè)組件是一個(gè)可更換7個(gè)圖案片的旋轉(zhuǎn)圖案輪，和一個(gè)可安裝9個(gè)圖案片的靜態(tài)圖案輪。它們的更換機(jī)構(gòu)非常類(lèi)似：在圖案支架一側(cè)有一根長(zhǎng)的、裝有彈簧的叉狀物，把它的管腳插入輪轂上掛鉤的任意一側(cè)，兩個(gè)管腳就會(huì)被掛鉤的兩側(cè)所捕獲。要拿掉圖案支架，可以從輪盤(pán)上輕輕地揭開(kāi)它并向外拉出。表4、表5是兩個(gè)圖案輪的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果。圖10展示了兩類(lèi)圖案支架。圖11是旋轉(zhuǎn)圖案輪及其齒狀定位器的特寫(xiě)。

選用的圖案片與筆者個(gè)人愛(ài)好有些相同——盡管沒(méi)有人能在在圖案片的選擇上達(dá)成一致。其中許多圖案支離破碎，極少數(shù)是幾何圖案或其他設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)圖案輪上有一個(gè)破碎的玻璃圖案片和一個(gè)彩色圖案片。

低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行情況非常好。Robe公司在步進(jìn)電機(jī)的控制方面已經(jīng)做得非常出色，筆者沒(méi)有察覺(jué)到圖案輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中有的跳躍、抖動(dòng)的情況。定位的精確性與滯后性也相當(dāng)不錯(cuò)，測(cè)得有0.12°的誤差，即在20英尺的射距處有大約0.5英寸的誤差。圖12展示了固定圖案輪（左圖）與旋轉(zhuǎn)圖案輪（右圖）的投射圖像。

6 光闌

光闌位于輸出透鏡的前面，當(dāng)光闌完全閉合時(shí)，光束角減小至最大值的15%，相當(dāng)于當(dāng)變焦調(diào)整為最小光斑角時(shí)，最小光闌光斑角為1.7°；當(dāng)變焦調(diào)整為最大光斑角時(shí)，最小光闌光斑角為6.1°。從光闌全開(kāi)到孔徑最小最快只需0.3 s，這個(gè)速度已經(jīng)足夠快，可以創(chuàng)造出一些不錯(cuò)的動(dòng)態(tài)光闌效果。

7 透鏡與光輸出

采用一套三組透鏡系統(tǒng)幾乎已經(jīng)成為設(shè)計(jì)圖案電腦燈的慣例，Robin 300 Plasma Spot也不例外。后部透鏡組提供調(diào)焦控制，中間透鏡組提供變焦功能，前部透鏡固定不動(dòng)，作為最后的光輸出。在整個(gè)變焦范圍內(nèi)，調(diào)焦質(zhì)量令人滿意，雖然我們從圖12的左圖看到，在外側(cè)邊緣處圖像有些變形（圓形變成橢圓形），但這點(diǎn)變形通常都會(huì)存在。透鏡從一端到另一端的移動(dòng)時(shí)間：變焦需1 s，調(diào)焦需0.8 s，這樣的變焦、調(diào)焦時(shí)間對(duì)于這種規(guī)格的電腦燈而言很常見(jiàn)。

測(cè)得燈具在最小光斑角（11°）時(shí)，光輸出為2 837 lm；最大光斑角（40°，變焦比為3.6∶1)時(shí)，光輸出為2 667 lm。這些光輸出數(shù)據(jù)對(duì)于250 W規(guī)格的電腦燈而言不算最好的，但這也許是把光源壽命延長(zhǎng)到10 000 h所要付出的代價(jià)。經(jīng)光學(xué)組件與六邊形均化導(dǎo)管投射出的光斑呈現(xiàn)平直分布，如圖13、圖14、圖15所示，圖15展示了最大光斑角時(shí)人工制作的一張等照度彩圖。測(cè)得白光的相關(guān)色溫為5 100 K。

8 棱鏡

棱鏡與霧化系統(tǒng)被安裝在調(diào)焦與變焦透鏡組之間；有必要使透鏡組能自動(dòng)略微隔離，以便在某種調(diào)焦與變焦組合狀態(tài)下插入棱鏡。圖16顯示了這種布局。Robin 300 Plasma Spot有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的三棱鏡，可投射出充分分離的圖像。插入棱鏡最多需時(shí)0.7 s；它能以3.3 s/轉(zhuǎn)（18 轉(zhuǎn)/分）～170 s/轉(zhuǎn)（0.34 轉(zhuǎn)/分）的速度旋轉(zhuǎn)。

9 霧鏡

一塊霧鏡旗形片位于棱鏡之后、變焦透鏡組之前，霧鏡的插入時(shí)間為0.3 s。這里沒(méi)有什么特別之處。

10 水平與垂直旋轉(zhuǎn)

Robin 300 Plasma Spot的水平與垂直旋轉(zhuǎn)范圍分別為540°與280°。筆者測(cè)得全速全程水平旋轉(zhuǎn)需時(shí)3.8 s，180°水平旋轉(zhuǎn)需時(shí)2.3 s；180°垂直旋轉(zhuǎn)同樣需時(shí)2.3 s，全速全程垂直旋轉(zhuǎn)需時(shí)2.8 s。

在滯后性方面，測(cè)試結(jié)果相當(dāng)不錯(cuò)，水平與垂直定位精度分別為0.02°與0.04°，即在20英尺射距處的偏差分別為0.1英寸與0.2英寸。運(yùn)動(dòng)平滑度非常優(yōu)秀，對(duì)角線運(yùn)動(dòng)沒(méi)有抖動(dòng)，效果十分理想。

11 噪聲

制造商已經(jīng)改進(jìn)了水平－垂直系統(tǒng)，減少了電機(jī)發(fā)出的嘯叫聲。該款電腦燈的主要噪聲源是風(fēng)扇。表6是噪聲的測(cè)試結(jié)果。

12 電子設(shè)備與控制

電子設(shè)備分布于整個(gè)燈具中。主要的電子設(shè)備與電源位于頂盒中；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與光源電源位于燈頭內(nèi)部，用一根串行數(shù)據(jù)線把它們連在一起。圖17展示了位于燈頭中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，光源電源如圖4所示。Robin 300 Plasma Spot采用了標(biāo)準(zhǔn)的Robe觸摸屏控制面板，能夠快速進(jìn)入所有平時(shí)要用到的燈具功能。圖18展示了兩個(gè)樣屏。圖19展示了面板的后部，配備了給觸摸屏供電的電池電源，當(dāng)燈具斷電時(shí)仍可設(shè)置諸如DMX512地址等參數(shù)。

該燈提供范圍寬廣的DMX512控制器件，除16-bit可用于更多功能外，還包括可選的定時(shí)控制。正如在圖20中看到的連接器面板，除提供用于DMX512的3針和5針兩個(gè)XLR接口外，還提供支持Art-Net的RJ45以太網(wǎng)接口。

燈具冷啟動(dòng)的初始化時(shí)間為44 s，通過(guò)DMX512信號(hào)發(fā)送“重新設(shè)置（reset）”命令的初始化時(shí)間為27 s。

13 結(jié)構(gòu)與維護(hù)保養(yǎng)

燈具結(jié)構(gòu)基于我們非常熟悉的模塊系統(tǒng)，主要的光學(xué)模塊可拆卸，便于維護(hù)。筆者認(rèn)為光源與光源電源有點(diǎn)礙事，必須首先卸下它們才能獲取其他的所有組件，因?yàn)榻oLiFi光源供電的大電源使得燈頭內(nèi)部有些擁擠。在卸下蓋板后，很容易就能獲取頂盒與燈弓臂內(nèi)的組件，如圖21所示。

以上就是此次測(cè)試Robin 300 Plasma Spot圖案電腦燈的全部?jī)?nèi)容。從外觀上看，人們可能不會(huì)意識(shí)到這是一種新的光源，或許這正是Robe公司想要的結(jié)果。該燈具在延長(zhǎng)光源壽命的同時(shí)，增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，并且略微減少了光輸出，這一切設(shè)計(jì)是否合理，是否符合用戶的期待，還請(qǐng)用戶通過(guò)不斷的實(shí)踐做出更為準(zhǔn)確的判斷。