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淺談仿生設(shè)計(jì)在LED燈具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2015-07-07 23:29江坤
科技與創(chuàng)新 2015年10期
關(guān)鍵詞:仿生設(shè)計(jì)半導(dǎo)體

江坤

摘 要:近年來,LED技術(shù)的發(fā)展給燈具設(shè)計(jì)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(diǎn),給設(shè)計(jì)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(jì)在LED燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

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

中圖分類號(hào):TM923.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射,直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、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(lán)、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(jì)是以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。LED燈具與白熾燈比較,其最大的發(fā)展動(dòng)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對燈具和照明系統(tǒng)的應(yīng)用取得了明顯的進(jìn)步。

2 LED技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

LED技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有:①高節(jié)能。超低功耗(單管0.03~0.06 W)LED的廣泛應(yīng)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(dòng)部分,不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn),使用壽命可達(dá)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(lán)三基色原理,在計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)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(jì)算機(jī)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(dǎo)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(diǎn)。

3 仿生設(shè)計(jì)在LED燈具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

自然界蘊(yùn)藏著極其豐富的有機(jī)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(jì)中的許多創(chuàng)意都來源于自然界。

燈具設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為形態(tài)的仿生。形態(tài)仿生設(shè)計(jì)學(xué)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(yīng)的藝術(shù)處理手法將之應(yīng)用于設(shè)計(jì)之中。

仿生設(shè)計(jì)從形態(tài)上可以細(xì)分為具象仿生設(shè)計(jì)和抽象仿生設(shè)計(jì)。

3.1 具象仿生設(shè)計(jì)

具象仿生設(shè)計(jì)是對生物體的整體形態(tài)或局部特征運(yùn)用模仿、提升、細(xì)化、組合等方式進(jìn)行設(shè)計(jì),并應(yīng)用于燈具形態(tài)中。這種具象仿生設(shè)計(jì)方法可以使人產(chǎn)生心理、生理效應(yīng)和情感呼應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)LED燈具設(shè)計(jì)的功能和意義。

如圖1的發(fā)光水母LED燈具設(shè)計(jì)。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(lán)色的層疊漸變,形象生動(dòng)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(dòng),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(jì)。這個(gè)作品將具象仿生設(shè)計(jì)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(gè)個(gè)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(jì)

抽象仿生設(shè)計(jì)是對生物體的整體形態(tài)或局部特征進(jìn)行抽象、提煉、簡化,并應(yīng)用聯(lián)想、移情、組合等方式進(jìn)行抽象化處理,然后應(yīng)用于燈具形態(tài)中。這種抽象仿生設(shè)計(jì)方法可以使人產(chǎn)生心理、生理效應(yīng)和情感呼應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)LED燈具設(shè)計(jì)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(jì)。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(jì)升華到生與光輝、死與黑暗的哲學(xué)高度。這樣的產(chǎn)品不但滿足了基礎(chǔ)的照明需求,同時(shí)還具備了情感性、哲學(xué)性等特點(diǎn)。

如圖4的仿天鵝LED燈具設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)師通過簡約的弧形線條對天鵝的形態(tài)進(jìn)行提煉和抽象化,并將天鵝活動(dòng)時(shí)不同的狀態(tài)融入設(shè)計(jì)元素中。產(chǎn)品外觀具備了簡約、時(shí)尚的特征,并在使用狀態(tài)上更具靈活性、生動(dòng)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(yùn)用到燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)中, 仿生設(shè)計(jì)理念起著非常重要的作用。仿生設(shè)計(jì)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(jià)值、體驗(yàn)價(jià)值、情感價(jià)值,甚至是哲學(xué)上的意義。擴(kuò)大到其他產(chǎn)品,仿生設(shè)計(jì)在其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)中同樣扮演著重要的角色。正確地運(yùn)用仿生設(shè)計(jì)理念進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),是一個(gè)能產(chǎn)生源源不斷創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。

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

參考文獻(xiàn)

[1]劉青春,何霞.產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)探究[J].包裝工程,2006,27(4):194-196.

[2]詹慶旋.照明設(shè)計(jì)[M].北京:中國出版集團(tuán),2012.

〔編輯:王霞〕

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