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)
本次考察按這樣的流程進(jìn)行:從光源開始,沿著光學(xué)鏈依次展開測試工作,并以光輸出結(jié)束考察。筆者盡可能客觀地進(jìn)行測試工作,以便讀者可以依據(jù)這些信息對燈具做出準(zhǔn)確的判斷。筆者測得的數(shù)據(jù)都基于生產(chǎn)企業(yè)提供的受測燈具(見圖1)。對該款電腦燈進(jìn)行測試時,該燈均在115 V、60 Hz的電壓下運(yùn)行,但該燈的額定電壓范圍為120 V~240 V、50/60 Hz。
筆者提示:讀者應(yīng)根據(jù)該燈的用途來看待這些數(shù)據(jù)。如果按普通電腦燈的要求來評估該燈的性能,可以像往常那樣看待這些數(shù)據(jù);但如果把它當(dāng)作一臺效果燈具,諸如光通量等數(shù)據(jù)就顯得不是那么重要,對于這類效果燈具而言,真正吸引觀眾的是其光束效果。
Clay Paky公司為該燈配置了飛利浦公司的MSD Platinum 5R光源(見圖2),該光源的電弧極短——僅為1 mm,尤其適合該燈使用。電弧短就意味著其他部件也可以做得很?。ㄖ饕槍﹂_孔而言),而且依然保持高效率。Clay Paky公司無疑將極其狹窄的光束確定為Sharpy光束電腦燈的首要目標(biāo),所以,它采用二向色性鍍膜的一體化反光鏡產(chǎn)生的峰值型光分布。由于光通量高度集中,在光路中插入小型圖案后,光通量不會有太多的損失。MSD Platinum 5R光源在160 W功率(實(shí)際額定功率為189 W)下運(yùn)行時,額定壽命為2 000 h。
盡管該光源更換起來不如最近許多燈具采用的速裝(FastFit)光源方便,但是也不至于太困難:首先卸下外殼,擰掉兩顆螺絲,再移走散熱風(fēng)扇,用于固定光源的金屬片便顯露出來。然后,就可以輕松地拆下這個由光源和反光鏡構(gòu)成的組合部件,并在原位置安裝上新的光源。圖3展示了已安裝到位的光源,在其上方有一個散熱風(fēng)扇。由于反光鏡的焦距很短,因此,位于出光口附近的旗形調(diào)光片、隔熱鏡(hot mirror)與圖案輪彼此之間緊挨著。圖4是筆者從頂部觀察到的光源、隔熱鏡與轉(zhuǎn)輪情況,還可以看到一個小吹風(fēng)機(jī),它引導(dǎo)空氣通過隔熱鏡與光閘區(qū)域。對于像MSD Platinum 5R這一類沒有附加散熱護(hù)套的光源而言,燈具應(yīng)具備良好的散熱系統(tǒng),這一點(diǎn)非常重要,為此,光源組件的面板上裝有一個溫度傳感器,以使燈具的溫度保持在合適的范圍之內(nèi)。
圖1 Sharpy光束電腦燈
圖2 光源
圖3 光源所在位置
圖4 光源與轉(zhuǎn)輪
圖5 調(diào)光曲線
圖6 色輪
下一個部件是調(diào)光/頻閃裝置。這個裝置是一對典型的邊緣呈鋸齒狀的雙開旗形片,每一片旗形片由單個電機(jī)控制,用于遮擋光線。
鑒于該燈的用途與其他燈具不同,這可能會改變讀者對其調(diào)光性能的看法。如把它當(dāng)作一臺普通的電腦燈,該燈的調(diào)光性能很差,而且在光束中呈現(xiàn)出十分明顯的花紋。該燈的調(diào)光曲線也是筆者曾經(jīng)見過的最奇怪的調(diào)光曲線(見圖5),由圖可見,只有當(dāng)DMX輸入值降到50%,光輸出才開始直線下降。光強(qiáng)度的峰值分布使這一問題更加嚴(yán)重,這是因?yàn)橹挥挟?dāng)旗形片的閉合幅度超過一半時,它們才能擋住一部分光線。該調(diào)光裝置無法實(shí)現(xiàn)漸變的、微妙的調(diào)光效果。然而,作為一臺以投射平行光束見長的效果燈具,當(dāng)用作頻閃的裝置與圖案輪結(jié)合使用時,其表現(xiàn)十分出色。筆者測得該燈的頻閃頻率的范圍為1 Hz ~ 12 Hz,除了能營造出有規(guī)律的頻閃效果以及隨機(jī)的頻閃效果,還能營造出脈沖的頻閃效果。
緊隨旗形調(diào)光片之后的部件是色輪。在色輪上有14個固定式二向色性濾色片,外加一個空白??梢酝ㄟ^一個快速釋放磁耦合裝置來更換整個色輪,但色輪上的濾色片是無法更換的(它們都粘貼于色輪之上)。色輪上所有開孔的形狀都為圓角梯形,而二向色性濾色片的形狀為梯形。色彩之間僅有一小段狹窄且不透光的擋片,因此,色彩的變化幾乎是連續(xù)不斷的。圖6展示了該色輪的外貌,表1列出了色彩的透射率。
由于該燈發(fā)出的白光的色度坐標(biāo)遠(yuǎn)離黑體輻射軌跡,無法測得相關(guān)色溫,盡管那只是特殊光源和隔熱鏡的組合,筆者曾測試過其他類似實(shí)例的色溫約為6 700 K~7 500 K。在光路中分別插入CTO 2600與CTO 1900色溫校正片后,測得相關(guān)色溫分別為2 950 K與4 200 K;而插入CTB 8000色溫校正片后,白光的色度坐標(biāo)再度遠(yuǎn)離黑體輻射軌跡。
該燈的色域?qū)拸V,但由于光源光譜中缺少紅色光譜,紅色效果欠佳,不過其他色彩的飽和度都很高,筆者尤其喜歡其中的湖綠色。兩個色片之間的間隔十分狹窄,因此,即便色輪非常靠近焦平面,半色效果依然相當(dāng)不錯。
表1 色彩的透射率
由于色輪的尺寸小,色彩的更換速度非??欤喌男D(zhuǎn)速度也很快,可營造出脈動的彩虹效果,十分有意思。表2為色輪的主要參數(shù)。
色輪旋轉(zhuǎn)與色彩更換都十分平滑,沒有察覺到抖動現(xiàn)象。
該燈只有一個固定式圖案輪。該圖案輪與Clay Paky公司早期生產(chǎn)的燈具中的一些圖案輪有些類似,都是在一塊大的不銹鋼薄片上蝕刻17個圖案。如同色輪一樣,該圖案輪更換起來很容易,但上面的圖案是無法更換的。這種結(jié)構(gòu)使圖案輪擁有薄、小、輕的特點(diǎn)——該燈定位精確,與主功能相比其他功能都是次要的。圖7展示了該圖案輪的外貌,為了說明圖案輪的大小,筆者在其旁邊放置了3枚硬幣,從上自下分別為1歐分、1美分與1便士,無論讀者最熟悉哪一枚硬幣,筆者相信都會認(rèn)為這個圖案輪相當(dāng)小。其最小的圓形圖案的直徑僅為1 mm左右。
與色輪一樣,圖案輪也很輕,因此,旋轉(zhuǎn)速度非???。當(dāng)緩慢旋轉(zhuǎn)時圖案輪也表現(xiàn)得十分平滑,沒有抖動現(xiàn)象,定位十分精確。表3為圖案輪的主要參數(shù)。
對于較大圖案而言,該燈的調(diào)焦性能很一般,中心與邊緣的成像質(zhì)量存在很大差異。如上所述,該燈采用的光學(xué)系統(tǒng)最有利于投射狹窄光束,并可確保在離圖像中心1/3范圍內(nèi)圖像的高清晰度,位于中心部位的小型圖像看上去十分清晰。透鏡配有消色差組件,因此,色差降到了最低限度。
圖8展示了從光源視角觀察到的情況,可以看到旗形調(diào)光片、色輪以及最小的圖案,該圖案位于中心位置,也恰好位于反光鏡的焦點(diǎn)處。
表2 色輪主要參數(shù)
表3 圖案輪主要參數(shù)
圖7 圖案輪
柔光片是可變動的。整個柔光片可以切入/移出光路,然而,整個光束并非總是充分均勻柔和的,只有當(dāng)柔光片位于適當(dāng)?shù)奈恢脮r,它才能充分柔化光線。盡管它不是柔光鏡,但的確起到了柔光的效果。
可旋轉(zhuǎn)的棱鏡也安裝于柔光片所在的裝置上。對于一臺光束效果燈具而言,棱鏡是其關(guān)鍵部件,因此,Clay Paky公司在此添加了一些額外的配件。此棱鏡為八棱鏡,棱面對稱,可投射出充分分離的圖像,對小型圖案而言更是如此。筆者測得棱鏡切入/移出光路需時1 s,在切入狀態(tài)下,棱鏡旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)范圍很大,可從42 r/min一直降到0.04 r/min(即旋轉(zhuǎn)一周需時25 min),最慢時幾乎察覺不到它在旋轉(zhuǎn)。
上文提到柔光片與棱鏡安裝于同一裝置之上,該裝置在電機(jī)的驅(qū)動下可沿光軸前后移動,經(jīng)棱鏡投射出的8束獨(dú)立的光如同花瓣一樣開閉自如,起到了變焦作用。圖9展示了該系統(tǒng)運(yùn)行時的某一瞬間,圖的左半部分是該裝置位于后部位置(緊鄰圖案輪),而圖的右半部分則是它在向輸出透鏡方向移動。
8 從光源視角看到的情況
圖9 棱鏡的移動
圖10 線性傳動裝置
該燈采用了3塊鍍膜透鏡,都位于燈具前部,可把其分為兩組:其中一組透鏡可前后移動,起到調(diào)焦的作用;另一組固定不動,作為光輸出透鏡。所有透鏡的孔徑都要比開孔尺寸大,因此,非常適合用來投射光束角極其狹小的光束。這些大尺寸透鏡由如圖10所示的兩個線性傳動裝置驅(qū)動,在這兩個裝置的驅(qū)動下,透鏡能以合適的速度做精確的線性運(yùn)動,全程需時1.5 s。
現(xiàn)在進(jìn)入光輸出的測量。該燈的光束角極其狹窄,這給測量工作帶來一些難度。筆者使用的測量方法需要燈具在屏幕上投射一個直徑為3英尺(約1 m)的有效光斑(照度值不小于最高照度值10%的范圍為有效光斑)。對該燈來說,即使在40英尺(約12.2 m)的射距處也得不到直徑為3英尺(約1 m)的截止光斑(照度值不小于最高照度值3%的范圍為截止光斑)。對于大部分電腦圖案燈而言,光斑角(圓形有效光斑的直徑兩端與出光口中心點(diǎn)連線所形成的夾角)與截止角(圓形截止光斑的直徑兩端與出光口中心點(diǎn)連線所形成的夾角)的大小基本相同;但對于該燈而言,由于其光強(qiáng)度分布曲線的中部十分陡峭,這兩個數(shù)據(jù)相差很大。筆者以截止光斑為測量對象,進(jìn)而計(jì)算出該燈在有效光斑狀態(tài)下的射距(射距為91英尺,約27.8 m)與光輸出。順便提一下,筆者工作室內(nèi)的最大間距連40英尺(約12.2 m)都不到,更不用說91英尺(約27.8 m),所以,只好到夜幕籠罩下的室外進(jìn)行測量。筆者在街道旁投射燈光,并設(shè)置了測試目標(biāo),而且還跑到鄰居家屋前的草坪上進(jìn)行測量。
圖11為該燈在40英尺(約12.2 m)射距處的光強(qiáng)度分布曲線(光閘完全打開,橫坐標(biāo)標(biāo)到截止角為止),可見,該燈的截止角約為4.4°。但是可以看到在中間位置有一段十分陡峭的尖峰,也就是說,該燈的光斑角度數(shù)(光斑角為1.8°)還不到截止角度數(shù)的一半,而半峰值角(圓形半峰值光斑的直徑兩端與出光口中心點(diǎn)連線所形成的夾角為半峰值角,照度值不小于最高照度值50%的范圍為半峰值光斑)約為0.8°。圖12也為該燈在40英尺(約12.2 m)射距處的光強(qiáng)度分布曲線,只是該圖的橫坐標(biāo)標(biāo)到光斑角為止,這樣有利于筆者計(jì)算出光斑角的真正大小。然后,就可以計(jì)算出該燈的有效光通量(有效光斑范圍內(nèi)的總光通量為有效光通量),其數(shù)值略大于4 000 lm。由于最高照度點(diǎn)偏離光中心,光強(qiáng)度分布曲線看上去略微有些怪異,但這不會對光輸出的計(jì)算帶來太大影響。筆者認(rèn)為光源的安裝位置直接影響著光強(qiáng)度的分布狀態(tài)。
圖11 光強(qiáng)度分布曲線(到截止角為止)
圖12 光強(qiáng)度分布曲線(到光斑角為止)
現(xiàn)在該回到本文開頭所談到的問題:該燈的亮度是否令人滿意?這個問題的答案取決于讀者對燈具的預(yù)期用途。該燈在亮度方面的表現(xiàn)很一般,但是作為一臺以投射窄光束為主的效果燈具,筆者認(rèn)為其表現(xiàn)得相當(dāng)出色,通常很難把那么多的光通量聚集到如此狹窄的光束角內(nèi)。
在以上的測試過程中,光閘始終處于打開狀態(tài)。把一個小型圖案插入光路中,投射出的光束才稱得上是真正的狹窄光束。最小的圖案插入光路后,光束大小變?yōu)樵馐?0%(截止角約為0.4°)。筆者在40英尺(約12.2 m)射距處測得光斑的直徑為3.5英寸(約9 cm)——幾乎為平行光線。
在對如此狹窄的光束角進(jìn)行調(diào)焦時會產(chǎn)生十分有趣的現(xiàn)象:光束會在空中形成一個交叉點(diǎn),在該點(diǎn)附近光束先收縮然后再擴(kuò)展出去;在緩慢調(diào)焦的過程中,可以看到該交叉點(diǎn)沿光束前后移動。這種視覺效果相當(dāng)不錯,在煙霧彌漫的環(huán)境中視覺效果更佳。Clay Paky公司宣稱已為該光學(xué)系統(tǒng)申請了專利。
該燈可水平旋轉(zhuǎn)540°,垂直旋轉(zhuǎn)250°。筆者測得水平全程旋轉(zhuǎn)需時2.5 s,180°水平旋轉(zhuǎn)需時1.25 s;垂直全程旋轉(zhuǎn)需時1.5 s,180°垂直旋轉(zhuǎn)需時1.25 s。如果因碰撞使燈具發(fā)生錯位,水平旋轉(zhuǎn)與垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的光電編碼器可使燈具重新定位。筆者測得水平與垂直方向上的定位精度均為0.32°,即在20英尺(約6 m)射距處的偏差為1.3英寸(約3.3 cm)。水平旋轉(zhuǎn)與垂直旋轉(zhuǎn)都十分平滑,所有電機(jī)也都相當(dāng)不錯。圖13展示了包括編碼輪與傳感器在內(nèi)的垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
圖13 垂直旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)
與其他電腦燈一樣,風(fēng)扇是該燈最主要的噪聲源。只有中速水平旋轉(zhuǎn)與調(diào)焦過程中發(fā)出的噪聲略大于風(fēng)扇發(fā)出的噪聲(見表4)。
表4 噪聲水平
該燈從接通電源到完成整個初始化程序需時55 s,運(yùn)行時的復(fù)位程序需時42 s。在復(fù)位方面該燈表現(xiàn)得十分出色,首先燈光亮度漸漸降低直至切光,然后進(jìn)入復(fù)位程序,最后燈光再漸漸亮起直至回到原先狀態(tài)。這兩段時間都很長,但從好的一面來看,光源能夠利用這兩段足夠長的時間冷卻下來,并且當(dāng)恢復(fù)供電后,光源在燈具初始化的過程中就能被再次觸發(fā)。
該燈在115 V、60 Hz電壓下穩(wěn)定運(yùn)行時,電流為2.59 A、功耗為301 W、功率因數(shù)為0.98。當(dāng)所有電機(jī)同時運(yùn)行時,峰值功耗為320 W。
該燈的控制電路與電機(jī)分布于整臺燈具之中,并用一根數(shù)據(jù)總線把它們連接起來,現(xiàn)在幾乎所有的制造商都采用這種布局方式。圖14展示了頂盒內(nèi)部的各種部件,里面除了有電池(在燈具未接通電源時,該電池可為菜單系統(tǒng)供電,以便用戶設(shè)置系統(tǒng)參數(shù))外,還有一個電源與一塊主電路板。圖15展示的是一塊主電機(jī)驅(qū)動板,它位于一個燈弓臂內(nèi),此處始終處于低溫狀態(tài),因此也就成為安放主電機(jī)驅(qū)動板的最佳位置。外殼很容易拆卸,燈體內(nèi)部的各種部件也很容易接觸到。
圖14 頂盒內(nèi)部的各種部件
圖15 驅(qū)動板
圖16 顯示屏
圖17 接口
Clay Paky公司為該燈配置了一塊圖形液晶顯示屏與控制鍵,以便用戶設(shè)置參數(shù),所有常用功能都可通過菜單進(jìn)行設(shè)置(見圖16)。如上所述,在燈具未接通電源時,可由電池為其供電。
頂盒的另一個側(cè)面是一塊接口面板(見圖17),上面除了有Powercon電源接口與Ethercon以太網(wǎng)接口外,還有5針與3針的DMX512 XLR接口。這6個接口為一整套Neutrik接口。
該燈具的燈頭結(jié)構(gòu)與其他電腦燈的燈頭結(jié)構(gòu)非常類似:脊骨式機(jī)架,其上裝有各種可拆卸的模塊,由注塑外殼把它們封閉起來。維修與清潔應(yīng)該不成問題。圖案輪與色輪借助輪轂上的磁鐵固定在合適的位置,很容易就地更換這兩個轉(zhuǎn)輪。要恢復(fù)到原先狀態(tài)略微有些難度,但是只要稍加訓(xùn)練都能做到。筆者再次特別提示:該燈的外殼上貼有一張標(biāo)簽,上面標(biāo)明了該燈與被照對象之間的最短距離。對大部分電腦燈而言,這段距離通常為幾米,然而對于這臺電腦燈來說,這段距離應(yīng)達(dá)到12 m(窄光束帶來的結(jié)果)。Clay Paky公司宣稱,為使該燈適用于小型演出場所,他們正在制作一個安全的中性密度濾光片。
在筆者看來,Sharpy光束電腦燈是一臺十分有意思的效果燈具,以投射強(qiáng)勁的狹窄光束見長。飛利浦公司的MSD Platinum 5R光源在這臺燈具中表現(xiàn)得十分出色,在一定程度上提升了燈具的性能。
筆者希望本文能提供有價值的信息,讓讀者更好地了解該燈的特性,并使其在演出中得到充分的應(yīng)用。