LED在舞台制景中的应用设计及城市灯光环境中的应用.doc

LED在舞台制景中的应用设计及城市灯光环境中的应用1 前言LED是一种可直接将电能转化为可见光的发光器件，按用途主要分为显示屏（单色屏、双色屏和全彩屏，其次是彩幕、彩色巨阵），特种灯及照明亮化，汽车的各种用灯，传统市场应用等。由于它具有工作电压低、功耗小、发光效率光高、发光反应快、光色纯、结构牢固、抗冲击、耐震动、性能稳定可靠、体积小、重量轻和使用寿命长（相对照明亮化设备而言）等优点，因此发展速度非常快。2 LED彩幕设计虽然LED从诞生之日到现在还不到半个世纪，但其应用却得到飞速的发展。舞台照明是LED比较成熟的一个应用领域。央视许多大型综艺节目都运用了LED，例如“星光大道”、“春节文艺晚会”、“同一首歌”等。分析其受欢迎的原因，一是当“屏幕”使用，可以显示多种动态文字和图案，这是其他任何手法都无法比拟的；二是“亮度”，当全部LED点亮时照度可达300500Lx（20003000cd/m2），可当舞台灯光使用，而且是“全彩”的，这一点很重要。2.1彩幕单元结构（1）尺寸：考虑到运输等因素，结构还是以“积木”型为好。每个单元的大小应易于人们搬运。所以，做成的尺寸是1200mm（高）600mm（宽）70mm（厚），每个像素点间距是37.5mm；纵向、横向任意拼凑。纵向：12007200mm，任何高度（16块）；横向：60060000mm，任何长度（1100块）。快捷、牢固、可靠，20100m2，一般在0.51.5h内能亮起来。（2）亮度高：20003000cd/m2；（3）扫描方式：1/4扫描；（4）像素安装方式：印制板焊接，比国内其他厂家的网状铜丝拧捆式结构好得多。牢固可靠，故障率低；屏幕的亮度、颜色、方向性佳，一致性好；避免了“马赛克”现象；使用寿命长。（5）连接方式：数据连接采用超五类四对双绞线，电源采用插头插座连接。（6）喷涂军用三防涂料（大屏幕背面喷涂或涮涂，插头、座浸涂），三防为防尘、防雨、防霉。2.2彩幕结构（1）像素点密度：711点/平方米（像素点中心距：37.5mm）；（2）每个像素的点构成：2红+1纯绿+1纯蓝（亮度高，视觉效果好）；（3）每个单元箱体尺寸（高宽厚）：1200mm600mm70mm；（4）背面支架尺寸（高宽厚）：1200mm20mm400mm，总厚度为470mm；（5）任意拼装；（6）重量：每块6kg；（7）功率：100W/m2；（8）通透率：50%左右。2.3 LED彩幕结构示意图（如图1所示）2.4 屏体组装单元箱体之间的连接（如图2所示）：（1）左右位置：定位销定位，使用M6手柄（需用螺母）连接，位置在两侧上下孔共4个位置。整屏两侧不连，如图2所示。（2）上下位置：定位销定位，使用M6手柄连接。（3）箱体与支架的连接：使用M625螺杆固定连接。箱体固定孔位置如图3所示；支架固定孔位置如图4所示。（4）支架间的连接：使用M640的螺杆连接。连接位置如图5所示。2.5 连接箱体按照结构示意图连接电源和信号线：（1）电源线的连接要求方便，总电源线所带负载应在要求规定的安全负载之内；（2）信号线的连接要求插装正确，无插错位和插反的现象；（3）网线的安装要求正确，接触良好；（4）所有线缆连接无误后，确认没有短路、断路现象后方可通电。2.6 注意事项（1）在搬运过程中要注意防静电的处理，加用防静电垫；（2）拆装过程中，注意避免接触到线路板和发光管、集成电路等；（3）箱体边框应连接地线。2.7 控制计算机系统要求2.7.1 运行环境操作系统：中文WINME/9x/2000/NT/XP（1）最低配置CPU：奔腾133MHz以上；内存：32M；显卡：标准VGA256显示模式以上；其他：无。（2）建议配置CPU：奔腾233MHz以上；内存：64M以上；显卡：SVGA 16位色以上显示模式。（3）设置要求适用于分辨率为1024768以内的屏体设置：通过RS232串口控制。2.7.2安装安装步骤：双击LedV5.5_Setup_Chs_vip.exe,进入安装界面，如图6（ae）所示。注意事项：在安装文件时，最好把安装文件拷贝到本地执行。2.7.3卸载可以通过以下方法卸载软件：（1）可在【控制面板】中选择【添加/删除程序】快速卸载，即删除软件的所有文件、程序组和快捷方式。（2）在开始程序菜单中删除本软件。3 前景和趋势长期以来，由于LED光效低的原因，其应用仅局限于显示领域。随着超高亮度LED的出现，在照明领域的应用成为可能。据国际权威机构预测，21世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。目前，照明消耗约占整个电力消耗的12%，降低照明用电量是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出许多节能照明器具，并达到了一定的效果。但是，距离“绿色照明”的要求还远远不够，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。而LED以其独有的优势正吸引着世界的目光。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国若用LED取代55%的白炽灯和55%的日光灯，每年可节省350亿美元电费，减少7.55亿吨二氧化碳排放量。日本若将100%的白炽灯换成LED，可减少相当于12座核电厂每年的发电量，每年节省10亿公升以上的原油消耗。在台湾地区，若用LED取代25%的白炽灯和100%的日光灯，每年可节省110亿kWh电。日本早在1998年就编制了“21世纪计划”，针对新世纪照明用LED光源进行实用性研究。近年来，日本日亚化学、丰田合成、SONY、佳友电工等已有大量LED照明产品问世。世界著名的照明公司如飞利浦、欧司朗、GE等也投入大量的人力物力进行LED照明产品的研究开发和生产。美国GE公司和EMCORE公司合作成立新公司，专门开发白光LED，以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。台湾地区LED的产量目前仅次于日本列在美国之前，并在1998年投入6亿新台币进行相关开发工作。LED发展已有几十年，但在照明领域的应用还属于新技术。随着LED技术的不断发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的背景下，LED在照明市场的前景将备受全球瞩目，被业界认为是未来10年最具潜力的照明市场，LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。因此，人们要改变设计思路，大胆地采用LED，运用一些新材料、新产品如LED彩幕、LED组成的巨阵等设计出舞台制景、亮化楼体、亮化广场，这样的景观必然新颖别致、光彩夺目，广大群众一定满意。4照明应用中存在的主要技术问题近年来，LED的发光效率正在逐步提高，商品化的器件已达到白炽灯的水平，景观灯采用的白色LED发光效率接近荧光灯的水平，并在稳步增长中。但是，在照明普及应用方面仍存在一些技术性问题。（1）光通量有待于进一步提高。采用LED作为照明光源，必须具有更高的发光效率。（2）LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光的成分，给人温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分，在这种光的照明下，人们的视觉会感到不自然。 （3）价格昂贵。这是影响LED照明普及的主要原因。但是，近年来由于晶片技术的改良，LED制造成本正在急剧下降，近三年来LED的价格下降了近50%，正朝着高效率、低成本的方向发展，这为LED在照明领域的应用提供了有利的条件。此外，较好的性价比也可以弥补成本价格方面的不足。5LED照明技术在灯光环境中的应用近几年来，LED在城市灯光环境中得到了广泛的应用。LED光源照明技术应用于城市灯光环境建设中，产生了良好的效果，积累了丰富的经验。如石家庄市槐安高架桥、石家庄市的网通大厦、广州电力大厦、广州鹤洞大桥、广州工商行大厦、珠海迎宾南路灯光工程、东莞中心城区灯光工程、郑州河南医科大立交桥、上海延安路灯光工程、湖南常德市丹阳天桥、南通市通讯塔灯光工程等都运用了LED灯。随着全国城市化的进一步发展，灯光环境（包括路灯、景观灯、艺术灯等）建设领域将不断扩大，