今天看到这位盒友说自己因为灯的频闪眼睛疼,这里大概讲一下大家如何选择来避免吧。
也注意不要陷入“贵才是好的”的陷阱,简单的需求却买了个几百上千的专业级的灯
首先讲频闪是怎么来的。
理论上,我们给灯比如LED通电,它就会亮。这很好理解。
但是这样的话,我们只能让灯开或者关,是不能够调节它的亮度的。
而市场上确实是有亮度调节的需求。那么要造出调节亮度的灯,我们得改变给这个灯的电压,电压越大越亮嘛,这个也很好理解。
(当然实际上,LED由于自己的特性,应当用电流大小来控制也就是恒流控制,这个比较复杂不展开)
但是要让控制芯片直接输出不同的电压/电流是比较难的,因为我们知道计算机是数字信号只有0和1也就是关闭/打开,控制灯的单片机也是这样。
这需要用到DAC,把我们的数字信号变成连续变化的电压/电流。很多LED控制芯片都集成好了控制器、DAC、恒流反馈,可以直接输出某个电流。
那么可不可以用数字信号也能让灯亮度变化呢?
想象一下,假如我们很快地对灯打开又关上,只要足够快,那么由于人的视觉暂留现象会把亮和不亮叠加在一起,变成一种没那么亮的中间态。调节亮的时间占比,我们就能让人眼看到的亮度发生变化。
这就是PWM。这成功实现了亮度的调节。
但如果这种不断打开关上的速度不够高,比如只有几百Hz,可能会造成眼睛的不适。因为低频PWM闪烁的过程人眼是可以察觉的,造成影响。
通常来讲照明行业业内一般是以20-40kHz的高频调制或者是DC驱动为上,让频闪达到人完全感知不到的范围。
不对人眼造成不适,这应当是灯具最基本的要求。
某些杂牌的小灯,为了尽可能简单、极致地节省成本,直接用单片机输出PWM控制的话,由于便宜单片机PWM分辨率的问题这个调光频率比较低,就可能造成问题。
相关研究表明可能导致视觉疲劳、头痛、偏头痛诱发、阅读效率下降,比如图里这位盒友这样眼睛疼之类的,这个因人而异,敏感的人会格外敏感。
那么如何避免呢?
根据前面讲的原理,最简单的方法当然是买最便宜的不能调节亮度的款式即可,那种直接给USB输入的5V降个压就给到LED了,不涉及PWM等,几乎没有频闪。稍微好一点灯的会用上简单的恒流驱动,这种只要做好外围电路也没什么问题。
(严谨地说,不可能没有频闪,因为开关电源、升降压、调制等必然会有小的抖动,但是做好了基本Layout和滤波等对人就没有影响了,当然非正常产品不做讨论。下文同理)
而如果要买能够调节亮度的灯,那就要买好一点的品牌,像是小米什么的,会用比较好的LED驱动芯片,在调光和滤波之类该做的地方做好,或者是用DC。这些措施也不贵,几十块就能买到很好的灯了。
然后关于眼睛不适的话还可以关注柔光方案,比如说桌面上写作业的灯。举个例子,广州比较好的高中教室的灯是专门的护眼灯:直视不会晃眼,这里涉及到UGR等指标;还有光谱接近自然光之类的。这些据信可以帮助减少眼疲劳与近视的发生。
然后再说说那些贵的灯。比如说同样是这样的挂灯,书客、明基等牌子买到299甚至1000以上,那是因为满足了一些专业级别的需求。
首先是显色指数Ra,指的是这个灯下面对物体颜色的还原效果。比如说一个白色的杯子,在黄色的灯下面看会看起来偏黄,蓝色的灯下面会变得偏蓝。
书客、明基的这些贵的灯的显色指数很高(90以上),可以避免这类问题。因此适合画画等专业级的使用场景。
普通人拿来照亮桌子的话几十块的灯就够了,不要买个几千块的灯暴殄天物。
而明基那些上千块的灯能卖这么贵是因为更加专业,很多东西是参数覆盖不到的。
包括前面说的显色指数Ra,实际上只测R1-R8的颜色,对R9-R14的颜色覆盖不到,因此某些灯标注显色指数很高但实际上并不还原,就是因为没做那部分的覆盖。而专业级的灯会在这些地方也做好。
还有非对称配光、均匀度等。
除此之外还有很多概念,像是导演用的监视器的专门的遮光罩用来防止灯光影响色彩等,就不详细说了,这就跟Hi-Fi一样越深挖东西越多。
大概就说这么多,看完对于灯具、调光能够有个基本的认识。
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