今天看到這位盒友說自己因爲燈的頻閃眼睛疼,這裏大概講一下大家如何選擇來避免吧。
也注意不要陷入“貴纔是好的”的陷阱,簡單的需求卻買了個幾百上千的專業級的燈
首先講頻閃是怎麼來的。
理論上,我們給燈比如LED通電,它就會亮。這很好理解。
但是這樣的話,我們只能讓燈開或者關,是不能夠調節它的亮度的。
而市場上確實是有亮度調節的需求。那麼要造出調節亮度的燈,我們得改變給這個燈的電壓,電壓越大越亮嘛,這個也很好理解。
(當然實際上,LED由於自己的特性,應當用電流大小來控制也就是恆流控制,這個比較複雜不展開)
但是要讓控制芯片直接輸出不同的電壓/電流是比較難的,因爲我們知道計算機是數字信號只有0和1也就是關閉/打開,控制燈的單片機也是這樣。
這需要用到DAC,把我們的數字信號變成連續變化的電壓/電流。很多LED控制芯片都集成好了控制器、DAC、恆流反饋,可以直接輸出某個電流。
那麼可不可以用數字信號也能讓燈亮度變化呢?
想象一下,假如我們很快地對燈打開又關上,只要足夠快,那麼由於人的視覺暫留現象會把亮和不亮疊加在一起,變成一種沒那麼亮的中間態。調節亮的時間佔比,我們就能讓人眼看到的亮度發生變化。
這就是PWM。這成功實現了亮度的調節。
但如果這種不斷打開關上的速度不夠高,比如只有幾百Hz,可能會造成眼睛的不適。因爲低頻PWM閃爍的過程人眼是可以察覺的,造成影響。
通常來講照明行業業內一般是以20-40kHz的高頻調製或者是DC驅動爲上,讓頻閃達到人完全感知不到的範圍。
不對人眼造成不適,這應當是燈具最基本的要求。
某些雜牌的小燈,爲了儘可能簡單、極致地節省成本,直接用單片機輸出PWM控制的話,由於便宜單片機PWM分辨率的問題這個調光頻率比較低,就可能造成問題。
相關研究表明可能導致視覺疲勞、頭痛、偏頭痛誘發、閱讀效率下降,比如圖裏這位盒友這樣眼睛疼之類的,這個因人而異,敏感的人會格外敏感。
那麼如何避免呢?
根據前面講的原理,最簡單的方法當然是買最便宜的不能調節亮度的款式即可,那種直接給USB輸入的5V降個壓就給到LED了,不涉及PWM等,幾乎沒有頻閃。稍微好一點燈的會用上簡單的恆流驅動,這種只要做好外圍電路也沒什麼問題。
(嚴謹地說,不可能沒有頻閃,因爲開關電源、升降壓、調製等必然會有小的抖動,但是做好了基本Layout和濾波等對人就沒有影響了,當然非正常產品不做討論。下文同理)
而如果要買能夠調節亮度的燈,那就要買好一點的品牌,像是小米什麼的,會用比較好的LED驅動芯片,在調光和濾波之類該做的地方做好,或者是用DC。這些措施也不貴,幾十塊就能買到很好的燈了。
然後關於眼睛不適的話還可以關注柔光方案,比如說桌面上寫作業的燈。舉個例子,廣州比較好的高中教室的燈是專門的護眼燈:直視不會晃眼,這裏涉及到UGR等指標;還有光譜接近自然光之類的。這些據信可以幫助減少眼疲勞與近視的發生。
然後再說說那些貴的燈。比如說同樣是這樣的掛燈,書客、明基等牌子買到299甚至1000以上,那是因爲滿足了一些專業級別的需求。
首先是顯色指數Ra,指的是這個燈下面對物體顏色的還原效果。比如說一個白色的杯子,在黃色的燈下面看會看起來偏黃,藍色的燈下面會變得偏藍。
書客、明基的這些貴的燈的顯色指數很高(90以上),可以避免這類問題。因此適合畫畫等專業級的使用場景。
普通人拿來照亮桌子的話幾十塊的燈就夠了,不要買個幾千塊的燈暴殄天物。
而明基那些上千塊的燈能賣這麼貴是因爲更加專業,很多東西是參數覆蓋不到的。
包括前面說的顯色指數Ra,實際上只測R1-R8的顏色,對R9-R14的顏色覆蓋不到,因此某些燈標註顯色指數很高但實際上並不還原,就是因爲沒做那部分的覆蓋。而專業級的燈會在這些地方也做好。
還有非對稱配光、均勻度等。
除此之外還有很多概念,像是導演用的監視器的專門的遮光罩用來防止燈光影響色彩等,就不詳細說了,這就跟Hi-Fi一樣越深挖東西越多。
大概就說這麼多,看完對於燈具、調光能夠有個基本的認識。
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