廣州美術(shù)學(xué)院 工業(yè)設(shè)計學(xué)院 劉潁希 裴悅舟
摘要：在照明產(chǎn)品設(shè)計中，熟練掌握光線與人心理情感之間的作用規(guī)律，有利于建立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系和數(shù)據(jù)采集方式，形成合理光環(huán)境的照明設(shè)計方法體系，使照明產(chǎn)品設(shè)計的推進(jìn)過程有理可據(jù)，有的放矢。文章將探討一些以常規(guī)需求為設(shè)計導(dǎo)向的LED照明產(chǎn)品設(shè)計，并有針對性地對各設(shè)計步驟進(jìn)行解釋說明，總結(jié)出如何構(gòu)建合理光環(huán)境的照明產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)方法。
關(guān)鍵詞：LED 光環(huán)境 照明產(chǎn)品 設(shè)計方法
中圖分類號：TB133 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ
文章編號：1003-0069(2017)08-0124-02
Abstract：In the lighting product design, Mastering the function of light and human psychology and emotion can help to establish a scientific and rigorous theoretical system and data collection method.The lighting design method system that forms reasonable lighting environment makes the process of lighting product design rational. This article will explore some routine needs guidance for the design of LED lighting products design, and in the description of the design process, summed up how to construct the basic method of lighting products of reasonable design of light environment.
Keywords：LED Luminous environment Lighting product Design method
引言
LED照明產(chǎn)品是LED光源與燈具的組合，主要用于產(chǎn)生、控制光源，并把光源發(fā)出的光進(jìn)行再分配，以及用于支撐和安裝的機(jī)械部件構(gòu)成的系統(tǒng)，其作用是發(fā)出光線、固定光源，向光源提供電力。筆者認(rèn)為照明產(chǎn)品是構(gòu)建光環(huán)境的基本工具，是傳播光的載體，其作用是產(chǎn)生光源并合理利用光源發(fā)出的光線使其向需要的方向射出適量的光。其外形、色彩、材料、照明方式、控制方式等特點都會影響著整個光環(huán)境，能夠有效地改善空間的照明效果與氛圍，甚至?xí)绊懯褂谜叩那榫w。LED光源較之傳統(tǒng)光源具備靈活多變的運(yùn)用方式以及穩(wěn)定耐用，多彩易控，體積輕巧，壽命長等優(yōu)良特性，使其在構(gòu)建舒適光環(huán)境的趨勢浪潮中嶄露頭角，成為照明工具革新的重要契機(jī)。因而，圍繞LED光源運(yùn)用于光環(huán)境的嘗試和探究則具有迫切的時代需求和實用價值。
一、 發(fā)掘人對光環(huán)境的潛在需求
光攜帶著外界的信息反射到人的眼球從而在腦海中產(chǎn)生圖像，光是人的視覺感官感知外界的重要媒介。人認(rèn)知世界的五種感官產(chǎn)生的反饋信息會相互轉(zhuǎn)換，并最終沉淀成記憶存儲。這種信息獲取的方式使人類可以通過學(xué)習(xí)逐漸感觸了解外界，并基于外界刺激產(chǎn)生心理好惡，從而形成情感。視覺感官作為最主要的感知方式，是提取記憶信息的鑰匙，從而促發(fā)心理情感機(jī)制。例如人們看見紅色會覺得熱情，燥熱，反之看見綠色則覺得平靜、舒緩。光潛移默化地滲透到生活中影響著人們的情感行為，而人有意無意間也對光形成了依賴。
（一）生理需求
照明效果是光、物體環(huán)境與人相互作用的結(jié)果，光形成了照明，照明使人看到了物體和空間環(huán)境。不同的光效與分布狀態(tài)，會使人從視覺上對空間的感覺產(chǎn)生或?qū)挸ǎ颡M窄，或活躍，或沉靜的變化。大家都知道進(jìn)行精細(xì)的視覺作業(yè)時，工作面需要更高的照度。例如，我們在穿針引線時都習(xí)慣性地靠近光源處，在亮度較高的地方會更加容易把線穿過細(xì)小的針孔。但是明亮的燈光有著刺激的作用，使人感到興奮，過分照射的話，很可能會造成視覺疲勞。例如，在家會客聊天、進(jìn)行娛樂游戲時，或許需要的是自然柔和的光環(huán)境而不是明亮枯燥的白光照明；在家看電視電影時，會希望能營造一個家庭劇場的氛圍等。
因此，通過不同的采光方式和照明表現(xiàn)，可以讓我們有各種各樣的光視覺體驗。在進(jìn)行照明產(chǎn)品設(shè)計時必須明確合理舒適的光環(huán)境一定是與空間的用途，以及人們的行為相適應(yīng)。
（二）心理需求
在心理學(xué)中，把需求解釋為“人體內(nèi)部不平衡而引起的一種心理傾向”。相信很多人都曾有過這樣的體驗：連續(xù)多天的陰暗梅雨天氣會讓人感到無比的壓抑，當(dāng)天氣轉(zhuǎn)晴的時候，人們的心情會頓時開朗起來。可是不同的人對光產(chǎn)生的心理反應(yīng)會有差異，這是由于個體的年齡、性格、文化背景、教育背景的差異而導(dǎo)致的原因。例如工作光環(huán)境，有的人喜歡在光線較為柔和的暖光源下工作；有的人則享受一個人的工作環(huán)境，喜歡安靜冷色調(diào)的工作環(huán)境；有的人習(xí)慣于在明亮的白光下工作，效率會特別高。
所以，在發(fā)掘人對光環(huán)境潛在的生理與心理需求時，不可能像做科學(xué)實驗一樣，以標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)將感官體驗進(jìn)行分類。比較適合采用定性的研究方法，從研究群體共性的角度，總結(jié)出人對光環(huán)境的需求。
二、分析光環(huán)境的影響因素
所謂的光環(huán)境就是光照射到環(huán)境中，相互作用之后外界信息被視覺接收，并通過大腦綜合作用最終形成了人對外界環(huán)境的認(rèn)識。即是由光、人、空間這三個要素以及這些元素之間的內(nèi)在聯(lián)系構(gòu)成一個會影響人們生理和心理的環(huán)境。
明確人對光環(huán)境的需求以后，要以二維、三維、四維的四個維度為切入點，深入分析構(gòu)建光環(huán)境的各個因素特征，以及其對構(gòu)建良好的光環(huán)境所產(chǎn)生的影響，從而滿足人的需求。例如，在三維空間中，光源在不同質(zhì)感和肌理效果的物質(zhì)表面所起到的光學(xué)作用并不相同。透光與不透光的材料、表面光滑與凹凸不平的材質(zhì)都會有不同的光學(xué)反應(yīng)。所以我們要了解光源的反射、折射、透射等光學(xué)反應(yīng)，分析其在不同材質(zhì)肌理上的作用關(guān)系、對光環(huán)境的影響和給人帶來的視覺感受等。
三、構(gòu)建光環(huán)境的視覺參考系
既然光環(huán)境中的多個物體之間關(guān)系是相互作用于人的視覺，使人最終得出一個結(jié)論。那么這些物體之間的關(guān)系是什么呢？其實在一個空間里，人認(rèn)知物體時，會不自覺地對物體間進(jìn)行對比，從而形成一個參考系，即認(rèn)知世界的相對標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)我們認(rèn)識到視覺認(rèn)知結(jié)果的這種相對性后，可以讓我們有機(jī)會通過設(shè)計手段來改變光環(huán)境的感知結(jié)果，從而主觀引導(dǎo)人的心理情感，達(dá)到設(shè)計目的。設(shè)計師可根據(jù)分析總結(jié)而得的使用者對光環(huán)境的實際需求和構(gòu)建良好光環(huán)境所需的要素，運(yùn)用人的視覺參考系的方法來設(shè)計與構(gòu)建切合用戶訴求的理想光環(huán)境。
觀察空間中的各樣物體時，選用不同的視覺參考系作比較分析，就可能會有不同的判斷結(jié)果和視覺體驗，主要由于人的視錯覺的影響而出現(xiàn)這樣的視覺“偏差”。在光環(huán)境的構(gòu)建中，合理利用錯視可以創(chuàng)造出各種奇妙的視覺效果，豐富人的視覺體驗，也是探索新視點不可多得的方法。例如，室內(nèi)光環(huán)境中的人工光源色彩可以將自然光的顏色作為視覺參照物，嘗試在室內(nèi)模擬晝夜不同的日光效果，讓人可以在室內(nèi)感受黃昏的柔和光線、正午燦爛的日光效果等。
四、設(shè)計照明產(chǎn)品滿足訴求
照明產(chǎn)品是由光源、照明方式和照明控制三個要素所構(gòu)成的。既然照明產(chǎn)品是構(gòu)建光環(huán)境的基本工具，那么分析了解照明產(chǎn)品的構(gòu)成要素，將有助于設(shè)計師后期的正確應(yīng)用與合理設(shè)計。
（一）光源的選擇
照明產(chǎn)品設(shè)計首先要選擇和配備合適的光源，要根據(jù)空間的特點和使用者需求確定光源，綜合考慮光源的顯色性、色溫、發(fā)光效率、使用壽命等特點。LED又名發(fā)光二極管，其發(fā)光原理不同于白熾燈、熒光燈，它主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，兩電極之間的固體發(fā)光材料在電場激發(fā)下發(fā)光的電光源。單顆LED發(fā)光區(qū)域較小，近似為點光源，可見光譜區(qū)域內(nèi)顏色全系列化，可發(fā)出各種光色，顯色性與光源指向性都較為良好，能夠滿足不同生活情景的照明需求。而且LED能夠根據(jù)照明產(chǎn)品的設(shè)計要求作出相對應(yīng)的排列組合，靈活性好，能做到“光源適應(yīng)設(shè)計”，而不是以往的“設(shè)計配合光源”。因而，相對于其他的人工光源，LED光源所具備的特性與優(yōu)勢，都顯示出其更適合于現(xiàn)代光環(huán)境的應(yīng)用，也能給照明設(shè)計提供更多的新思路。
（二）照明方式的構(gòu)建
照明方式是指光線從光源里發(fā)出，經(jīng)過輻射系統(tǒng)的作用后被人的視覺感知。也就是說，光從光源里發(fā)射出來，除了赤裸裸的原始燈泡以外，其他的燈具都有對光線進(jìn)行處理的。例如，有的光線利用了燈罩來反射光源；有的燈具使用玻璃材料的部件來折射光源等。即光源作用方式的應(yīng)用，通過各種反射器、透鏡、遮光器和濾鏡等光學(xué)元件控制光源發(fā)出的方向、亮度、光通量、效率等。
照明方式的構(gòu)建要重點考慮運(yùn)用何種方法來完成光線的分布。其一，可以使用具有反射、折射、透射作用的系統(tǒng)配件分布和調(diào)節(jié)光線。也可以在輻射系統(tǒng)中增加透鏡，進(jìn)行光的折射作用來重新分配光源。現(xiàn)代照明產(chǎn)品設(shè)計中常用的透鏡有平凸鏡、平凹鏡和菲涅爾透鏡，具體的作用原理可見（如圖1）所示。還可以通過安裝濾鏡來控制光線，變色濾鏡可控制光的顏色；投影濾鏡即一種雕刻鏤空圖案的金屬薄片，由于部分光線被遮擋，發(fā)出的光線就形成預(yù)先設(shè)計的圖案，具有裝飾性。其二，輻射系統(tǒng)中的部件可采用不同的材質(zhì)來構(gòu)造出不同的照明效果。比如金屬鋁材，其反射光和熱的反射率都比較好，耐腐蝕、耐氧化、材質(zhì)輕且散熱快；又如塑料材質(zhì)，具有一定的絕緣性能，質(zhì)地輕盈，有良好的透光性，可塑性極強(qiáng)，是照明產(chǎn)品設(shè)計的理想材料；而玻璃的透光性是人們喜歡它的原因之一，其表面既能透光，又能反光，還可以刻畫出精美的紋飾或裂紋圖案，極具裝飾性。除以上常用的材料以外，還有木、竹、藤條、紙、陶瓷、布等材料可以用來形成各種照明效果的照明方式。
（三）照明控制方式的構(gòu)建
照明控制方式的基本內(nèi)容包括：1.通斷控制，即電源的開啟與關(guān)閉控制，可稱為開關(guān)系統(tǒng)。2.調(diào)光控制，可以根據(jù)環(huán)境的亮度和使用者的實際需求調(diào)節(jié)照明產(chǎn)品的光源亮度，使之“變亮”或“變暗”。3.色彩控制，可稱之為變色控制或換色控制，使用者可以根據(jù)不同的季節(jié)、不同的場合或不同氣氛的需求調(diào)控光源的色彩。4.特殊效果控制，如頻閃、圖案、旋轉(zhuǎn)等燈光效果的變化控制，可以在某些節(jié)假日或特殊的場合、環(huán)境使用。
照明控制方式主要是通過控制照明產(chǎn)品的開啟關(guān)閉狀態(tài)、燈光的亮度及色彩效果，從而達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境氛圍、實現(xiàn)舒適光環(huán)境的目的。由于現(xiàn)代智能照明技術(shù)水平的不斷發(fā)展、照明成本的降低，使之應(yīng)用也越來越普及，已經(jīng)開始進(jìn)入普通家庭。然而，在構(gòu)建照明控制方式的過程中，除了要研究照明控制技術(shù)以外，還要考慮光源與控制方式的適用性。從前文對LED光源特點的分析得知，其性能符合于照明的智能控制方向。可以通過構(gòu)建LED智能照明控制方式來滿足以人的視覺活動為參照的多種“情景照明”，也有助于改善人們工作、生活的光環(huán)境質(zhì)量。
總結(jié)
本文以人感知光環(huán)境的基本規(guī)律為基礎(chǔ)，介紹了如何構(gòu)建合理的光環(huán)境來應(yīng)答用戶需求的設(shè)計方法，以及歸納出一些照明產(chǎn)品設(shè)計適用的基本方法。首先了解人如何通過光來感知外界和光環(huán)境如何綜合作用于人的視覺感官系統(tǒng)，形成視覺感知結(jié)果，從中發(fā)掘人對光環(huán)境的生理和心理的潛在需求。再分析對光環(huán)境產(chǎn)生影響的因素后，構(gòu)建光環(huán)境的視覺參考系。然后以滿足人對照明產(chǎn)品設(shè)計的訴求為原則，選擇合適的照明光源，并運(yùn)用光學(xué)原理、科學(xué)技術(shù)來構(gòu)建照明方式和照明控制方式，為創(chuàng)造良好的光環(huán)境打好基礎(chǔ)。
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