廣州美術學院 工業設計學院 劉潁希 裴悅舟
摘要：在照明產品設計中，熟練掌握光線與人心理情感之間的作用規律，有利于建立科學嚴謹的理論體系和數據采集方式，形成合理光環境的照明設計方法體系，使照明產品設計的推進過程有理可據，有的放矢。文章將探討一些以常規需求為設計導向的LED照明產品設計，并有針對性地對各設計步驟進行解釋說明，總結出如何構建合理光環境的照明產品設計的基礎方法。
關鍵詞：LED 光環境 照明產品 設計方法
中圖分類號：TB133 文獻標識碼：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照明產品是LED光源與燈具的組合，主要用于產生、控制光源，并把光源發出的光進行再分配，以及用于支撐和安裝的機械部件構成的系統，其作用是發出光線、固定光源，向光源提供電力。筆者認為照明產品是構建光環境的基本工具，是傳播光的載體，其作用是產生光源并合理利用光源發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境，能夠有效地改善空間的照明效果與氛圍，甚至會影響使用者的情緒。LED光源較之傳統光源具備靈活多變的運用方式以及穩定耐用，多彩易控，體積輕巧，壽命長等優良特性，使其在構建舒適光環境的趨勢浪潮中嶄露頭角，成為照明工具革新的重要契機。因而，圍繞LED光源運用于光環境的嘗試和探究則具有迫切的時代需求和實用價值。
一、 發掘人對光環境的潛在需求
光攜帶著外界的信息反射到人的眼球從而在腦海中產生圖像，光是人的視覺感官感知外界的重要媒介。人認知世界的五種感官產生的反饋信息會相互轉換，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習逐漸感觸了解外界，并基于外界刺激產生心理好惡，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，從而促發心理情感機制。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、物體環境與人相互作用的結果，光形成了照明，照明使人看到了物體和空間環境。不同的光效與分布狀態，會使人從視覺上對空間的感覺產生或寬敞，或狹窄，或活躍，或沉靜的變化。大家都知道進行精細的視覺作業時，工作面需要更高的照度。例如，我們在穿針引線時都習慣性地靠近光源處，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、進行娛樂游戲時，或許需要的是自然柔和的光環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，可以讓我們有各種各樣的光視覺體驗。在進行照明產品設計時必須明確合理舒適的光環境一定是與空間的用途，以及人們的行為相適應。
（二）心理需求
在心理學中，把需求解釋為“人體內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：連續多天的陰暗梅雨天氣會讓人感到無比的壓抑，當天氣轉晴的時候，人們的心情會頓時開朗起來。可是不同的人對光產生的心理反應會有差異，這是由于個體的年齡、性格、文化背景、教育背景的差異而導致的原因。例如工作光環境，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境，喜歡安靜冷色調的工作環境；有的人習慣于在明亮的白光下工作，效率會特別高。
所以，在發掘人對光環境潛在的生理與心理需求時，不可能像做科學實驗一樣，以標準化的數據將感官體驗進行分類。比較適合采用定性的研究方法，從研究群體共性的角度，總結出人對光環境的需求。
二、分析光環境的影響因素
所謂的光環境就是光照射到環境中，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境的認識。即是由光、人、空間這三個要素以及這些元素之間的內在聯系構成一個會影響人們生理和心理的環境。
明確人對光環境的需求以后，要以二維、三維、四維的四個維度為切入點，深入分析構建光環境的各個因素特征，以及其對構建良好的光環境所產生的影響，從而滿足人的需求。例如，在三維空間中，光源在不同質感和肌理效果的物質表面所起到的光學作用并不相同。透光與不透光的材料、表面光滑與凹凸不平的材質都會有不同的光學反應。所以我們要了解光源的反射、折射、透射等光學反應，分析其在不同材質肌理上的作用關系、對光環境的影響和給人帶來的視覺感受等。
三、構建光環境的視覺參考系
既然光環境中的多個物體之間關系是相互作用于人的視覺，使人最終得出一個結論。那么這些物體之間的關系是什么呢？其實在一個空間里，人認知物體時，會不自覺地對物體間進行對比，從而形成一個參考系，即認知世界的相對標準。當我們認識到視覺認知結果的這種相對性后，可以讓我們有機會通過設計手段來改變光環境的感知結果，從而主觀引導人的心理情感，達到設計目的。設計師可根據分析總結而得的使用者對光環境的實際需求和構建良好光環境所需的要素，運用人的視覺參考系的方法來設計與構建切合用戶訴求的理想光環境。
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果和視覺體驗，主要由于人的視錯覺的影響而出現這樣的視覺“偏差”。在光環境的構建中，合理利用錯視可以創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，室內光環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，嘗試在室內模擬晝夜不同的日光效果，讓人可以在室內感受黃昏的柔和光線、正午燦爛的日光效果等。
四、設計照明產品滿足訴求
照明產品是由光源、照明方式和照明控制三個要素所構成的。既然照明產品是構建光環境的基本工具，那么分析了解照明產品的構成要素，將有助于設計師后期的正確應用與合理設計。
（一）光源的選擇
照明產品設計首先要選擇和配備合適的光源，要根據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、發光效率、使用壽命等特點。LED又名發光二極管，其發光原理不同于白熾燈、熒光燈，它主要由PN結芯片、電極和光學系統組成，是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體，兩電極之間的固體發光材料在電場激發下發光的電光源。單顆LED發光區域較小，近似為點光源，可見光譜區域內顏色全系列化，可發出各種光色，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能夠根據照明產品的設計要求作出相對應的排列組合，靈活性好，能做到“光源適應設計”，而不是以往的“設計配合光源”。因而，相對于其他的人工光源，LED光源所具備的特性與優勢，都顯示出其更適合于現代光環境的應用，也能給照明設計提供更多的新思路。
（二）照明方式的構建
照明方式是指光線從光源里發出，經過輻射系統的作用后被人的視覺感知。也就是說，光從光源里發射出來，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用，通過各種反射器、透鏡、遮光器和濾鏡等光學元件控制光源發出的方向、亮度、光通量、效率等。
照明方式的構建要重點考慮運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、透射作用的系統配件分布和調節光線。也可以在輻射系統中增加透鏡，進行光的折射作用來重新分配光源。現代照明產品設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，發出的光線就形成預先設計的圖案，具有裝飾性。其二，輻射系統中的部件可采用不同的材質來構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、材質輕且散熱快；又如塑料材質，具有一定的絕緣性能，質地輕盈，有良好的透光性，可塑性極強，是照明產品設計的理想材料；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）照明控制方式的構建
照明控制方式的基本內容包括：1.通斷控制，即電源的開啟與關閉控制，可稱為開關系統。2.調光控制，可以根據環境的亮度和使用者的實際需求調節照明產品的光源亮度，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，使用者可以根據不同的季節、不同的場合或不同氣氛的需求調控光源的色彩。4.特殊效果控制，如頻閃、圖案、旋轉等燈光效果的變化控制，可以在某些節假日或特殊的場合、環境使用。
照明控制方式主要是通過控制照明產品的開啟關閉狀態、燈光的亮度及色彩效果，從而達到調節環境氛圍、實現舒適光環境的目的。由于現代智能照明技術水平的不斷發展、照明成本的降低，使之應用也越來越普及，已經開始進入普通家庭。然而，在構建照明控制方式的過程中，除了要研究照明控制技術以外，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、生活的光環境質量。
總結
本文以人感知光環境的基本規律為基礎，介紹了如何構建合理的光環境來應答用戶需求的設計方法，以及歸納出一些照明產品設計適用的基本方法。首先了解人如何通過光來感知外界和光環境如何綜合作用于人的視覺感官系統，形成視覺感知結果，從中發掘人對光環境的生理和心理的潛在需求。再分析對光環境產生影響的因素后，構建光環境的視覺參考系。然后以滿足人對照明產品設計的訴求為原則，選擇合適的照明光源，并運用光學原理、科學技術來構建照明方式和照明控制方式，為創造良好的光環境打好基礎。
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