由固態(tài)照明技術(shù)(SSL)衍生的可調(diào)白光技術(shù)，使設(shè)計(jì)師們得以完美呈現(xiàn)建筑空間。

　　藝術(shù)家Paul Outerbridge自19世紀(jì)初至中葉期間一直實(shí)驗(yàn)彩色攝影，他評(píng)價(jià)了光在色彩感知方面所起的作用。“什么是色彩?”他問到，“一個(gè)孤立的物體本身是沒有色彩的。因?yàn)榧幢闶巧首铛r明的物體，當(dāng)它處于完全黑暗的環(huán)境中時(shí)，顏色也不復(fù)存在了。因此，假如說物體本身的色彩依賴于光的話，那么色彩必定是光的屬性之一。”

圖：Paul Outerbridge的攝影作品

圖：色彩是光的屬性，如果沒有光或者光暗至一定程度，色彩也就不復(fù)存在了。

　　在固態(tài)照明(SSL)中，技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了對(duì)色溫前所未有的控制，使得光與色之間的這種基本關(guān)系尤為密切。早期的LED技術(shù)其實(shí)也可以調(diào)色，但由于顯色指數(shù)(CRI)非常低，所以那時(shí)候LED通常僅被應(yīng)用于彩色洗墻或做信號(hào)燈使用。近年來LED技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，尤其在照明應(yīng)用中，廠商逐漸接受并可以實(shí)現(xiàn)白光固態(tài)照明方案。現(xiàn)在，LED的應(yīng)用為我們提供的白光，已經(jīng)品質(zhì)優(yōu)異并具有精確的可控性了。

　　早期白光LED受限于藍(lán)光芯片和黃色熒光粉的組合，并沒有給人們留下深刻的印象?，F(xiàn)在新的熒光化合物和遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù)提高了LED的顯色指數(shù)。但是不同生產(chǎn)商的產(chǎn)品，甚至同一個(gè)廠商生產(chǎn)的不同BIN組的產(chǎn)品，顏色的一致性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。這就迫切需要開發(fā)出可提供固件補(bǔ)償(firmware compensation)的先進(jìn)驅(qū)動(dòng)，用于彌補(bǔ)由于混BIN而導(dǎo)致的個(gè)體顏色差異。安裝在燈泡內(nèi)部的實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng)，也有助于在LED調(diào)光時(shí)將色溫漂移降至最低。盡管新的材料、驅(qū)動(dòng)和硬件可以保證LED的色溫和光強(qiáng)空前穩(wěn)定，但照明廠商還必須確保相關(guān)的軟硬件在LED系統(tǒng)壽命期間及期望的輸出范圍內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定工作?！　?/p>

圖：同批產(chǎn)品可能產(chǎn)生的色溫差異

　　可調(diào)白光是一種用戶可以實(shí)時(shí)調(diào)控光源色溫的技術(shù)。對(duì)于LED而言，人們通過調(diào)節(jié)輸入——通過滑動(dòng)控制或智能照明控制系統(tǒng)——來調(diào)節(jié)光源的相關(guān)色溫(CCT)和亮度。色溫的可調(diào)節(jié)范圍因產(chǎn)品而異，比較常見的一般在1600K—6500K之間?，F(xiàn)在大部分廠商的產(chǎn)品調(diào)色的有效范圍都能覆蓋冷暖色溫。

　　盡管可調(diào)白光現(xiàn)在看來是光源或者燈具應(yīng)有的一種功能，人們覺得理所當(dāng)然。但如果我們對(duì)人工光的歷史做一個(gè)簡短的回顧，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它意義非凡。最初，白光的原理及其與色彩的關(guān)系并未被深入理解。1666至1672年間，牛頓通過棱鏡色散實(shí)驗(yàn)，揭示出光是顏色形成的唯一原因。直到那個(gè)時(shí)候，人類才解開了白光之謎?！　?/p>

圖：牛逼頓的棱鏡色散實(shí)驗(yàn)

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　　19世紀(jì)初期，電燈的發(fā)明引起了人們精確掌控色溫的興趣。那些研究白熾燈照明的科學(xué)家、工程師和研究人員意識(shí)到了不同材質(zhì)的燈絲發(fā)出的光有不同的色溫。到了20世紀(jì)中期，CRI成為光源還原自然顏色優(yōu)劣的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。白熾燈在顯色方面表現(xiàn)最佳，高壓鈉燈的顯色性最差，熒光燈則屬于中等。

圖：不同光源的顯色性大致情況

　　固態(tài)照明(SSL)因其自身的可控性，使得用戶可以更靈活的調(diào)節(jié)光的輸出效果?？烧{(diào)白光要求在滿足較佳顯色性的前提下實(shí)現(xiàn)光源色溫的調(diào)節(jié)。這就意味著固態(tài)照明(SSL)廠家必須研發(fā)出可溶混的LED模塊和完善的軟件，來維持與黑體軌跡相關(guān)的光輸出的平衡，也就是在一個(gè)統(tǒng)一顏色空間內(nèi)的調(diào)諧性。

　　可調(diào)白光LED系統(tǒng)通常包含這些組成部分：一個(gè)交流轉(zhuǎn)直流的整流器，一個(gè)系統(tǒng)主控制器，受控的LED燈具，和一個(gè)傳達(dá)指令的通訊接口(通常是DMX或DALI接口)。主控制器負(fù)責(zé)每個(gè)燈具的光輸出，也會(huì)通過計(jì)算來告訴每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)燈具所需的相關(guān)色溫(CCT)。主控制器還控制提供混色算法的固件來對(duì)色溫漂移或混BIN差異進(jìn)行補(bǔ)償。受控的LED燈具通常在每個(gè)集成器件上都有冷白、中性白及暖白三個(gè)不同的通道，通過它們的混合來實(shí)現(xiàn)想要的色溫。

　　在可調(diào)LED白光應(yīng)用中，用戶想要暖色溫或冷色溫，意味著照明軟件必須調(diào)整每個(gè)通道的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而改變模塊中每個(gè)LED的亮度。這種調(diào)節(jié)是通過將冷白與暖白LED按黑體軌跡均勻平滑的混合實(shí)現(xiàn)的。這看上去似乎容易，對(duì)于照明廠家來說，其實(shí)需要解決很多技術(shù)問題。

　　舉個(gè)栗子，據(jù)USAI照明總裁Bonnie Littman介紹，她們公司在可調(diào)白光LED產(chǎn)品上，既要考慮燈珠的選擇和混BIN，也要考慮熱量管理及驅(qū)動(dòng)電流。她說：“為了讓我們的Color Select可調(diào)白光產(chǎn)品每個(gè)燈具都保持光色一致，我們篩選和混BIN的LED，在任何色溫、或任何亮度水平，或者混合調(diào)節(jié)時(shí)，都必須保持穩(wěn)定的光色。”USAI要求自己的LED產(chǎn)品要保持在兩個(gè)麥克亞當(dāng)橢圓(色品圖上的一個(gè)范圍)以內(nèi)，這種色差是人眼無法察覺的，這樣的話，LED的色溫差可以控制在50K以內(nèi)?！　?/p>

圖：用便攜式光譜儀測(cè)得的某LED產(chǎn)品麥克亞當(dāng)橢圓分布(7 step以外)

　　除了技術(shù)方面，用戶操作界面也同樣關(guān)鍵。Littman介紹說，在開發(fā)控制界面的時(shí)候，USAI照明在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了兩個(gè)方面：用戶界面既要像房間里的普通開關(guān)一樣簡單方便，又要能兼容更復(fù)雜的全自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，USAI照明和其他廠商還開發(fā)了專有的專利算法和電路，在界面友好的前提下，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜但始終如一的色溫調(diào)控。

　　可調(diào)白光同時(shí)給用戶和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)帶來巨大的好處，Juno照明集團(tuán)的產(chǎn)品與市場(chǎng)總裁Jeff Spencer向我們解釋道：“幾乎所有工程方都會(huì)遭遇一個(gè)挑戰(zhàn)，就是項(xiàng)目都快完工了，然后用戶又說光色‘太冷了’或者‘太暖了’，這種色溫的冷暖評(píng)價(jià)是不等到燈具安裝完成就無法準(zhǔn)確獲知的，但是到了那個(gè)時(shí)候，再想做出調(diào)整就已經(jīng)太遲了。”

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　　在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，色溫的選擇是至關(guān)重要的，例如在零售店、博物館和某些醫(yī)療環(huán)境中，相對(duì)色溫的冷暖會(huì)提升或減弱物體或表面特定顏色的表現(xiàn)力，比如超市產(chǎn)品的新鮮度、珠寶的亮澤度之類的。Littman說：“鉆石在冷色溫下最為光彩奪目，但現(xiàn)在珠寶商們有了更多的選擇，可以通過調(diào)暖色溫來讓有些貴金屬和寶石更閃耀動(dòng)人。”Arup照明美洲區(qū)域負(fù)責(zé)人Brian認(rèn)為空間的設(shè)計(jì)意圖也很重要，可調(diào)白光允許照明顧問“在一個(gè)純白色調(diào)的醫(yī)療空間中通過調(diào)光來烘托出建筑真正的簡約之美”?！　?/p>

圖：珠寶店通常采用高色溫，博物館則以低色溫為主。

　　可調(diào)白光也可以幫助設(shè)計(jì)師解決在設(shè)計(jì)和施工過程中遭遇的不可預(yù)見的問題。一個(gè)比較常見的問題是計(jì)劃與實(shí)施的脫節(jié)，例如室內(nèi)設(shè)計(jì)師原先的設(shè)計(jì)方案采用了一種特殊的材質(zhì)和顏色，于是照明設(shè)計(jì)師采用了相匹配的特定燈具和色溫，但后來室內(nèi)設(shè)計(jì)方案經(jīng)過修改，使得原先選定的燈具和色溫完全不匹配室內(nèi)環(huán)境。“冷色光也許適用于黑色花崗巖的會(huì)議桌，”Spencer說，“但如果室內(nèi)設(shè)計(jì)把花崗巖改成了深色木材，那么選擇暖色光會(huì)更合適。”不管發(fā)生哪種情況，“可調(diào)色溫?zé)艟呒饶茉试S設(shè)計(jì)師改變方案，將選定的光色融入其中，并提升或補(bǔ)充最后的效果。”　

圖：木材表面的環(huán)境通常采用暖色溫，而現(xiàn)代感很強(qiáng)的石材飾面空間則高色溫更為合適

　　這項(xiàng)技術(shù)還可以改進(jìn)LED燈具的長期維護(hù)策略。Stacy說到：“在一段時(shí)期內(nèi)，當(dāng)有一些LED下照筒燈因?yàn)槭枰鼡Q時(shí)，如果燈具色溫可調(diào)的話，就避免了更換后的燈具與原有燈具之間產(chǎn)生色差。”

　　可能可調(diào)白光最重要的優(yōu)勢(shì)是它能改善人們的體驗(yàn)。首先，如果人工光可以成功模擬自然光的顏色和亮度的周期變化，那么可調(diào)白光LED就可以提高居民的心理健康水平和工作效率。“我們知道學(xué)生考試時(shí)所需的最佳色溫值為5000K，但當(dāng)他們剛抵達(dá)校園，準(zhǔn)備開始一天的學(xué)習(xí)時(shí)，則需要6000K甚至更高的冷色溫。”Littman說。在醫(yī)療場(chǎng)所，可調(diào)色溫的LED燈具既可以為醫(yī)學(xué)檢查提供冷色光，也可以為患者提供更為舒適的暖光環(huán)境。

圖：色溫影響人的晝夜節(jié)律

　　這些生動(dòng)的范例，說明了可調(diào)白光LED光源對(duì)建筑環(huán)境具有十分重要的意義，并會(huì)隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。與此同時(shí)，經(jīng)過數(shù)十年的鉆研，研究者們?nèi)缃裼谐渥愕男畔⒆隹茖W(xué)合理的案例，進(jìn)一步研究色溫對(duì)人類健康以及光對(duì)生物鐘的影響。“隨著我們對(duì)色溫，以及它對(duì)我們的行為、情緒和其他方面的影響的認(rèn)識(shí)越發(fā)深入，照明將越發(fā)個(gè)性化。”Littman 說，“人類的環(huán)境，將與我們的感受、或是我們希望有什么樣的感受，以及我們正在進(jìn)行的特定任務(wù)需求，契合得更加緊密。這將從根本上影響人們的生活、工作和娛樂。”