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

　　藝術家Paul Outerbridge自19世紀初至中葉期間一直實驗彩色攝影，他評價了光在色彩感知方面所起的作用。“什么是色彩?”他問到，“一個孤立的物體本身是沒有色彩的。因為即便是色彩最鮮明的物體，當它處于完全黑暗的環(huán)境中時，顏色也不復存在了。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，色彩也就不復存在了。

　　在固態(tài)照明(SSL)中，技術的進步實現(xiàn)了對色溫前所未有的控制，使得光與色之間的這種基本關系尤為密切。早期的LED技術其實也可以調(diào)色，但由于顯色指數(shù)(CRI)非常低，所以那時候LED通常僅被應用于彩色洗墻或做信號燈使用。近年來LED技術的發(fā)展突飛猛進，尤其在照明應用中，廠商逐漸接受并可以實現(xiàn)白光固態(tài)照明方案。現(xiàn)在，LED的應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程熒光粉技術提高了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挑戰(zhàn)。這就迫切需要開發(fā)出可提供固件補償(firmware compensation)的先進驅(qū)動，用于彌補由于混BIN而導致的個體顏色差異。安裝在燈泡內(nèi)部的實時反饋系統(tǒng)，也有助于在LED調(diào)光時將色溫漂移降至最低。盡管新的材料、驅(qū)動和硬件可以保證LED的色溫和光強空前穩(wěn)定，但照明廠商還必須確保相關的軟硬件在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時調(diào)控光源色溫的技術。對于LED而言，人們通過調(diào)節(jié)輸入——通過滑動控制或智能照明控制系統(tǒng)——來調(diào)節(jié)光源的相關色溫(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有的一種功能，人們覺得理所當然。但如果我們對人工光的歷史做一個簡短的回顧，你會發(fā)現(xiàn)它意義非凡。最初，白光的原理及其與色彩的關系并未被深入理解。1666至1672年間，牛頓通過棱鏡色散實驗，揭示出光是顏色形成的唯一原因。直到那個時候，人類才解開了白光之謎。　　

圖：牛逼頓的棱鏡色散實驗

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　　19世紀初期，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家、工程師和研究人員意識到了不同材質(zhì)的燈絲發(fā)出的光有不同的色溫。到了20世紀中期，CRI成為光源還原自然顏色優(yōu)劣的一種衡量標準。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的光輸出的平衡，也就是在一個統(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：一個交流轉(zhuǎn)直流的整流器，一個系統(tǒng)主控制器，受控的LED燈具，和一個傳達指令的通訊接口(通常是DMX或DALI接口)。主控制器負責每個燈具的光輸出，也會通過計算來告訴每個LED驅(qū)動燈具所需的相關色溫(CCT)。主控制器還控制提供混色算法的固件來對色溫漂移或混BIN差異進行補償。受控的LED燈具通常在每個集成器件上都有冷白、中性白及暖白三個不同的通道，通過它們的混合來實現(xiàn)想要的色溫。

　　在可調(diào)LED白光應用中，用戶想要暖色溫或冷色溫，意味著照明軟件必須調(diào)整每個通道的驅(qū)動電流，進而改變模塊中每個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現(xiàn)的。這看上去似乎容易，對于照明廠家來說，其實需要解決很多技術問題。

　　舉個栗子，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)動電流。她說：“為了讓我們的Color Select可調(diào)白光產(chǎn)品每個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，都必須保持穩(wěn)定的光色。”USAI要求自己的LED產(chǎn)品要保持在兩個麥克亞當橢圓(色品圖上的一個范圍)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：用便攜式光譜儀測得的某LED產(chǎn)品麥克亞當橢圓分布(7 step以外)

　　除了技術方面，用戶操作界面也同樣關鍵。Littman介紹說，在開發(fā)控制界面的時候，USAI照明在設計時充分考慮了兩個方面：用戶界面既要像房間里的普通開關一樣簡單方便，又要能兼容更復雜的全自動調(diào)光系統(tǒng)。為了實現(xiàn)這個功能，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，實現(xiàn)復雜但始終如一的色溫調(diào)控。

　　可調(diào)白光同時給用戶和設計團隊帶來巨大的好處，Juno照明集團的產(chǎn)品與市場總裁Jeff Spencer向我們解釋道：“幾乎所有工程方都會遭遇一個挑戰(zhàn)，就是項目都快完工了，然后用戶又說光色‘太冷了’或者‘太暖了’，這種色溫的冷暖評價是不等到燈具安裝完成就無法準確獲知的，但是到了那個時候，再想做出調(diào)整就已經(jīng)太遲了。”

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　　在項目設計中，色溫的選擇是至關重要的，例如在零售店、博物館和某些醫(yī)療環(huán)境中，相對色溫的冷暖會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人。”Arup照明美洲區(qū)域負責人Brian認為空間的設計意圖也很重要，可調(diào)白光允許照明顧問“在一個純白色調(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)白光也可以幫助設計師解決在設計和施工過程中遭遇的不可預見的問題。一個比較常見的問題是計劃與實施的脫節(jié)，例如室內(nèi)設計師原先的設計方案采用了一種特殊的材質(zhì)和顏色，于是照明設計師采用了相匹配的特定燈具和色溫，但后來室內(nèi)設計方案經(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議桌，”Spencer說，“但如果室內(nèi)設計把花崗巖改成了深色木材，那么選擇暖色光會更合適。”不管發(fā)生哪種情況，“可調(diào)色溫燈具既能允許設計師改變方案，將選定的光色融入其中，并提升或補充最后的效果。”　

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

　　這項技術還可以改進LED燈具的長期維護策略。Stacy說到：“在一段時期內(nèi)，當有一些LED下照筒燈因為失效需要更換時，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)勢是它能改善人們的體驗。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。“我們知道學生考試時所需的最佳色溫值為5000K，但當他們剛抵達校園，準備開始一天的學習時，則需要6000K甚至更高的冷色溫。”Littman說。在醫(yī)療場所，可調(diào)色溫的LED燈具既可以為醫(yī)學檢查提供冷色光，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

　　這些生動的范例，說明了可調(diào)白光LED光源對建筑環(huán)境具有十分重要的意義，并會隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)生更加深遠的影響。與此同時，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合理的案例，進一步研究色溫對人類健康以及光對生物鐘的影響。“隨著我們對色溫，以及它對我們的行為、情緒和其他方面的影響的認識越發(fā)深入，照明將越發(fā)個性化。”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，以及我們正在進行的特定任務需求，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。”