葛广利，陈 钧

（1.中央电视台新台址建设工程工艺办公室，北京 100020；2.中广电广播电影电视设计研究院，北京 100045）

1 LED发光原理与LED灯具优点

LED是英文light emitting diode的缩写，即光线激发二极管，属于一种半导体元器件。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。若向PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。通过对发光材料的研究，人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件，但是无论怎么变化，LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。

LED光源自20世纪60年代诞生以来，得到了长足的发展和应用。相对于白炽灯、荧光灯等光源，LED的优点主要体现在以下几个方面：

（1）LED的优点不仅体现在发光质量方面，在其生产、制造、易用性等方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等传统光源。LED在结构上没有玻璃外壳，不需要像白炽灯、荧光灯那样在灯管内抽真空或者冲入特定气体，因此，其抗震、抗冲击性良好，给生产、运输、使用各个环节带来便利。

（2）LED元件体积可以做得非常小，更加便于各种设备的布置和设计。

（3）LED的发出的光线能量集中度很高，可集中在较小的波长窗口内，光色纯度高。

（4）LED元件的寿命非常长，普遍在50 000 h～100 000 h之间，即使是频繁开关，也不会影响使用寿命。

（5）LED响应时间非常快，在微秒级别。

（6）LED的发光指向性非常强，亮度衰减比传统光源低很多。

（7）LED在生产过程中不需要添加“汞”，非常环保。

（8）LED使用低压直流电即可驱动，对使用环境要求较低。

LED发光设备的这些优点，不仅为其在日常照明领域的广泛应用奠定了坚实基础，也为LED进入显示设备领域打造了一条充满希望的道路。

2 LED灯具测评与比对

LED为电视演播室提供了一种很好的照明光源。为了鉴定LED照明灯具的性能，以便在中央电视台新台址演播室全面推广使用，自2008年12月以来，将国内几个专业灯光厂家生产的LED灯具，在中央电视台第六演播室和新闻演播室做了灯具的测评和比对测试工作。

2.1 LED单灯光效测评

2008年12月，在中央电视台第六演播室（400 m2）进行了多个生产厂商LED产品的测评工作。首先，进行了单灯的性能和光效测评。LED聚光灯，重量一般在5 kg/台～8.5 kg/台，功率90 W/台～216 W/台。

光效测试条件如下：

（1）测试高度在4 m左右；

（2）色温在2 900 K～3 500 K之间；

（3）照度都能达到 2 000 lx以上；

（4）光斑直径大小在2 m左右（散光）。

为了得到业内专家的认可，我们邀请6名专家评委现场评估打分。专家对灯具的整体评估结论为：灯具无热量、光效高、节约能源，灯具性能基本满足中小电视演播室和外出拍摄的照明使用。

2.2 实效测评

在单灯测试的同时，搭建了实景进行拍摄录像，如图1所示，对LED灯具照明的实际效果进行了现场测评。具体测试条件如下：

（1）使用3台LED灯具作为人物面光照明；

（2）2台灯具为背景照明；

（3）2台作为人物逆光照明。

具体布光示意图如图2所示。

各厂家的灯具依次按此灯位图布光，测试时，分别记录了人物的面光、逆光和背景光的照度值，并对摄像机光圈和示波器采样情况进行了记录。测试结果为：灯具色温一般在2 880 K～4 100 K之间（注：灯具可根据需要调整色温到一定值）；面光照度在1 100 lx以上，逆光照度为2 100 lx，背景光照度为480 lx；摄像机光圈为4.8左右。

教学评价是课堂教学过程中必不可少的环节。科学、有力的教学评价能够让学生更加热爱学习，从学习中得到满足感。但是，在当前小学语文课堂朗读教学中，朗读教学评价力度不足，大多数学校的语文考核都是采取试卷的形式，而书面考试对学生朗读能力起不到良好的评价作用。想要真正验收学生的朗读能力，就需要设立专门的朗读能力考核机制，从而确保教师能够及时得到学生的反馈，提升朗读教学质量。

通过测评，用LED灯具照明，电视画面中色彩还原基本正常，主观感觉良好；画面总体还原良好，质量可达4～5级，画面总体效果可以接受，如图3所示，LED灯具完全能够适合中小型演播室使用。

但是，在测试中发现LED灯具还有一些不足之处，如用在新闻演播室中，主持人感觉灯光刺眼；LED聚光灯还需改进，目前调焦范围小，有的缺少遮扉，光斑边缘有色散问题等。

2.3 比对测试

为了比较LED灯具与传统灯具性能，在新闻演播室做了一次对比测试，如图4所示。用某款进口品牌三基色冷光灯与进口 LED灯做比较，所有灯具均布置于主持人前方3.5 m处，高度为3 m。对比数据见表1。

通过比对测评，我们认为受测的进口LED灯具，更适用于摄影及流动便携使用，如用于演播室还需很多改进，还需配合其他灯具混合使用。

2009年1月14日，中央电视台的午间新闻节目直播完后，工作人员将两台某进口品牌LED灯具替换了该演播室的一台原装进口三基色冷光灯具，作为主持人辅助面光，与其他灯具混合使用。试用时，请播音员对此灯进行主观感受，播音员认为LED灯具比三基色冷光灯稍刺眼，对提词器稍有影响，但能看清（只有两台LED灯）。在春节期间，请另一位播音员对此灯进行主观感受，播音员认为LED灯具比三基色冷光灯刺眼，对提词器有影响。

3 测评结论

通过这两次的测评与比对，我们对LED灯的总体评价为：光效高，寿命长，耗电量低，节约能源；照度满足演播室的需要；电视画面色彩还原主观感觉较好，但比卤素灯要差一些；做面光时灯光存在刺眼问题，尤其对新闻类节目，会造成主持人看不清提示器的情况。

（1）聚光型LED灯具应有调焦功能，有可转动的叶扉，可杆控调节灯具的水平和俯仰；

（2）不同灯具的色温一致性要改善；

（3）灯具应可调光；

（4）必须改善刺眼问题，尤其是用于新闻演播室。

4 LED灯具改进意见与应用前景

2004年以来，随着LED筒子灯在电视演播室作为效果灯使用，各种各样的用于电视节目制作的LED效果灯如雨后春笋般发展起来。2008年北京奥运会开闭幕式及2009年中央电视台春节联欢晚会中使用了大量的LED效果灯，使得LED效果灯的应用达到了一个高峰。但LED影视照明灯具的发展由于技术和工艺方面的原因，目前还处于起步阶段。

4.1 LED灯具现状

LED作为新一代光源，无论在做工还是光效上都有了突飞猛进的发展，特别是白光LED产生以来，已经出现了很多应用在其他照明领域的灯具，然而在影视照明领域的应用，因LED光效问题和大功率LED工艺技术问题，目前还处于起步阶段，但是，由于影视照明企业的积极参与和高度重视，LED这种新光源灯具越做越好。

随着LED技术的进一步成熟，LED光源发光效率的快速提高，以及灯具制作工艺水平的提高，在近两年的行业展会上，以及2008年北京奥运会国外电视台的转播中，出现了专门用于电视照明的灯具，这种灯具已经可以替代传统的专门用于新闻类节目照明的三基色冷光灯。可以说，LED影视照明灯具已经从单纯的效果照明，进入到人物照明领域。

表1 LED灯具与传统灯具性能比较表

目前，国内许多影视灯具厂家已经研发生产出了相当不错的LED照明灯具。在市场上出现了一种LED平板柔光灯，这种灯具采用上千颗小功率LED形成大面积发光面，在保证照度的同时降低了灯具表面亮度，使光分布更加均匀、柔和，尽可能避免眩光带来的刺眼和不舒适的感觉，非常适合新闻节目的人物面光照明，能作为替代传统电视演播室三基色柔光灯的灯具。该灯具显色指数大于85，满足电视演播室专业照明要求；可以连续控制灯具的色温，适应各种使用环境；配有高透光率柔光板、控光格栅，使专业灯光师布光得心应手；寿命长达50 000小时，是一种免维护的绿色环保灯具；耗电仅为同等光输出的三基色荧光灯的50%，节电效果十分明显。

4.2 LED灯具应用前景

随着人们对LED灯具的高度关注和国内灯光厂商的大力研发推广，LED灯具已趋于成熟。目前，中央电视台《新闻联播》节目的演播室和新开设的在第17演播室制作的俄语频道节目，已采用了以LED平板柔光灯为主、普通聚光灯为辅的照明方式。

《新闻联播》节目的演播室一共使用了10台LED平板柔光灯和6台聚光灯，如图5所示，面光照度平均达到了1 500 lx以上，色温为3 050 K，灯具使用比较稳定，画面效果良好，完全能够满足播出质量要求，如图6所示。

从新闻演播室的LED灯具使用情况来看，LED灯作为演播室人物照明光源将带来一次影视照明革命性的变化。LED本身具有很多传统灯具没有的优点，当然作为专业灯光，LED灯具还需要进行一些专业化的改进。现在国内国外的众多厂家也都在积极研发这种新型光源灯具，笔者相信为响应建设节约型社会的号召，这种绿色光源一定会有更光明的前途。

1.王京池.浅析LED照明灯具的发展对电视演播室灯光系统的影响.现代电视技术.2009.8