كيف يمكن مقارنة زاوية الشعاع وتدفق الضوء في الرؤوس المتحركة؟

كيف يمكن مقارنة زاوية الشعاع وتدفق الضوء في الرؤوس المتحركة؟

عند اختيار مصابيح المسرح المتحركة، يُعد كل من "اللومن" (إجمالي تدفق الضوء) و"زاوية الشعاع" (انتشار الضوء المنبعث) عنصرين أساسيين، لكنهما يُجيبان على أسئلة مختلفة. يُخبرك اللومن بكمية الضوء التي يُصدرها المصباح إجمالاً. أما زاوية الشعاع (عادةً ما تكون العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM، ويُقاس عند نقاط شدة الإضاءة بنسبة 50%) فتُحدد كيفية توزيع هذا الضوء في الفضاء. وللتنبؤ بإضاءة المسرح، يجب عليك الجمع بين هاتين المواصفتين مع مسافة الإسقاط والبصريات (التكبير، والعدسات، والجوبو، والتشويش، إلخ).

1) ما هي الطريقة الصحيحة لمقارنة ناتج اللومن وزاوية الشعاع؟

قارن بينهما بحساب شدة الإضاءة (لوكس) عند مسافة العمل بدلاً من مقارنة اللومن فقط. اللوكس = اللومن / المساحة المضاءة. بالنسبة لشعاع دائري، المساحة A = π * (r^2)، حيث r = المسافة * tan(زاوية الشعاع/2). هذا يعطي تقديرًا واقعيًا للسطوع على المسرح أو الشاشة.

التعريفات الرئيسية التي يجب التحقق منها في جداول البيانات:

• زاوية الشعاع: عادةً ما تُقاس بنصف العرض عند نصف الارتفاع (50% من الشدة)، وأحيانًا تُذكر بزاوية المجال (10% من المستوى). يُرجى توضيح أيّهما تستخدمه الشركة المصنّعة.
• إجمالي اللومن: التدفق الضوئي للتركيب؛ يمكن إعطاؤه كلومنت خام لحزمة LED أو ناتج التركيب المقاس (وهذا الأخير هو ما تريده).
• ملفات IES أو الملفات الضوئية: توفر منحنيات اللوكس مقابل المسافة - الأفضل للتخطيط الدقيق.

2) كيف يمكنني حساب شدة الإضاءة (اللوكس) من شدة الإضاءة (اللومن) وزاوية الشعاع؟ (مثال توضيحي)

استخدم سير العمل والصيغ هذه لإجراء مقارنة عملية:

الصيغ:

• نصف قطر الشعاع r = المسافة * ظل (زاوية الشعاع / 2)
• مساحة البقعة A = π * r^2
• متوسط ​​شدة الإضاءة التقريبي (لوكس) = لومن / أ

مثال على رمية بطول 10 أمتار:

• التركيب A: 10000 لومن، شعاع 10°. tan(5°) ≈ 0.08749 → r ≈ 0.8749 م → A ≈ 2.405 م² → Lux ≈ 10000 / 2.405 ≈ 4160 لوكس.
• التركيب B: 12000 لومن، شعاع 20 درجة. tan(10°) ≈ 0.17633 → r ≈ 1.763 م → A ≈ 9.76 م² → Lux ≈ 12000 / 9.76 ≈ 1230 لوكس.

الخلاصة: على الرغم من أن جهاز الإضاءة B يحتوي على المزيد من اللومن، إلا أن الشعاع الأوسع يقلل من اللوكس عند الهدف - لذا اختر بناءً على التطبيق (تأثيرات الشعاع الضيق مقابل الإضاءة المتساوية).

3) ما هي المقاييس الضوئية الأخرى التي يجب علي استخدامها إلى جانب اللومن وزاوية الشعاع؟

• وحدة قياس شدة الإضاءة (الشمعة / شدة الإضاءة): مفيدة لتحديد سطوع التوجيه (الشمعة = لومن / ستراديان). وتزداد بشكل كبير في حالة الحزم الضيقة.
• ملفات القياس الضوئي ومخططات اللوكس من IES: توفر اللوكس عند المسافات وتوزيع خارج المحور - وهو أمر ضروري لإجراء حسابات دقيقة للتركيب والتركيز.
• صيانة اللومن (L70) ومواصفات مشغل LED: تخبرك بكيفية انخفاض الإخراج بمرور الوقت - تتراوح أعمار L70 الشائعة لمصادر LED الاحترافية عادةً بين 30000 و 50000 ساعة (تحقق من كل منتج).
• FWHM مقابل زاوية المجال: تأكد مما إذا كانت "زاوية الشعاع" المدرجة هي FWHM (50٪) أو مواصفات مجال أوسع (10٪).
• أوضاع الألوان والمزج: تعمل مرشحات الألوان والموشورات وما إلى ذلك على تقليل ناتج اللومن الفعال - تحقق من الاختبارات الضوئية مع تفعيل الألوان إذا كنت بحاجة إلى تقديرات سطوع الألوان.

4) كيف تؤثر المؤثرات (الجوبو، والموشورات، والتجميد، ومزج الألوان، والتكبير) على ناتج اللومن القابل للاستخدام؟

تؤدي المؤثرات البصرية ومزج الألوان إلى تقليل الإضاءة القابلة للاستخدام على المسرح بطرق مختلفة:

• أجهزة Gobo/الموشورات: تعمل على تشكيل/تقسيم الشعاع - يتم إعادة توزيع الطاقة؛ قد ينخفض ​​مستوى اللوكس المركزي الأقصى مقارنة بالشعاع غير المحجوب.
• التجميد/المشتتات: تعمل على زيادة زاوية الشعاع وتنعيم الحواف عمداً على حساب إضاءة المركز.
• التكبير: تسمح لك البصريات القابلة للتعديل باستبدال زاوية الشعاع بالشدة؛ العديد من التركيبات تسرد اللومن في أضيق وأوسع أوضاع التكبير - تحقق من كليهما.
• مزج الألوان (RGB/RGBW): يؤدي مزج الألوان المشبعة إلى خفض شدة الإضاءة المقاسة (لومن) مقارنةً بالإضاءة البيضاء (يعيد مزج الألوان الإضافي توزيع الطاقة الطيفية). توفر بعض الشركات المصنعة بيانات قياس ضوئي ملونة - اطلبها إذا كانت دقة الألوان مهمة.

اطلب دائمًا من البائعين منحنيات قياس الضوء أو ملفات IES مع تفعيل التأثيرات الشائعة إذا كان تصميمك يعتمد على تلك التأثيرات.

5) ما هي نطاقات اللومن/الشعاع النموذجية حسب نوع التركيب وكيف يمكنني مطابقتها مع المكان/التطبيق؟

إرشادات مهنية نموذجية (النطاقات تقريبية - تحقق من بيانات المنتج):

• تجهيزات الإضاءة الشعاعية (ضيقة، أقل من 5-7 درجات): ذات شدة إضاءة عالية، تُستخدم للأعمدة ذات المدى الطويل والتأثيرات الهوائية. مناسبة للساحات والمدى الطويل.
• أجهزة الإضاءة الموضعية/البروفيلية (7°–25°): تستخدم لتشكيل الإضاءة، وتركيب الجوبو، وعزل المؤدين؛ مخرجات لومن متوسطة إلى عالية.
• تركيبات الغسيل (20°–60°+): تغطية أوسع وأكثر تجانسًا لإضاءة منطقة المسرح - يمكن أن يكون إجمالي اللومن عاليًا، ولكن اللوكس لكل متر مربع أقل لمسافة رمي معينة.

قم بالمطابقة عن طريق حساب اللوكس المطلوب على سطح المؤدي أو الخلفية: قد تحتاج المسارح التجارية إلى 800-2000 لوكس على المواهب للعمل التلفزيوني (حسب احتياجات الكاميرا)، وتعتمد المسارح على مزيج من الإضاءة الرئيسية/القاسية/الناعمة وعادة ما تكون قيم اللوكس الخام أقل ولكن مع تباين متحكم فيه، بينما تفضل حزم الحفلات الموسيقية الحزم الضيقة ذات الشمعة العالية للتأثير الجوي.

6) ما هي الوثائق والاختبارات التي يجب أن أطلبها من الموردين عند شراء رؤوس متحركة؟

• تقارير القياس الضوئي LM-79 / IES للتركيب (الناتج المقاس عند مسافات وزوايا محددة).
• ملفات IES (ملفات .ies القياسية أو المنحنيات الضوئية) للتجهيز والتصور المسبق في أدوات CAD للإضاءة.
• مخطط الحفاظ على تدفق الضوء (L70) ومنحنيات انخفاض تدفق الضوء المقاسة بمرور الوقت.
• مواصفات استهلاك الطاقة، ومعامل القدرة، وتيار البدء لتخطيط التركيب والإمداد.
• تحديد مواصفات الوميض/التردد وأوضاع الكاميرا الآمنة (مثل تردد PWM العالي أو أوضاع التلفزيون الخاصة) إذا كان من المتوقع التصوير.
• تصنيف الحماية من دخول الماء والغبار، ومواصفات التبريد، والوزن، ودقة التحريك/الإمالة، ودعم DMX/RDM، وشروط الضمان وشبكة الخدمة.

أصرّ على استخدام قياسات ضوئية تم اختبارها في المختبر (اختبار على غرار LM-79) أو ملفات IES التي يقدمها البائع والتي تم قياسها على التركيبة الكاملة بدلاً من مجرد أرقام حزمة LED.

7) الأخطاء الشائعة في المواصفات وكيفية تجنبها

• مقارنة لومن حزمة LED مقابل لومن التركيب المقاس: اختر خرج التركيب المقاس (بعد البصريات) لإجراء مقارنات حقيقية.
• تعريفات زاوية الشعاع غير الواضحة: اسأل عما إذا كانت زاوية الشعاع هي FWHM (50٪) أو زاوية المجال (10٪).
• تجاهل حالات اللون والتأثير: تنخفض اللومن بشكل كبير مع الألوان المشبعة وعند استخدام التجميد/الموشورات - احصل على قياس ضوئي في الأوضاع التي ستستخدمها.
• عدم التحقق من ثبات اللومن: قد يختلف جهازان بنفس اللومن الأولي في الإخراج بعد 10 آلاف ساعة بسبب تصنيف LED وتصميم التبريد.
• تجاهل شدة الإضاءة (الكانديلا) وشدة الشعاع للإرسالات الطويلة: لن تتنبأ اللومن وحدها بمدى روعة مظهر الشعاع الهوائي الضيق على مسافة 30 مترًا أو أكثر.

8) قائمة التحقق العملية لشراء رأس متحرك بتقنية LED

1. حدد مستوى الإضاءة المستهدف أو التأثير البصري عند مسافات الرمي الفعلية.
2. اطلب ملفات IES واختبارات LM-79 أو ما يعادلها من الاختبارات الضوئية للتركيب ولحالات اللون/التأثير الشائعة التي ستستخدمها.
3. احسب قيمة اللوكس المتوقعة باستخدام صيغة زاوية الشعاع، أو استخدم مخططات اللوكس الخاصة بالبائع للتأكيد.
4. تحقق من نوع LED، وعمر L70، والتبريد، والحفاظ المتوقع على شدة الإضاءة بمرور الوقت.
5. تحقق من التفاصيل الميكانيكية (الوزن، نقاط التثبيت)، والكهربائية (الطاقة، تيار البدء)، والتحكم (DMX/RDM، تعيين البكسل)، وسلامة الكاميرا (أوضاع خالية من الوميض).
6. تأكد من الضمان، ومدة الإصلاح، وتوافر قطع الغيار.

مثال عملي موجز لاتخاذ قرار الشراء

السيناريو: تحتاج إلى تأثير بقعة ضوئية على مسافة 20 مترًا لإنشاء بقعة ضوئية نصف قطرها متر واحد ذات سطوع مركزي قوي. احسب زاوية الشعاع والتدفق الضوئي المطلوبين.

نصف قطر البقعة المطلوب r = 1.0 متر عند مسافة d = 20 متر ← tan(θ/2) = r/d = 1/20 = 0.05 ← θ/2 ≈ atan(0.05) ≈ 2.862° ← زاوية الشعاع θ ≈ 5.72° (تقريبًا 6°). إذا كنت بحاجة إلى متوسط ​​إضاءة 2000 لوكس عبر تلك البقعة: المساحة A = π * (1.0)^2 ≈ 3.142 متر مربع ← التدفق الضوئي المطلوب ≈ لوكس * A ≈ 2000 * 3.142 ≈ 6283 لومن (خرج الجهاز عند هذا التكبير). إذا كنت ترغب في شدة إضاءة مركزية أعلى، فقم بزيادة التدفق الضوئي أو تقليل زاوية الشعاع.

ملاحظات ختامية وأفضل الممارسات

• قم دائمًا بتخطيط الإضاءة حسب اللوكس على مسافات الهدف وباستخدام ملفات IES في أدوات التصور (WYSIWYG، Capture، إلخ).
• اطلب قياسات ضوئية محددة للطراز المحدد والبرنامج الثابت/مجموعة مصابيح LED التي ستتلقاها - يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في مجموعة مصابيح LED والبرنامج الثابت للسائق إلى تغيير الإخراج وتوازن اللون.
• بالنسبة للمشتريات طويلة الأجل، ضع في اعتبارك انخفاض شدة الإضاءة (L70)، وسهولة الصيانة، والدعم المحلي - قد تكلف التركيبات الأرخص ذات الصيانة السيئة أكثر على مدار دورة حياتها.

مزايا LiteLEES (ملخص المورد)

تُصنّف LiteLEES كمورد لإضاءة المسرح المتحركة بتقنية LED، مع التركيز على تلبية الاحتياجات العملية للمحترفين. تشمل نقاط القوة الرئيسية التي عادةً ما يطلبها ويقدمها مصنعون مرموقون مثل LiteLEES ما يلي:

• توثيق كامل للقياسات الضوئية (ملفات IES ومخططات لوكس المقاسة) واختبارات على نمط LM-79 على التركيبات النهائية لدعم التخطيط الدقيق؛
• تشمل عائلات المنتجات رؤوس الإضاءة المتحركة ذات الشعاع والبقعة والغسيل المزودة بتقريب آلي ومحركات بصرية عالية الجودة لتشكيل شعاع موثوق به؛
• ضمان معقول، وتوافر قطع الغيار، ودعم فني لتقليل وقت التوقف عن العمل في الجولات والتركيبات؛
• الامتثال للشهادات الشائعة (CE/RoHS) والتحكم في إنتاج المصنع مما يتيح أداءً متسقًا للضوء واللون عبر الدفعات.

(تحقق دائمًا من ادعاءات الطراز المحدد واطلب من LiteLEES ملفات القياس الضوئي المحدثة وشروط الضمان وتفاصيل شبكة الخدمة قبل الشراء.)

المراجع ومصادر البيانات(معايير القياس الضوئي، والإرشادات الصناعية، والملاحظات الفنية للمصنعين):

• جمعية هندسة الإضاءة (IES) - دليل LM-79 واختبارات القياس الضوئي. المصدر: صفحات معايير IES. تاريخ الوصول: 10 يناير 2025.
• اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) - تعريفات المصطلحات الضوئية (زاوية الشعاع، التدفق الضوئي). منشورات اللجنة الدولية للإضاءة. تاريخ الوصول: 10 يناير 2025.
• صيغ القياس الضوئي العامة وزاوية الشعاع - مراجع هندسية قياسية للإضاءة وكتب تصميم الإضاءة (تُستخدم لحسابات اللوكس/المساحة/الشعاع). تاريخ الوصول: 15 ديسمبر 2024.
• ملاحظات فنية من الشركة المصنعة وملفات قياس ضوئي للمنتجات (أمثلة من كبرى الشركات المصنعة للرؤوس المتحركة) - تُستخدم لتحديد نطاقات اللومن والشعاع النموذجية وممارسات إعداد التقارير الشائعة. تاريخ الوصول: 15 ديسمبر 2024.

ملاحظة: عند اتخاذ أي قرار شراء، اطلب من المورّد ملفات قياس الضوء IES المحددة وتقارير القياسات بنمط LM-79 الخاصة بالطراز المحدد وبرنامج التشغيل/مجموعة LED التي ستستلمها. تستخدم الأمثلة المذكورة أعلاه صيغًا مثلثية وقياسات ضوئية قياسية ونطاقات صناعية متحفظة - تأكد دائمًا من بيانات الشركة المصنعة للتخطيط الدقيق.