广州美术学院 工业设计学院 刘颍希 裴悦舟
摘要：在照明产品设计中，熟练掌握光线与人心理情感之间的作用规律，有利于建立科学严谨的理论体系和数据采集方式，形成合理光环境的照明设计方法体系，使照明产品设计的推进过程有理可据，有的放矢。文章将探讨一些以常规需求为设计导向的LED照明产品设计，并有针对性地对各设计步骤进行解释说明，总结出如何构建合理光环境的照明产品设计的基础方法。
关键词：LED 光环境 照明产品 设计方法
中图分类号：TB133 文献标识码：Ａ
文章编号：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照明产品是LED光源与灯具的组合，主要用于产生、控制光源，并把光源发出的光进行再分配，以及用于支撑和安装的机械部件构成的系统，其作用是发出光线、固定光源，向光源提供电力。笔者认为照明产品是构建光环境的基本工具，是传播光的载体，其作用是产生光源并合理利用光源发出的光线使其向需要的方向射出适量的光。其外形、色彩、材料、照明方式、控制方式等特点都会影响着整个光环境，能够有效地改善空间的照明效果与氛围，甚至会影响使用者的情绪。LED光源较之传统光源具备灵活多变的运用方式以及稳定耐用，多彩易控，体积轻巧，寿命长等优良特性，使其在构建舒适光环境的趋势浪潮中崭露头角，成为照明工具革新的重要契机。因而，围绕LED光源运用于光环境的尝试和探究则具有迫切的时代需求和实用价值。
一、 发掘人对光环境的潜在需求
光携带着外界的信息反射到人的眼球从而在脑海中产生图像，光是人的视觉感官感知外界的重要媒介。人认知世界的五种感官产生的反馈信息会相互转换，并最终沉淀成记忆存储。这种信息获取的方式使人类可以通过学习逐渐感触了解外界，并基于外界刺激产生心理好恶，从而形成情感。视觉感官作为最主要的感知方式，是提取记忆信息的钥匙，从而促发心理情感机制。例如人们看见红色会觉得热情，燥热，反之看见绿色则觉得平静、舒缓。光潜移默化地渗透到生活中影响着人们的情感行为，而人有意无意间也对光形成了依赖。
（一）生理需求
照明效果是光、物体环境与人相互作用的结果，光形成了照明，照明使人看到了物体和空间环境。不同的光效与分布状态，会使人从视觉上对空间的感觉产生或宽敞，或狭窄，或活跃，或沉静的变化。大家都知道进行精细的视觉作业时，工作面需要更高的照度。例如，我们在穿针引线时都习惯性地靠近光源处，在亮度较高的地方会更加容易把线穿过细小的针孔。但是明亮的灯光有着刺激的作用，使人感到兴奋，过分照射的话，很可能会造成视觉疲劳。例如，在家会客聊天、进行娱乐游戏时，或许需要的是自然柔和的光环境而不是明亮枯燥的白光照明；在家看电视电影时，会希望能营造一个家庭剧场的氛围等。
因此，通过不同的采光方式和照明表现，可以让我们有各种各样的光视觉体验。在进行照明产品设计时必须明确合理舒适的光环境一定是与空间的用途，以及人们的行为相适应。
（二）心理需求
在心理学中，把需求解释为“人体内部不平衡而引起的一种心理倾向”。相信很多人都曾有过这样的体验：连续多天的阴暗梅雨天气会让人感到无比的压抑，当天气转晴的时候，人们的心情会顿时开朗起来。可是不同的人对光产生的心理反应会有差异，这是由于个体的年龄、性格、文化背景、教育背景的差异而导致的原因。例如工作光环境，有的人喜欢在光线较为柔和的暖光源下工作；有的人则享受一个人的工作环境，喜欢安静冷色调的工作环境；有的人习惯于在明亮的白光下工作，效率会特别高。
所以，在发掘人对光环境潜在的生理与心理需求时，不可能像做科学实验一样，以标准化的数据将感官体验进行分类。比较适合采用定性的研究方法，从研究群体共性的角度，总结出人对光环境的需求。
二、分析光环境的影响因素
所谓的光环境就是光照射到环境中，相互作用之后外界信息被视觉接收，并通过大脑综合作用最终形成了人对外界环境的认识。即是由光、人、空间这三个要素以及这些元素之间的内在联系构成一个会影响人们生理和心理的环境。
明确人对光环境的需求以后，要以二维、三维、四维的四个维度为切入点，深入分析构建光环境的各个因素特征，以及其对构建良好的光环境所产生的影响，从而满足人的需求。例如，在三维空间中，光源在不同质感和肌理效果的物质表面所起到的光学作用并不相同。透光与不透光的材料、表面光滑与凹凸不平的材质都会有不同的光学反应。所以我们要了解光源的反射、折射、透射等光学反应，分析其在不同材质肌理上的作用关系、对光环境的影响和给人带来的视觉感受等。
三、构建光环境的视觉参考系
既然光环境中的多个物体之间关系是相互作用于人的视觉，使人最终得出一个结论。那么这些物体之间的关系是什么呢？其实在一个空间里，人认知物体时，会不自觉地对物体间进行对比，从而形成一个参考系，即认知世界的相对标准。当我们认识到视觉认知结果的这种相对性后，可以让我们有机会通过设计手段来改变光环境的感知结果，从而主观引导人的心理情感，达到设计目的。设计师可根据分析总结而得的使用者对光环境的实际需求和构建良好光环境所需的要素，运用人的视觉参考系的方法来设计与构建切合用户诉求的理想光环境。
观察空间中的各样物体时，选用不同的视觉参考系作比较分析，就可能会有不同的判断结果和视觉体验，主要由于人的视错觉的影响而出现这样的视觉“偏差”。在光环境的构建中，合理利用错视可以创造出各种奇妙的视觉效果，丰富人的视觉体验，也是探索新视点不可多得的方法。例如，室内光环境中的人工光源色彩可以将自然光的颜色作为视觉参照物，尝试在室内模拟昼夜不同的日光效果，让人可以在室内感受黄昏的柔和光线、正午灿烂的日光效果等。
四、设计照明产品满足诉求
照明产品是由光源、照明方式和照明控制三个要素所构成的。既然照明产品是构建光环境的基本工具，那么分析了解照明产品的构成要素，将有助于设计师后期的正确应用与合理设计。
（一）光源的选择
照明产品设计首先要选择和配备合适的光源，要根据空间的特点和使用者需求确定光源，综合考虑光源的显色性、色温、发光效率、使用寿命等特点。LED又名发光二极管，其发光原理不同于白炽灯、荧光灯，它主要由PN结芯片、电极和光学系统组成，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，两电极之间的固体发光材料在电场激发下发光的电光源。单颗LED发光区域较小，近似为点光源，可见光谱区域内颜色全系列化，可发出各种光色，显色性与光源指向性都较为良好，能够满足不同生活情景的照明需求。而且LED能够根据照明产品的设计要求作出相对应的排列组合，灵活性好，能做到“光源适应设计”，而不是以往的“设计配合光源”。因而，相对于其他的人工光源，LED光源所具备的特性与优势，都显示出其更适合于现代光环境的应用，也能给照明设计提供更多的新思路。
（二）照明方式的构建
照明方式是指光线从光源里发出，经过辐射系统的作用后被人的视觉感知。也就是说，光从光源里发射出来，除了赤裸裸的原始灯泡以外，其他的灯具都有对光线进行处理的。例如，有的光线利用了灯罩来反射光源；有的灯具使用玻璃材料的部件来折射光源等。即光源作用方式的应用，通过各种反射器、透镜、遮光器和滤镜等光学元件控制光源发出的方向、亮度、光通量、效率等。
照明方式的构建要重点考虑运用何种方法来完成光线的分布。其一，可以使用具有反射、折射、透射作用的系统配件分布和调节光线。也可以在辐射系统中增加透镜，进行光的折射作用来重新分配光源。现代照明产品设计中常用的透镜有平凸镜、平凹镜和菲涅尔透镜，具体的作用原理可见（如图1）所示。还可以通过安装滤镜来控制光线，变色滤镜可控制光的颜色；投影滤镜即一种雕刻镂空图案的金属薄片，由于部分光线被遮挡，发出的光线就形成预先设计的图案，具有装饰性。其二，辐射系统中的部件可采用不同的材质来构造出不同的照明效果。比如金属铝材，其反射光和热的反射率都比较好，耐腐蚀、耐氧化、材质轻且散热快；又如塑料材质，具有一定的绝缘性能，质地轻盈，有良好的透光性，可塑性极强，是照明产品设计的理想材料；而玻璃的透光性是人们喜欢它的原因之一，其表面既能透光，又能反光，还可以刻画出精美的纹饰或裂纹图案，极具装饰性。除以上常用的材料以外，还有木、竹、藤条、纸、陶瓷、布等材料可以用来形成各种照明效果的照明方式。
（三）照明控制方式的构建
照明控制方式的基本内容包括：1.通断控制，即电源的开启与关闭控制，可称为开关系统。2.调光控制，可以根据环境的亮度和使用者的实际需求调节照明产品的光源亮度，使之“变亮”或“变暗”。3.色彩控制，可称之为变色控制或换色控制，使用者可以根据不同的季节、不同的场合或不同气氛的需求调控光源的色彩。4.特殊效果控制，如频闪、图案、旋转等灯光效果的变化控制，可以在某些节假日或特殊的场合、环境使用。
照明控制方式主要是通过控制照明产品的开启关闭状态、灯光的亮度及色彩效果，从而达到调节环境氛围、实现舒适光环境的目的。由于现代智能照明技术水平的不断发展、照明成本的降低，使之应用也越来越普及，已经开始进入普通家庭。然而，在构建照明控制方式的过程中，除了要研究照明控制技术以外，还要考虑光源与控制方式的适用性。从前文对LED光源特点的分析得知，其性能符合于照明的智能控制方向。可以通过构建LED智能照明控制方式来满足以人的视觉活动为参照的多种“情景照明”，也有助于改善人们工作、生活的光环境质量。
总结
本文以人感知光环境的基本规律为基础，介绍了如何构建合理的光环境来应答用户需求的设计方法，以及归纳出一些照明产品设计适用的基本方法。首先了解人如何通过光来感知外界和光环境如何综合作用于人的视觉感官系统，形成视觉感知结果，从中发掘人对光环境的生理和心理的潜在需求。再分析对光环境产生影响的因素后，构建光环境的视觉参考系。然后以满足人对照明产品设计的诉求为原则，选择合适的照明光源，并运用光学原理、科学技术来构建照明方式和照明控制方式，为创造良好的光环境打好基础。
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