编辑手记：

灯具是人们日常生活中不可或缺的重要物品。从人类懂得控制火焰开始，便懂得了如何在黑夜中得到光明。篝火、蜡烛、钨丝灯、白炽灯、荧光灯、卤钨灯、高压钠灯到 LED 灯，人们对灯具的研究一直都没有停下，而且对灯具的要求在提升，不管是外观还是光学参数都越来越高。

良好的外观设计可以创造出灯具悦目的外观，而好的配光便赋予了灯具核心的灵魂。

上期，我们跟随网红老司机徐庆辉老师了解了配光的基本概念和光分布的基本原理。说一千，道一万，配光曲线到底是啥？（点击题目可阅读）。这期我们再来深入了解配光曲线的秘密。

用一张图片清楚描述光的形状，强度，方向。

科学准确地描述光的分布的方法——配光曲线！


一、常见的配光的表示方法


1
圆锥图

如红线标出的第一行，其意为照到 h=1 米远的地方的光斑直径 d=25 厘米，平均照度 Em=16160lx，最大照度 Emax=24000lx。

左侧是数据，右侧是直观图，即模拟画出了一个光斑，数据全部在图上已知，我们只需了解字母的含义即可读懂。


2
等角度光强曲线图

路灯的光往往分得很开，所以往往用等角度光强曲线图描述。同时，以不同颜色的曲线表示不同照度，同样很直观。


3
等照度分布

红点表示灯所在的位置，三角处即表示离灯 0.6 米处照度为 50 lx。

路灯往往只需要往地面照，不用管其分布，直接运用照度分布图来进行控光设计即可。

以上效果图的表示方法都很直观，设计师不需要进行计算，直接将图上的数据读出即可。


4
极坐标配光曲线

首先，铺垫一些数学基础：

极坐标系，以角度和圈圈构成，圈圈表示离原点的距离。

由于灯大多是往下照的，极坐标配光一般把下方作为起始 0°

接下来看一个小蚂蚁拉皮筋的例子~

首先，不同力量的小蚂蚁拖着皮筋玩不同的方向爬，有力气的爬得远，没力气的爬不远。

然后，把小蚂蚁停下的位置连线画起来。

就得到了蚂蚁力量的分布曲线。

从图上可以读出 0° 方向的蚂蚁力量为 3，30° 方向的蚂蚁力量约为 1.4。

同样，光也有力量——光强

把不同方向的光强描述点连起来，得到——光的“力量分布”曲线。

此即光强分布曲线，怎么样，这波比喻给几分~

光不同于小蚂蚁，光不会停下来，但是可以测得光的强度。

光强用曲线离原点的距离表示，其在极坐标下的角度即为光的方向。

光强分布曲线——配光曲线

典型灯具的配光曲线：

（1）筒灯，圆形曲线，向下光强最大，偏一点暗一点，偏过90°后一点光都看不到了。

 （2）射灯，从正下方起偏移一点角度光减小得更快，偏离30°后就几乎没有光了。光只集中在很小的范围里。

而当曲线很窄很细看不清的时候，我们往往转换到直角坐标系下观测。


5
直角坐标配光曲线

直角坐标可以调节坐标轴间隔，放大曲线的某一个局部，有助于更清晰地看细节。

比较窄的聚光束常用直角坐标系描述。

极坐标真实还原光的分布，直角坐标可以起到放大效果。

二、解读配光曲线

1、配光曲线是什么？反映灯具发光强度在整个空间分布情况的曲线图

2、配光曲线按对称性质可分为：轴向对称，对称，非对称。 

（1）轴对称（旋转对称）——各个方向一致，一根曲线就可以描述。

（2）对称——各个方向不一致，前后或左右一致。

通常红线（或实线）表示 0°/180° 方向，蓝线（或虚线）表示 90°/270° 方向。

90°/270° 表示顺光源方向，0°/180° 表示与光源垂直方向。

仰俯角度（光源方向改变），横向滚动（以光源为轴转动）

借助下图小教具可以帮助理解以上概念。

以线性荧光灯的配光曲线为例：


三、配光曲线的作用


1
描述光强大小

有了配光曲线就不再需要示意图了，从配光曲线是上可以直观的看到光强的大小：离原点近即表示光强小，很直观。


2
描述光强分布

左上角的图即为路灯的配光曲线，两边较宽可以照到很远的范围。

左下角的长条光则多用于洗墙作用。


3
获取光学参数信息


4
计算照度（点照度计算法）


5
读取光束角

如何读取光束角？

第一步：找到最大光强值

第二步：找到最大光强的一半的位置

第三步：在最大光强一半处读取角度1

第四步：从另一半读出角度2

第五步：两个角度相加

直角坐标系下方法相同。

为什么是 1/2 处呢？这取决于欧标（CIE）还是美标（IES）。欧标与美标不同，美标取十分之一，通常美标下的光束角较大一些。中国默认用欧标更多，所以在标注光束角时需要标注 beam angle 还是 field angle。

读出的这些数据有什么用呢？

而对于美国人，懒得说角度，习惯用型号来进行区分，形象易懂（如下图）。Type1 表示往前不伸，只往两边伸。Type5 表示旋转对称的光源。

当然，这种表示方式也存在缺陷，它只是离散的5种类型，对于介于两种中间的情况无法精确描述，所以只能定性表示。


四、配光曲线是怎么画出来的？

其实，配光曲线不是画出来的而是测出来的。

以下是四种典型的光度计，图上标出的人的高度作为光度计体积的参考。

熟练掌握灯具配光曲线的基础知识，是完美运用灯具的前提。

注：本文整理自直播课《徐庆辉：3小时深刻理解灯具配光 》，内容较多，故分为三个文章来陆续介绍，本文为第二篇，请大家保持关注，期待连载哦！


徐庆辉

云知光联合创始人&首席产品官

复旦大学 光源与照明工程系

国家高级照明设计师

华人照明设计师联合会（CLDA）副会长

DIAL全球认证讲师

广东省光电技术协会专家委员会秘书长

云知光照明应用研究中心（LARC）技术总监

20年行业经验的资深照明工程师