LED-панели ARRI: почему компания решила сосредоточиться на светодиодных технологиях

Инженер и специалист по LED-технологиям Деннис Якстиен выступил в качестве эксперта, описав возможности LED-панелей, их достоинства, конструкцию и технические спецификации.
 

Светодиодные технологии и их отличия от традиционного освещения

Деннис Якстиен, инженер и специалист по LED-технологиям / Фото: Виктор Вытольский

Есть четыре основные технологии освещения: люминесцентная, светодиодная, с традиционной лампой накаливания и металлогалогенная. С точки зрения ARRI, люминесцентные светильники уже мертвы. ARRI переходит на светодиоды из-за эффективности: светодиодное оборудование на 50% экономичнее, чем люминесцентные светильники, у них более продолжительный срок службы и цветовые возможности. Поэтому смысла производить люминесцентный свет мы не видим, хотя традиционные и металлогаллогенные лампы еще производятся — эти технологии важны для кинопроизводства.

Когда мы говорим о световых технологиях, следует начать со светового спектра. Традиционные лампы неэффективны с точки зрения энергопотребления, они выделяют большое количество тепла, а при изменении яркости лампы накаливания происходит изменение цвета.

Спектр галогеновой лампы

Со светодиодными приборами все не так: вы можете независимо контролировать их мощность и цвет. Главное преимущество лампы накаливания — дешевое производство и очень хорошая цветопередача: на выходе прибора мы получаем ровный и качественный спектр цвета.

Спектр белого светодиода

Основной технологией кинопроизводства остаются лампы металлогалогенного холодного света. У них показатели энергоэффективности в четыре раза лучше, чем у ламп накаливания. Но технология использования металлогалогенных ламп не очень удобна: требуется прогрев, на который уходит 3–5 минут. Эти приборы всегда продаются в комплекте с балластом, и такой набор стоит намного дороже, чем просто светильник. При этом показатели энергоэффективности металлогалогенных ламп и светодиодных светильников примерно одинаковы.

На семинаре «Профессиональный свет в телевещании: следующий век» / Фото: Виктор Вытольский

У металлогалогенного света есть и другие негативные факторы. Например, на этих приборах невозможно плавно регулировать яркость, только по шагам. Поэтому ARRI сконцентрировалась на производстве светодиодного оборудования, у которого гораздо больше возможностей.
 

Особенности модельного ряда ARRI

Мы производим световое оборудование под камеры и стараемся быть в курсе выпуска новых моделей. Мы заметили, что от некоторых световых приборов появляются множественные тени и странные цветовые отблески. При повышающемся качестве картинки рано или поздно это заметят и зрители. У камер высокого разрешения большая чувствительность, повышенный динамический диапазон (HDR) и расширенная цветовая палитра (WCG). Наша задача — организовать правильный свет, который испускают источники.

У нас есть светодиодные светильники трех модификаций:

Caster — маленький светодиодный светильник. По мощности 35 Вт дает хороший поток мягкого света, есть панель управления цветом. Можно выставлять цветовую температуру. Есть опция установки управления через DMX.

L — серия прожекторов, представляющих собой классические приборы с линзой Френеля, но на базе светодиодов. Линза сделана из пластика, но от этого смысл не поменялся — ровный и мягкий поток света, четкая тень хорошего качества. Можно использовать шторки, также как и на классическом приборе.

Помимо прочего, мы можем регулировать яркость без какого-либо изменения цвета. Также можно выставлять цветовую температуру, есть функция изменения насыщенности цвета. В линейке есть приборы трех разных размеров: это L5 (самый маленький, энергопотребление — 100 Вт); L7 — обычно заменяет традиционный 1 кВт прожектор (мощность потребления — 200 Вт); и L10 — мощностью 400 Вт.

Sky — панели рассеянного света. На данный момент это — самые успешные световые приборы, предложенные ARRI. Оборудование востребовано в кинопроизводстве и в телевизионных студиях. Модель S30 самая маленькая, а самая большая — S360. Это приборы мягкого света, яркость на которых поддается регулировке. Также можно менять цветовую температуру и включать разные цветовые опции.

Панель рассеянного света ARRI Sky Panel / Фото: Виктор Вытольский
 

Устройство светодиодного прибора с линзой Френеля

Внутри светильников с линзой Френеля нет большой лампы — там установлена своего рода матрица с различными типами светодиодов: красные, зеленые, синие и белые. Последних большинство, а некоторое количество цветных нужно, чтобы делать калибровку. Эта пластина занимает практически всю полость внутри прибора. Также там установлена фокусирующая оптика. Разные источники света сфокусированы в один поток, который проецируется на смешивающую линзу. По сути, эта внутренняя линза и исполняет роль источника света, то есть лампы.

На семинаре «Профессиональный свет в телевещании: следующий век» / Фото: Виктор Вытольский

На типичных приборах с линзой Френеля, если мы перемещаем саму лампу назад — получается более сфокусированное пятно света (spot). Если же происходит движение вперед к линзе, появляется рассеянный свет (flat). Наиболее энергоэффективное положение — когда лампа находится близко к линзе. Если сравнить это со светодиодным прибором, получается, что LED-прожектор в положении spot более мощный, чем традиционный. Для светодиодов не имеет никакого значения, на каком расстоянии находится линза, свет более направленный.
 

Управление цветом

Со светодиодными источниками мы можем производить любой цвет. Конечно, это всегда было возможно при помощи светофильтров, но это не так быстро и не так удобно. Кроме того, при использовании пленочных фильтров теряется большое количество света.

На прожекторах L7 есть есть библиотека фильтров — вы просто выбираете нужный. Сейчас в оборудование вшиты библиотеки Rosco и Lee, внутри записано около 400 видов фильтров. Те же самые библиотеки применимы и для Sky-панелей. Можно запоминать установку цвета — настроить до 10 предустановок и пользоваться ими.

Светодиоды не испускают тепло, как лампы накаливания. Для пользователей это удобно — холодный свет с фронтальной части. А производителям нужно как-то бороться с тепловыделением: если мы не сможем правильно организовать охлаждение, мы просто уничтожим прибор.

Компания ARRI решила пойти путем смешивания светодиодов разных цветов. Самый простой способ — смешать теплый и холодный и предоставить возможность добавлять и убавлять свечение разных цветовых температур. В световых приборах ARRI светодиоды полностью перекрывают весь цветовой спектр. На производстве мы измеряем излучения всех светодиодов, и при каких-то отклонениях калибруем каждый прибор в отдельности.

Если мы говорим о качестве цвета, то это всегда имеет отношение к спектру. Несколько лет назад я проводил исследование: смешивал три светодиодных источника разных цветов до тех пор, пока не получил цветовую температуру, абсолютно точно совпадающую с одним из традиционных приборов, оснащенных лампой накаливания. Но их спектральные графики оказались совершенно разными. Я взял одинаковые камеры с идентичной оптикой и просто поменял источник света. Разница цветов была очевидна.

 

Мерцания

Яркость светодиода можно изменять включением/выключением напряжения с определённой частотой, практически все производители так и делают. Это базисный принцип регулировки светодиодов. Весь вопрос — насколько быстро, то есть с какой частотой это можно делать. L7 и Sky-панель работают на скорости 30 000 мерцаний в секунду, то есть 30 кГц. Если взять обычную светодиодную лампу в магазине (она работает на частоте 200 Гц) и снимать при ее свете на камеру, то можно увидеть мерцание света. Я тестировал на скоростной камере Sky-панель, и  не увидел мерцаний до 500 кадров в секунду. Следовательно, Sky-панель можно использовать для скоростных съемок. Если вам нужно записывать на частоте выше, чем 500 кадров в секунду, у Sky-панели есть скоростной режим, где частота мерцания прибора еще выше.
 

Варианты питания и управления

На семинаре «Профессиональный свет в телевещании: следующий век» / Фото: Виктор Вытольский

У ARRI много опций дистанционного управления. Первый вариант — проводной пульт. Его меню полностью копирует панель управления на задней части прибора. Есть и беспроводные опции — по Wi-Fi через планшет. Так же можно управлять через DMX или LAN. На больших профессиональных студиях я бы не рекомендовал использовать Wi-Fi, для этого есть другие опции. Если у вас большое производство, нужны более надежные средства связи, лучше использовать кабельное соединение.

Sky-панели могут работать как от блока питания, так и от аккумуляторов при помощи соответствующего адаптера. Если вы работаете от батареи, то блок питания вам не нужен. Батареи емкостью 270 Вт/час обычно хватает на 5 часов работы панели S60. На полной мощности 200 Вт она проработает 80 минут, но, как правило, она не нужна.

Аккумуляторный адаптер работает со всеми моделями, которые здесь представлены. Он вставляется в разъем на задней части, но есть нюанс: младшие модели работают с ним на полную мощность, а на больших светильниках от батареи с этим адаптером вырабатывается мощность только на 50% из-за высокого энергопотребления в 400 Вт.

Существуют также другие опции для батарей и аккумуляторов — для больших светильников можно использовать аккумуляторные батареи большего размера, они будут работать на все 100%.