浅谈仿生设计在LED灯具设计中的应用

浅谈仿生设计在LED灯具设计中的应用

发表时间：2018-09-18T11:56:57.940Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：陈宝辉

[导读] 摘要：随着LED技术的快速发展和在照明领域的批量应用，灯具设计发生了巨大的变化。

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摘要：随着LED技术的快速发展和在照明领域的批量应用，灯具设计发生了巨大的变化。LED具有光源体积小、形状可变化、发光效率高、使用寿命长和节能环保等优点，给设计师带来了无限想象和变化的创作空间。本文主要分析了LED技术的原理及其发展，并论述了仿生设计在LED灯具创新设计中的应用。

关键词：LED灯具；仿生设计；半导体

一、LED技术原理

LED光源，即发光二极管（LED）为发光体的光源。发光二极管是由数层很薄的掺杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。

LED用于家居照明，主要是将发光二极管发出的红色光、黄色光、蓝色光进行混合，三基色“混合”后，就产生出白光，简称MCLED （multi-chipLED）；还可以利用“蓝光技术”与荧光粉配合，形成白光，称为PCLED（phosphorconvertedLED），此外还有MOCVA直接生长成有源区的白光技术。

LED用于景观照明，可以利用三基色原理，添加荧光粉，可以发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等颜色的光。

二、LED技术的优点

1、节能：LED光源的能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯也可以达到50%的节能效果。

2、环保：无有害金属汞，无红外和紫外线辐射。而且废弃物可回收，属于典型的绿色照明光源。

3、使用寿命长：正常情况下使用LED，其光衰可以减到70%的标称寿命是6-10万小时，比传统光源的寿命长10倍以上，减少了更换频率和其他维护工作。

4、色彩丰富：LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，形成不同光色的组合变化多端，可实现多变、逐变、混光效果，显色效果极佳。可实现亮度连续可调，色彩纯度高，可实现色彩动态变换和数字化控制，特别适用于装饰等方面。

5、高新技术：LED光源既是低压微电子产品，又是数字信息化产品，其低热量、小型化、响应时间短等，并成功融合了计算机技术、嵌入式控制技术、图像处理技术、网络通信技术等，属于半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点，为应用于实际生产生活中创造了有利条件。

三、仿生设计在LED灯具设计中的应用

仿生设计主要是运用工业设计的艺术与科学相结合的思维与方法，从人性化的角度，不仅在物质上，更是在精神上追求传统与现代、自然与人类、艺术与技术、主观与客观、个体与大众等多元化的设计融合与创新，体现辩证、唯物的共生美学观。仿生设计的内容：模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来设计产品机械的设计方式。

灯具设计中的仿生设计主要表现为形态的仿生。形态仿生主要是在对自然界生物的外部形态认知的基础上，经过简化、抽象、夸张等设计手法将其应用到产品外观的创新设计中。可以使人产生心理、生理效应和情感呼应，并最终实现LED灯具设计的功能和意义。形态的仿生又可以细分为具象仿生设计和抽象仿生设计。

3.1 具象仿生设计

具象形态是外界之形映入眼睛，刺激神经后感觉到存在的形态。它可以比较逼真地再现事物的形态。

具象仿生设计主要通过对生物体的整体或局部特征进行模仿、提升、细化、组合等方式进行设计，并将其应用于灯具形态中。

如图1的鱼悦LED灯具设计。这款LDE灯具作品以鲤鱼的造形为主体，通过不同的弯管曲线造型，生动地展现了鱼跃龙门的姿态。以鱼飞跃之姿为形，龙腾为意，赋予此灯最美好的内涵。这样的产品不但满足了基础的照明需求，同时还具备了情感性、哲学性等特点。

又如蘑菇形状的LED灯具设计，这种LED灯具是以蘑菇造型为灯头主体，以水钻作为灯体装饰，惟妙惟肖的蘑菇头，通过不同的弯管曲线造型，有疏有密地生长在灯鼓上，一个个地发着光，仿佛散发着旺盛的生命力，这个作品将具象仿生设计发挥到了极致。

3.2 抽象仿生设计

抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特片，它具有高度的简化性和概括性，必须经过人的联想和想象，生物原形才能“重新”浮现于脑海中。

抽象仿生设计通过对生物体的整体形态或局部特征进行抽象、提炼、简化，并应用联想、移情、组合等方式进行抽象化处理，应用于灯具形态中。

如图3的天鹅LED灯具设计，设计师通过简约的弧形线条对天鹅的形态进行提炼和抽象化，并将天鹅活动时不同的状态融入设计元素中。产品外观具备了简约、时尚的特征，并在使用状态上更具灵活性、生动性、趣味性，让用户产生情感上和心理上的感触。

另外其在以前G4光源的基础上更换为G4LED光源，在不改变外观的情况下使其更节能环保。

又如模仿飞鸟形态的LED灯具设计，设计师通过对飞鸟的形态进行提炼和抽象化，并将飞鸟活动时不同的状态融入设计元素的造型结构中，使灯体两侧如同飞鸟的翅膀一样，可上下自由摆动，并通过阻尼作用精准定位，打造不同的造型。产品外观具备了简约、时尚的特征，并在使用造型状态上更具灵活性、生动性、趣味性，让用户产生情感上和心理上的感触。

四.结束语

设计来源于生活并服务于生活，正确地运用仿生设计理念进行产品设计，是一个能产生源源不断创新产品的设计方法。仿生设计不但可以让灯具产品满足基本的功能需求，还能提升灯具的欣赏价值、体验价值、情感价值，甚至是哲学上的意义。

将LED技术运用到灯具创新设计当中，仿生设计理念也起着非常重要的作用。一方面，仿生的设计更容易被消费人群所接受以及推广，另一方面，LED技术的优点（绿色、环保、节能），让其在仿生设计更具备发挥和想象空间。特别在倡导可持续发展理念的今天，设计师更有机会站在时代的风口，设计出更好的灯具作品。

参考文献：

[1]刘青春，何霞.产品仿生设计探究[J].包装工程.2006，27（4）：194-196.

[2]詹庆旋.照明设计[M].北京：中国出版集团.2012.