目前，LED顯示屏廣泛應(yīng)用于劇場(chǎng)舞臺(tái)文藝演出、廣告?zhèn)髅?、體育場(chǎng)館、遠(yuǎn)程監(jiān)控、證券交易等不同的行業(yè)，安裝地點(diǎn)包括專(zhuān)業(yè)演出場(chǎng)所、街頭鬧市、候車(chē)（機(jī)）大廳、商場(chǎng)超市等不同的場(chǎng)所。因使用行業(yè)不同、工作地點(diǎn)和環(huán)境不同，對(duì)顯示屏的要求也不盡相同。劇場(chǎng)舞臺(tái)演出用LED顯示屏對(duì)亮度的要求與其他行業(yè)有明顯的不同。
亮度是衡量LED顯示屏的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù)。顯示屏的生產(chǎn)廠商或代理商在推銷(xiāo)產(chǎn)品時(shí)常常宣稱(chēng)其產(chǎn)品采用的是高亮度芯片；一些演出單位在選購(gòu)LED顯示屏?xí)r也常常問(wèn)供貨方“你們的顯示屏最高亮度能達(dá)到多少？”大家之所以如此看重亮度，和人眼的視覺(jué)特點(diǎn)有關(guān)。人的眼睛看到任何一個(gè)物體都是由于這個(gè)物體發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)瞳孔、晶狀體、玻璃體最終在視網(wǎng)膜上呈像并刺激視覺(jué)神經(jīng)，使大腦產(chǎn)生對(duì)該物體的視覺(jué)信息。如果這個(gè)物體發(fā)出的光線(xiàn)較強(qiáng)，那么大腦產(chǎn)生的視覺(jué)信息也較強(qiáng)，反之產(chǎn)生的視覺(jué)信息會(huì)較弱。人眼是靠光線(xiàn)才能識(shí)別物體，光線(xiàn)進(jìn)入眼睛的強(qiáng)弱不同，自然地使人的視覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生亮度差別。人的眼睛會(huì)優(yōu)先關(guān)注視野范圍內(nèi)亮度較大的物體，這種視覺(jué)生理的趨光特性也使人從潛意識(shí)中對(duì)亮度產(chǎn)生關(guān)切。
1 發(fā)光體亮度與反光體的亮度
在百度中搜索“亮度”一詞，其釋義為：“發(fā)光體或反光體使人眼睛感到的明亮程度”。由此可見(jiàn)，發(fā)光的物體會(huì)使人眼產(chǎn)生亮度感，不發(fā)光的物體靠自身對(duì)光線(xiàn)的反射也能使人眼產(chǎn)生亮度感。
劇場(chǎng)里的觀眾觀看節(jié)目時(shí)，看到的LED顯示屏上的畫(huà)面是顯示屏自身發(fā)出的光，看得到演員就是演員身體的反射光。
發(fā)光體發(fā)出的光強(qiáng)與光源面積之比，定義為該光源的亮度，亮度的單位是坎德拉/平方米（cd/㎡）。使用了高亮度芯片的LED顯示屏的亮度可以達(dá)到數(shù)千cd/㎡。
演員身體的反射光，反射的是舞臺(tái)燈具及周?chē)h(huán)境照射在身體上的光。照度是指單位面積上所接受到的可見(jiàn)光光通量，演員身上的照度即舞臺(tái)燈具照射在演員身體上光的強(qiáng)弱大小。照度的計(jì)量單位名稱(chēng)為勒克斯（lx），1 lx=1 lm/㎡。
照射在演員身體上的光經(jīng)過(guò)反射后進(jìn)入觀眾的眼睛，使觀眾感受到“亮度”，這樣由照度轉(zhuǎn)換為亮度的關(guān)系可以由下式[2]表示：
L=E×ρ/π （1）
式中：L為亮度，單位為cd/㎡
E為照度，單位為lx
ρ物體的反光率系數(shù)
2 舞臺(tái)畫(huà)面中的光比
舞臺(tái)燈光照明藝術(shù)非常講究光比。光比就是為了節(jié)目情節(jié)的需要而展現(xiàn)給觀眾的整個(gè)畫(huà)面中各部分光的大小、強(qiáng)弱區(qū)別，這是導(dǎo)演和燈光設(shè)計(jì)師藝術(shù)創(chuàng)作的體現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演和燈光設(shè)計(jì)師的藝術(shù)思想，利用人眼的趨光性來(lái)引導(dǎo)觀眾對(duì)演出角色的關(guān)注。在塑造一個(gè)角色時(shí)，除需要對(duì)角色投射不同光比的主光、輔光、逆光外，還要精心設(shè)計(jì)角色與舞臺(tái)背景的光比、與周?chē)捌谰叩墓獗鹊取?br />
一些情節(jié)輕松的喜劇節(jié)目，整個(gè)舞臺(tái)畫(huà)面溫暖平靜，光比較小。例如：演員與周?chē)枧_(tái)上其他部分的光比為1.5:1到1:1到1:1.5。當(dāng)節(jié)目表現(xiàn)緊張動(dòng)蕩的情節(jié)時(shí)，整個(gè)舞臺(tái)畫(huà)面的光比就較大。為突出舞臺(tái)主角形象，主角身體的亮度常常會(huì)比舞臺(tái)畫(huà)面的其他部分大，通常光比為1.5:1～3:1，甚至到1.5:1～5:1。
對(duì)舞臺(tái)各部分光比的設(shè)計(jì)，沒(méi)有LED顯示屏等自發(fā)光體時(shí)，僅僅考慮舞臺(tái)燈具對(duì)舞臺(tái)各處投射不同的照度就可以了；當(dāng)舞臺(tái)上有了LED顯示屏之后，藝術(shù)家們?cè)趯?duì)整個(gè)舞臺(tái)畫(huà)面進(jìn)行光比設(shè)計(jì)時(shí)，就要同時(shí)考慮顯示屏面的發(fā)光亮度和演員身體的反光亮度了。在實(shí)際工作中，燈光師大多是通過(guò)眼睛看，憑感覺(jué)來(lái)調(diào)整光比，包括對(duì)顯示屏亮度的調(diào)整和對(duì)演員照度的調(diào)整，很少使用儀器調(diào)整光比。如果使用儀器，物體反光的亮度可以用亮度計(jì)測(cè)量得到，也可以測(cè)量照度后再用式（1）計(jì)算得到。由照度計(jì)算得到亮度時(shí)，還需要知道被照物體的反光率，如中國(guó)女青年面部皮膚平均反光率約26.3%，化裝后面部皮膚反光率可達(dá)40%，白色、淺色布料對(duì)燈光的反射率可能會(huì)達(dá)到80%[3]。
舞臺(tái)上的燈光照度，根據(jù)節(jié)目情節(jié)的需要可能會(huì)有很大幅度的變化，如300 lx～3 000 lx。假如舞臺(tái)表演區(qū)的垂直面上有1 000 lx的光照度，演員身上最亮的部分是淺色的演出服，由式（1）可得出演員服裝的亮度L2為：L2=1 000×0.8/3.14=254.8（cd/㎡）在舞臺(tái)上使用LED顯示屏作背景的情況下，如果按照光比3:1來(lái)突出演員，舞臺(tái)畫(huà)面的其他部分（包括LED顯示屏最亮的部分）的亮度就要低于85 cd/㎡。假如演出的是光比平淡的輕松的喜劇節(jié)目，舞臺(tái)上LED顯示屏的最亮處亮度也僅需要254.8 cd/㎡。因此，作為自發(fā)光設(shè)備的LED顯示屏，其亮度應(yīng)該是可調(diào)整的，作為舞臺(tái)用LED屏，應(yīng)能根據(jù)舞臺(tái)演員的亮度和節(jié)目劇情的需要進(jìn)行調(diào)整。事實(shí)上，對(duì)于大部分演出來(lái)說(shuō)，LED屏的亮度如果能夠在0～800 cd/㎡之間連續(xù)可調(diào)就足夠使用了。
3 實(shí)例
舞臺(tái)演出是一種綜合的藝術(shù)形式，顯示屏呈現(xiàn)的畫(huà)面是為了配合、襯托演員的表演，是為節(jié)目、演員服務(wù)的，不可與演員爭(zhēng)輝搶奪觀眾的視線(xiàn)，應(yīng)該選擇適合的亮度，為觀眾呈現(xiàn)出一個(gè)統(tǒng)一和諧的完美舞臺(tái)畫(huà)面。
圖1是山西省晉劇院《打金枝》劇照，演員與顯示屏背景的光比大約為3.5:1，舞臺(tái)畫(huà)面光比比較合適，顯示屏的畫(huà)面既表達(dá)了劇情環(huán)境，也襯托了演員的表演。
圖1 演員與顯示屏背景的光比合適（約為3.5∶1）
如果顯示屏亮度過(guò)大，會(huì)沖淡觀眾對(duì)演員的注意力。圖2是太原市某小劇場(chǎng)的演出劇照，顯示屏背景光的亮度超過(guò)了演員的亮度，演員與顯示屏背景的光比大約為1:2。
圖2 演員與顯示屏背景的光比?。s為1∶2）
圖3中舞臺(tái)上的主持人完全沒(méi)有面光，看起來(lái)像剪影，完全成了LED顯示屏畫(huà)面的陪襯。LED顯示屏的亮度并不是一定要比演員低，由于節(jié)目藝術(shù)呈現(xiàn)的需要，也會(huì)需要顯示屏有較大的亮度，如一些演員與顯示屏畫(huà)面互動(dòng)的情節(jié)、一些剪影的舞蹈節(jié)目等，就需要顯示屏亮度大于演員的亮度。
演員與顯示屏背景的光比極小（沒(méi)有面光）
值得注意的是，舞臺(tái)畫(huà)面范圍內(nèi)的所有顯示屏都可能影響演出效果。如舞臺(tái)兩邊副屏和字幕屏亮度過(guò)大，會(huì)分散觀眾的視線(xiàn)，觀眾的視線(xiàn)很難集中到舞臺(tái)中部的演員身上，因此，用副屏和字幕屏的亮度也應(yīng)該適度降低。另外，如果使用了帶有畫(huà)面的字幕，字幕屏的畫(huà)面會(huì)影響觀眾對(duì)文字的識(shí)別，這種屏的文字顯示效果反倒不如單色屏，即使是單色字幕屏亮度也不宜太大。
舞臺(tái)用LED顯示屏的亮度應(yīng)連續(xù)可調(diào)，不僅是指全彩的背景屏，也包括副屏和單色的字幕屏都應(yīng)該具有連續(xù)調(diào)整亮度的功能。只有這樣，各種舞臺(tái)燈光才能與各個(gè)顯示屏恰當(dāng)配合，共同營(yíng)造出一個(gè)主次分明、生動(dòng)、和諧的舞臺(tái)畫(huà)面。
4 對(duì)比度和亮度鑒別等級(jí)
對(duì)比度和亮度鑒別等級(jí)是與亮度相關(guān)的兩個(gè)技術(shù)參數(shù)。
對(duì)比度是在一定的環(huán)境照度下，顯示屏的亮度與顯示屏最暗時(shí)（例如顯示屏完全關(guān)閉）屏面的背景亮度之比。最高對(duì)比度就是在一定環(huán)境照度下，LED最大亮度和背景亮度的比。
高對(duì)比度的顯示屏意味著顯示畫(huà)面中有較大的亮、暗差別，觀眾觀看的畫(huà)面就會(huì)有相對(duì)較高的清晰度和呈現(xiàn)較艷麗的光色。相對(duì)而言，對(duì)比度的指標(biāo)比亮度指標(biāo)更能體現(xiàn)顯示效果的好壞。
測(cè)量最高對(duì)比度的公式[4]：
顯示屏背景亮度LD是屏本身完全不發(fā)光時(shí)，屏面對(duì)環(huán)境光反射產(chǎn)生的亮度。因此，最高對(duì)比度C不僅受顯示屏亮度的影響，還受屏面環(huán)境照度的影響以及受屏面反光系數(shù)的影響。顯示屏亮度一定時(shí)，環(huán)境照度越小，顯示屏的最高對(duì)比度越大；屏面反光系數(shù)越小最高對(duì)比度越大。為了提高產(chǎn)品的對(duì)比度，LED顯示屏生產(chǎn)廠家為降低LED屏表面的反光系數(shù)而想盡了辦法，如LED芯片周邊采用黑色的封裝材料、表面采取亞光處理等技術(shù)措施。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T11281—2017《發(fā)光二極管（LED）顯示屏測(cè)試方法》中對(duì)于室內(nèi)屏規(guī)定的測(cè)量環(huán)境條件是：屏幕法線(xiàn)方向的照度為10×（1±10%）lx[4]。有生產(chǎn)廠商給出LED 顯示屏的對(duì)比度數(shù)據(jù)為3 000:1、5 000:1、6 000:1等。作為負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)廠商所提供產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)一定是嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定測(cè)量出的。遺憾的是，這樣的測(cè)量條件完全不能適用于劇場(chǎng)舞臺(tái)用顯示屏。演出時(shí)，舞臺(tái)處于面光、頂光、側(cè)光、耳光等舞臺(tái)燈光的照射下，舞臺(tái)主演區(qū)的照度達(dá)到上千lx，即使位于舞臺(tái)后部背景處的顯示屏面也達(dá)到幾百lx的照度，為了突出演員，導(dǎo)演還會(huì)要求限制顯示屏的亮度。因此，劇場(chǎng)舞臺(tái)用LED顯示屏的對(duì)比度數(shù)據(jù)應(yīng)該是被限制了亮度并且屏面在較高照度的環(huán)境下測(cè)量。在“劇場(chǎng)舞臺(tái)用LED顯示屏規(guī)范”出臺(tái)之前，生產(chǎn)廠商給出LED顯示屏的對(duì)比度數(shù)據(jù)僅可作為參考。
顯示屏的亮度取決于LED芯片電流的大小或者電流脈沖寬度的大小。顯示屏內(nèi)電子線(xiàn)路和軟件結(jié)合，可以向LED芯片提供256級(jí)甚至1 024級(jí)的電流變化量，但是由于人眼視覺(jué)能力的限制，不能完全識(shí)別這么多亮度等級(jí)。顯示屏顯示畫(huà)面中能夠使普通人眼分辨出的從最暗到最亮之間的亮度等級(jí)，被稱(chēng)為亮度鑒別等級(jí)。亮度鑒別等級(jí)越高，顯示的圖像的層次越多，也就意味著顯示的畫(huà)面也越細(xì)膩，色彩越豐富。
筆者測(cè)量了太原市某小劇場(chǎng)作為背景用的LED顯示屏，在舞臺(tái)表演區(qū)的照度1 522 lx的情況下，顯示屏面的照度約462 lx，人眼可以輕易地分辨出顯示屏畫(huà)面的20級(jí)灰度，如圖4所示。這樣的對(duì)比度和亮度鑒別等級(jí)能夠滿(mǎn)足一般的演出需要了。
5 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，對(duì)于劇場(chǎng)舞臺(tái)使用的LED顯示屏，并不一定需要很高的亮度，而是需要在演出時(shí)能夠按導(dǎo)演和燈光設(shè)計(jì)師的要求，可以方便地連續(xù)調(diào)節(jié)顯示亮度。例如，舞臺(tái)用LED顯示屏的亮度應(yīng)能夠從最亮值連續(xù)降低至最大亮度的10%、5%、甚至降到0。相對(duì)而言，對(duì)比度和亮度鑒別等級(jí)的指標(biāo)比亮度指標(biāo)更能體現(xiàn)顯示效果的好壞。
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