目前，LED顯示屏廣泛應(yīng)用于劇場舞臺(tái)文藝演出、廣告?zhèn)髅?、體育場館、遠(yuǎn)程監(jiān)控、證券交易等不同的行業(yè)，安裝地點(diǎn)包括專業(yè)演出場所、街頭鬧市、候車（機(jī)）大廳、商場超市等不同的場所。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產(chǎn)品時(shí)常常宣稱其產(chǎn)品采用的是高亮度芯片；一些演出單位在選購LED顯示屏?xí)r也常常問供貨方“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)出的光線經(jīng)過瞳孔、晶狀體、玻璃體最終在視網(wǎng)膜上呈像并刺激視覺神經(jīng)，使大腦產(chǎn)生對(duì)該物體的視覺信息。如果這個(gè)物體發(fā)出的光線較強(qiáng)，那么大腦產(chǎn)生的視覺信息也較強(qiáng)，反之產(chǎn)生的視覺信息會(huì)較弱。人眼是靠光線才能識(shí)別物體，光線進(jìn)入眼睛的強(qiáng)弱不同，自然地使人的視覺系統(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，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)光線的反射也能使人眼產(chǎn)生亮度感。
劇場里的觀眾觀看節(jié)目時(shí)，看到的LED顯示屏上的畫面是顯示屏自身發(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)燈具及周圍環(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)量單位名稱為勒克斯（lx），1 lx=1 lm/㎡。
照射在演員身體上的光經(jīng)過反射后進(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、與周圍景片道具的光比等。
一些情節(jié)輕松的喜劇節(jié)目，整個(gè)舞臺(tái)畫面溫暖平靜，光比較小。例如：演員與周圍舞臺(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，燈光師大多是通過眼睛看，憑感覺來調(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來突出演員，舞臺(tái)畫面的其他部分（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)于大部分演出來說，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，不可與演員爭輝搶奪觀眾的視線，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)畫面光比比較合適，顯示屏的畫面既表達(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是太原市某小劇場的演出劇照，顯示屏背景光的亮度超過了演員的亮度，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)上的主持人完全沒有面光，看起來像剪影，完全成了LED顯示屏畫面的陪襯。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?。]有面光）
值得注意的是，舞臺(tái)畫面范圍內(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大，會(huì)分散觀眾的視線，觀眾的視線很難集中到舞臺(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，如果使用了帶有畫面的字幕，字幕屏的畫面會(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，共同營造出一個(gè)主次分明、生動(dòng)、和諧的舞臺(tái)畫面。
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面中有較大的亮、暗差別，觀眾觀看的畫面就會(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面也越細(xì)膩，色彩越豐富。
筆者測(cè)量了太原市某小劇場作為背景用的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)能夠滿足一般的演出需要了。
5 結(jié)語
綜上所述，對(duì)于劇場舞臺(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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