做了別人不敢做的事！智云攻克算法與流體力學(xué)散熱
早期電影拍攝為使用自然光，必須在玻璃工作棚內(nèi)完成拍攝，上世紀(jì)初，攝影師嘗試使用汞蒸氣管作為發(fā)光源，這一歷史性突破，讓燈光開始為人所用。從基礎(chǔ)照明到電氣時(shí)代，每一次影視燈工藝變革，都顛覆傳統(tǒng)。下一個(gè)十年，影視燈如何輕量化緊跟短視頻高產(chǎn)需求，已成為擺在產(chǎn)業(yè)桌面的關(guān)鍵議題。
影視燈散熱的底層邏輯——流體力學(xué)全面應(yīng)用
提到攝影裝備，就無法繞開智云。攝影用云臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化和全面普及，離不開智云8年的創(chuàng)新技術(shù)投入，每一次新品迭代都引領(lǐng)行業(yè)新發(fā)展趨勢(shì)。
從用戶體驗(yàn)到生態(tài)構(gòu)建，智云深信硬件和算法組合，能賦予攝影設(shè)備更為智能的操控表現(xiàn)。而在此之前，并沒有哪個(gè)廠商提出算法解決影視燈輕量化的需求，僅有智云大開腦洞，憑借硬核技術(shù)進(jìn)軍攝影燈市場(chǎng)。
攝影燈通常由LED、散熱器、控制、連接裝置組成，其中散熱器決定攝影燈整體形態(tài)體積，傳統(tǒng)散熱組件以散熱底座、鰭片、散熱管、風(fēng)扇基本結(jié)構(gòu)組成，已在行業(yè)內(nèi)形成較成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，廠商可在市面上找到多種現(xiàn)成的散熱方案。這也就導(dǎo)致，影視燈廠商可以縮減大量研發(fā)成本和模具成本，采用統(tǒng)一規(guī)格的硬件快速完成新品更新任務(wù)，鮮有對(duì)核心部件從0到1深入研究開發(fā)的。
而力求根源上解決行業(yè)難題的智云發(fā)現(xiàn)，不同功率的攝影燈并非都是完美匹配的散熱器，疊加散熱的方案只會(huì)讓影視燈越來越重。定制散熱的方案顯然是突破行業(yè)難點(diǎn)的核心關(guān)鍵。這一研究，便沒有回頭路，智云單獨(dú)成立核心團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)近2年研發(fā)，終于摸透了散熱器提高效率的原理和突破點(diǎn)。
智云研發(fā)團(tuán)隊(duì)剖析274個(gè)散熱器，并綜合流體力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣在管道或其他容器中流動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氣體在障礙物或縮小流道上產(chǎn)生粘附作用，使氣體產(chǎn)生粘性。流體的粘性在散熱器金屬表面形成一層空氣薄膜，受限于空氣的隔熱和保溫屬性，極易形成熱隔絕，縮減這層空氣薄膜，也是提升散熱效率的關(guān)鍵。
“空氣和液體都屬于流體，我們經(jīng)常看到河道中間的流速快，而靠近河道的兩側(cè)水流速明顯減慢，如果整個(gè)河道的流速都能趨近中間速度，流體通過量將大幅提升，同理空氣流道近乎相同，理順流通是散熱效率的關(guān)鍵。”智云研發(fā)介紹到，“在微觀環(huán)境中，不同的流速和障礙物形成相互作用力，好比河道內(nèi)容易形成旋渦，暗流等等阻礙流速的阻力，空氣流道同樣也會(huì)形成微觀渦流和湍流，對(duì)沖影響空氣排氣。”經(jīng)研究，傳統(tǒng)散熱器為提高散熱效率，大多數(shù)采用提高散熱風(fēng)壓的技術(shù)方案，通過疊加散熱面積，導(dǎo)致攝影燈很難實(shí)現(xiàn)輕量化發(fā)展，影視燈功率越大，散熱面積和產(chǎn)品也越來越大。
智云電子回壓散熱系統(tǒng)——算法和姿態(tài)散熱強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合
2022年6月，智云發(fā)布五倍FR100C百瓦棒燈進(jìn)軍補(bǔ)光燈市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)棒燈不可企及的100W功率輸出，這是智云搭載電子回壓散熱系統(tǒng)的首款產(chǎn)品，也宣告歷經(jīng)2年的散熱研究正式投產(chǎn)。針對(duì)補(bǔ)光燈越做越大的弊病，顯然智云已經(jīng)找到了解決方案。
對(duì)于智云影視燈團(tuán)隊(duì)而言，每款新品補(bǔ)光燈面市，都要經(jīng)過40到50余次的建模打樣測(cè)試，1千多次的模具微調(diào)修改打磨，項(xiàng)目比常規(guī)產(chǎn)品提前至少2倍以上的籌備期，從無到有的過程注定艱難，但創(chuàng)新的本質(zhì)就是量變實(shí)現(xiàn)質(zhì)變，不斷打磨，突破技術(shù)瓶頸，最終智云研發(fā)出的MK I普通型流道電子回壓散熱系統(tǒng)功率密度可以突破實(shí)現(xiàn)0.1-0.15w/cm3，遠(yuǎn)高于同類的0.05w/cm3。
針對(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)的流道空氣粘性形成薄膜問題，智云巧妙的使用變頻風(fēng)扇快速且間隔的吹氣，使得流體由均勻的受力變成了間斷性的受力，提高空氣表面的加速度，大幅降低粘在散熱器表面的空氣薄膜厚度；又重新定制設(shè)計(jì)不同的散熱器結(jié)構(gòu)，熱管排布和風(fēng)扇尺寸，盡量減少渦流和湍流的發(fā)生。這就要求風(fēng)扇能夠精準(zhǔn)控制，得益于智云手持云臺(tái)無刷電機(jī)實(shí)時(shí)電流電調(diào)技術(shù)發(fā)展，智云根據(jù)風(fēng)機(jī)電流反饋的波形，濾掉風(fēng)扇本身的雜波之后，根據(jù)氣壓進(jìn)行空氣建模，形成一套近似的消除綜合湍流，渦流壓力的算法，進(jìn)而使用算法動(dòng)態(tài)控制風(fēng)扇。
獨(dú)立定制散熱器的方案難度巨大，這無異于推翻公模散熱器的產(chǎn)品構(gòu)成，投入更多研發(fā)成本和時(shí)間，
“每一個(gè)影視燈的研發(fā)都需要重新設(shè)計(jì)散熱器，我們力求優(yōu)先滿足小巧散熱體積的優(yōu)先級(jí)，每款燈的結(jié)構(gòu)和體積都有嚴(yán)格要求又需要根據(jù)功率單獨(dú)定制，包括散熱風(fēng)扇、散熱鰭片面積數(shù)量和結(jié)構(gòu)布局，沒有前車之鑒，只有不斷試錯(cuò)和測(cè)試。”最終由智云研發(fā)的同功率同規(guī)格影視燈體積大大縮減，100W功率輸出的智云功率王X100體積僅有其他廠商的30%，首次在業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)百瓦功率攝影燈輕松裝進(jìn)口袋。
然而，追求完美的智云并未滿足于這種較經(jīng)濟(jì)的散熱方案，對(duì)于新一代散熱的研究和深度設(shè)計(jì)之路也從未停滯。智云秉承的研發(fā)理念就是：投產(chǎn)一代，研發(fā)一代，探索一代。截止2023年，智云已有多個(gè)散熱專利同步進(jìn)入試產(chǎn)階段。
今年6月，搭載智云MKII型電子回壓散熱系統(tǒng)的G200影視燈上市，采用高壓高速流道電子回壓技術(shù)，降低了散熱器的厚度，縮小了空氣流動(dòng)的距離從而降低阻力。使得風(fēng)扇可以在同等噪音下提供更高的風(fēng)壓，加大吹散粘在散熱器表面的靜止空氣層的力，配合空氣建模算法控制的風(fēng)扇，大大提高散熱效率。用MKII型制作的智云燈具，功率密度可以達(dá)到0.16-0.23W/cm3，輕便性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同類，也一改傳統(tǒng)影視燈大，笨，長(zhǎng)形布局散熱的固有形態(tài)。
智云影視燈的愿景——讓每個(gè)創(chuàng)作者都能完成想要的光影藝術(shù)
不計(jì)成本的研發(fā)投入，必定不僅僅為了拓展商業(yè)版圖，智云對(duì)于光影應(yīng)用也有自己獨(dú)到的理解。
從電影畫面藝術(shù)的專業(yè)高門檻到個(gè)人消費(fèi)級(jí)的發(fā)展，智云研發(fā)的手持云臺(tái)現(xiàn)已成為視頻拍攝的必要工具，智云經(jīng)歷了全球短視頻浪潮的萌芽到紅海，移動(dòng)影像從興趣愛好到商業(yè)生產(chǎn)力快速轉(zhuǎn)化，讓更多創(chuàng)作者應(yīng)用前沿科技實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作自由，拍攝自己想要的光影藝術(shù)是智能設(shè)備制造業(yè)的不變初衷。
那么，純粹的創(chuàng)作，就不應(yīng)被設(shè)備負(fù)擔(dān)限制。輕量小巧，專業(yè)易用的影視燈必然是用戶最想要的生產(chǎn)工具。智云改變的是大功率影視燈無法戶外隨心創(chuàng)作的刻板印象，也是對(duì)現(xiàn)有不同條件工作室的完美匹配，誰也沒有想到100W功率的專業(yè)影視燈可以立于桌面；不足10平方的攝影工作室也能完成三盞燈以上的商業(yè)級(jí)布光；人像、采訪、直播更能輕松改善光影畫質(zhì)，讓攝影師快速完成屬于自己的藝術(shù)作品，并且富有創(chuàng)作成就感。
攝影燈具行業(yè)近年來呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告顯示，2019年我國(guó)攝影燈具市場(chǎng)規(guī)模約為23億元，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到60億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將超過15%，其中，攝影燈具的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展，除了專業(yè)的攝影、影視行業(yè)外，在電商、廣告、婚慶等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。影視燈的發(fā)展前景巨大，依托于視頻娛樂服務(wù)行業(yè)，燈光市場(chǎng)依舊會(huì)朝著多個(gè)維度發(fā)展。
（1）高端專業(yè)化，電影、商業(yè)廣告，專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)于專業(yè)智能化的高端影視燈仍有強(qiáng)烈需求，品牌影像大廠發(fā)展智能設(shè)備同時(shí)形成配套的光影裝備，專業(yè)機(jī)構(gòu)和攝影廠商紛紛入局，形成螺旋式技術(shù)上升，進(jìn)一步打開影視燈市場(chǎng)。
（2）多極化和個(gè)性化，下沉市場(chǎng)充分教育，初級(jí)用戶開始接觸補(bǔ)光燈等拍攝設(shè)備并選擇符合預(yù)期的補(bǔ)光燈，如直播燈、化妝燈、桌面燈等多類產(chǎn)品，品牌持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)提高質(zhì)價(jià)比，線上/下渠道布局以滿足新用戶基礎(chǔ)補(bǔ)光需求。
（3）智能化發(fā)展，攝影燈具在智能化、自動(dòng)化、精細(xì)化方面的需求越來越多。例如，色溫自動(dòng)調(diào)節(jié)、精細(xì)混合調(diào)光、遠(yuǎn)程和組網(wǎng)控制等功能將不斷升級(jí)，專業(yè)化燈具市場(chǎng)目前仍處于高速增長(zhǎng)期，智能化攝影燈具市場(chǎng)也將迎來更為廣闊的發(fā)展前景。
“影視燈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的方式是不懈創(chuàng)新”，智云總工程師廖易侖描述到，“基于電子回壓散熱系統(tǒng)的升級(jí)已經(jīng)更新到了六代，智云將在材料和工藝上重點(diǎn)突破現(xiàn)有的散熱體系，建立自己的供應(yīng)布局，并且也將不斷優(yōu)化產(chǎn)線，讓更多使用影視燈的用戶輕松愉悅完成高質(zhì)量創(chuàng)作，智云在技術(shù)創(chuàng)新上“想到做到”，也同樣服務(wù)每一個(gè)創(chuàng)作熱情，幫助他們實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作夢(mèng)想。”
