一位专家解释为什么大多数LED前大灯升级都不能真正奏效

即插即用LED替代卤素前照灯灯泡是一种流行的汽车型号。LED通常比白炽灯看起来更亮，但“看起来更亮”和“照明更好”不是一回事。我从一位实际的照明专家那里得到了一次关于LED改造的严厉谈话，科学表明：在卤素灯泡应该安装的地方安装LED通常不是一种升级。

在我写了关于不同形状的LED“灯泡”比其他的做得更好的博客后，照明专家丹尼尔·斯特恩(Daniel Stern)非常友好地与我展开了对话，并回答了一些关于汽车照明的重要问题。

我将介绍他，并在这个呼叫和响应风格的讲解器中介绍他的智慧，阐述2020年LED大灯改造的交易情况。

在这篇博客中，我们谈论的是直接安装在汽车库存灯壳中的售后LED(发光二极管)灯--最初设计用于使用白炽卤素灯泡的外壳。这些灯泡有时被称为“LED替代品”或“LED灯泡”。

我们不是在谈论出厂时配备LED的汽车，也不是像你可能用作雾灯或越野车那样的自给式LED灯。这里也不讨论HID(高强度放电)灯。

LED照明已经存在了几十年，它正在一波又一波地潜入汽车售后市场。大约在2005年，我记得第一次在汽车零配件商店看到LED“灯泡替代品”，就像现在常见的那种，被制作成与刹车灯和转向灯的标准灯丝灯泡放在同一个插座上。

那时候他们还很原始。所有的二极管都指向一个方向，光输出明显很差。我记得在128号公路汽车区买了一辆，这是我高中时常去的地方，用来装我的50cc本田快递滑板车的尾灯，安装后立即觉得很糟糕。

快进到2015年，在这一点上，LED技术的可及性进一步扩大。到那时，有几家公司正在销售LED头灯灯泡的替代品，你可以直接从一堆标准尺寸的卤素灯泡中更换。我在第三代丰田4Runner上试了一些，得出的结论是，虽然LED的前灯从外面看起来更亮，但高性能的卤素灯泡仍然能在路上投射更好的光线。(回过头来看，我认识到我的测试方法是棘轮的，但我坚持外卖。)

现在是2020年，有无数的公司在销售LED灯泡替代品。飞利浦(Philips)和西尔瓦尼亚(Sylvania)等蓝筹股品牌也在其中。有像Diode Dynamics这样专门从事售后LED的精品高端机构。当然，eBay和亚马逊拥有廉价的非品牌选择。

LED在正确安装和对准的情况下，可以将最小的输入功率转化为大量的光，这就是这项技术通常具有吸引力的原因。

在其他条件不变的情况下，似乎将耗电的白炽前灯灯泡换成更明亮的低亮度LED将是两个方面的升级。此外，来自LED的“即时”效果和视觉清晰度是锐利和清新的。LED可以给老式汽车带来现代的造型。

简而言之：LED前大灯安装容易，容易买到，可以让汽车看起来更酷。所以，人们得到了它们。

大多数汽车前大灯不仅仅是插座上的一个灯泡。反射器摇篮的形状和角度是这样的，从白炽灯泡的灯丝发出的光将沿着道路投射，从而最大限度地提高司机的能见度，而不会使迎面而来的交通变得盲目。

大多数LED不会像白炽灯一样从头灯外壳的同一空间发光，从这一点来看，它们注定是平庸的。

一些较知名的公司在2020年销售和测试LED大灯替代品，它们煞费苦心地模仿白炽灯泡的定位来解决这个问题，但这只是照明方程式的一小部分。

事实上，我曾就此写过一篇博客，指出为什么一些LED在用作前灯改装时似乎比其他LED更好。这就是为什么照明专家丹尼尔·斯特恩(Daniel Stern)觉得有必要联系我，解释我是多么地不了解情况。

斯特恩是一位专业的照明顾问，他在这个主题上做了大量的工作，并发表了相关论文。用他的话来说，直接来自他的简历：

我积极参与技术标准制定和研究机构，评估和批评相关的监管建议，并为几个国家和地区的车辆照明法规做出了重大贡献。我参加并报道了主要的国际汽车照明研讨会和会议，并应联合国国际车辆照明和灯光信号管理发展工作组主席的邀请参加了该工作组的会议。“。

他还对LED前照灯套件和改装做了广泛的研究，就像我们在这个网站上讨论过的几次那样。你可以从他自己的网站上获得他对此事的非常详细的观点，但由于他在给我的电子邮件中特别提到了一些关于LED改造的常见问题-我可以礼貌地补充一下-如果我不与您分享这些见解，我将是玩忽职守。

(这就是你在这篇博客中读到的内容，如果你还没有弄明白这一点的话。)。

不仅仅是使用与普通灯泡大小和形状完全相同的LED？

正如斯特恩解释的那样：“光源的纵向位置(光源从灯泡的基面开始和结束的位置)只是一个关键方面。”但这并不是唯一重要的事情。“其他包括形状、大小、方向和亮度分布。5分中答对1分总比0分好，但仍有20%，这是一个严重的不及格分数。“。

“如果我们能挥动魔杖，设计出与灯丝尺寸相同的圆柱形LED发射器，具有必要的亮度和通量，那么这种不兼容性就会消失。”在可预见的未来，这在技术上是不可能的，所以我们基本上用二维平面LED代替了三维圆柱形灯丝。“。

两个背靠背的平板LED之间有很大的空间(必须有，否则就没有材料带走它们的热量)，所以现在我们的光源在形状、大小、位置和光线分布上与灯丝完全不同，即使我们非常小心地将发射器放在与原始灯丝完全相同的纵向位置。

问题是，为卤素灯泡设计的反光镜与LED的光输出本质上是不兼容的。

斯特恩写道：“……近场和远场的光分布与灯的光学设计有很大的不同。”因此，前大灯的光束模式不是它应该的样子，与车辆的设计方式不一致，而且全面处于次优状态。

斯特恩的比喻是：“我戴眼镜，我的隔壁邻居也戴眼镜。我们互换眼镜是有害的，而且会适得其反，因为即使它们适合我的脸，看起来很棒，但光学眼镜与我的眼睛不匹配(即使我认为戴上它们我可以看得很好)。“。

“这并不是因为我选择了左边的邻居，而不是右边的邻居。两位邻居的眼镜也是如此，即使一副是玻璃镜片，另一副是塑料镜片，一副是圆形镜片，其他是长方形眼镜，一副是光致变色眼镜，一副不是，一副比我远视，另一副比我近视，依此类推。“。

“细节不一样，但最根本的问题还是光学不兼容，相关差异的规模比‘这些镜片在我看来一模一样’要小得多！”

再说一遍，稍微更具科学性：为更换卤素灯泡而设计的外壳中的LED会将错误的光量放在错误的位置。

“观察光束模式并不是评估它们的准确或充分的方法。看光束模式的图片或视频显然更糟糕，“斯特恩向我解释说。

我给他看了Diode Dynamics的测角光度计测试，他同意这段视频很好地解释了为什么这个工具在克服视觉技巧、了解灯的实际工作情况方面很重要：

我仍然不明白测角光度计到底是如何工作的，但本质上它会从每一个可能的角度摄取光源的数据来分析它的性能。如果没有这样的设备，就不可能真正知道你正在看的是什么样的光线质量。

斯特恩写给我：“近光截止存在、清晰度和形状不是衡量光束图案是否好的标准，即使它们是好的，即使是合法的专家也不可能通过查看照片和视频来准确评估。”

斯特恩：“如果我们谈论的是照片和视频，即使摄影师的意图是最好的，它们也是非常具有误导性的。像素和胶片的动态范围比人类视觉系统窄得多，因此，即使摄影师在拍摄不同的光束时小心地保持所有相机设置相同，也不能提供更广泛的比较信息：例如，更清晰的截止与更模糊的截止，或者更宽的光束与更窄的光束。

但是，即使你面前有类似的灯光，你可能也不会仅仅因为一个“看起来更亮”而看到更好的灯光。

正如斯特恩解释的那样：“光和看是以违反直觉的方式工作的。举个例子。眩光和看光并不是1：1。需要比直觉所说的更多的额外光线才能开始改善视力，而需要比直觉所说的更少的额外光线才能导致眩光的显著增加。“。

“所以，如果我们用头灯照墙，我们注意到水平上方的光线稍微多了一点，看起来就像是多了一点光……。但事实上，我们可以很容易地将雨、雾、雪中的眩光和向上的杂散光增加一倍、三倍或四倍。“。

除了使自己失明外，越来越多的眩光也是为什么一些升级了LED的汽车也会导致迎面而来的司机失明的一个因素，即使这样升级的汽车似乎有正确的灯光对准。

我被斯特恩的评价搞糊涂了，他说人眼不能很好地判断什么是好的前大灯。就像，如果你看的是更好看的光线，那不是.。光线好点吗？

正如斯特恩阐述的那样：“一个很大的困难是，我们感觉看到的并不是我们实际看到的。人类的视觉系统不能很好地判断它做得有多好。“我知道我能看到什么”似乎是合理的，但这与现实不符，因为我们人类只是没有做好充分的准备，无法准确评估我们能看到的好坏(或者大灯工作的好坏)。我们的主观印象往往与客观、真实的衡量我们能(或不能)看得多好的标准相差很远。“。

“驱动车头灯主观评级的主要因素是前景光，也就是靠近车辆的路面上的光……。这几乎是无关紧要的；它甚至几乎没有进入决定大灯实际安全性能的因素清单的底部。

“适量的前景光是必要的，这样我们就可以使用我们的周边视觉来跟踪车道线，并将我们的注意力保持在道路上应该在的地方，但太多的前景光在两个方面对我们不利：即使我们有意识地继续往前看，它也会把我们的视线向下吸引；而明亮的一滩光会导致我们的瞳孔收缩，这严重降低了我们的距离视力。”所有这一切都让人感觉我们有了“好”(或“好得多”的)灯光。这不是因为我们在自欺欺人或自欺欺人，而是因为我们的视觉系统就是不像他们感觉的那样工作。“。

并不是所有的白炽型卤素灯泡都是一样的，正如我们已经谈到的，现在市场上也有相当多的LED灯泡替代品。

更具体地说：“……有时，这些‘LED灯泡’和一种工作正常的特定前大灯的组合也有可能发生。”(例如，DiodeDynamics有一个特别的“LED H11”，斯特恩回忆说，它在特定的福特卡车前照灯外壳上取得了成功。)。

“但这是不可预测的；它完全不像‘哦，只要你有投影仪就可以了’，或者‘反射器如果有灯泡屏蔽就可以了’，[”灯泡屏蔽“是指挡住来自灯泡特定角度的多余光线的部件]或诸如此类的东西。‘哦，没问题，我们灯泡上的LED可以相对于底座旋转，这样你就可以对焦了’，如果有什么不同的话，那就是更糟，而不是更好。“。

Stern解释说，灯泡类型标准化的全部要点是“因此，任何设计和制造成[例如]H11的前照灯都可以安全地与任何按照H11规格设计和制造的灯泡一起工作。这并不意味着所有的H11都是一样的。但标准化至少确保了足够的安全。“。

“这确实是必须的，因为想想一个灯泡，它可以装在任何一盏H11大灯上，但只在其中几盏灯上安全工作。”那就太糟糕了。

斯特恩：“前照灯的安全性能涉及到多个相互依赖的变量。例如，如果光束的热点很弱或根本不存在，那么前景光的量可能与强烈的、聚焦良好的热点相匹配，则会将司机的视线限制在完全不充分的50或60英尺的范围内。因此，仅仅说‘是的，截止线看起来不错’甚至还不能开始接近足够好的程度。“。

“更重要的是截止线下的光量和分布，这与大多数卤素大灯中的大多数‘LED灯泡’相当混乱(随机)。”在这一点上很容易被绊倒的众多例子中，仅举了一个例子：有时候，你会得到一个相当锐利的“LED灯泡”截止值，但热点(假设它仍然存在)会被移动。[[font=宋体]/[NS]/[font=宋体]/[font=宋体][font=宋体]。

“热点的每一点向下和/或向右移动都会减少司机的视距，但墙上的光束看起来有一个很好的截止点和热点。”

“另一个例子是：假设我们面对的是一盏前大灯，它一开始并没有非常锐利的截断。装上一个“LED灯泡”，热点就会向上/向左移动。典型的建议是：“把车灯重新对准，让明亮的部分远离其他司机的视线。”但通过这样做，我们改变了整个光束模式，这样一堆其他东西上就不再有适当数量的光了。“。

“在不同的有效灯光目标下，这些影响对视距的影响有多大(无论是借助于灯的调节方式，还是通过灯的光线分布方式)？”嗯，如果你用墙上照亮的方法，瞄准一个比正常高度低2.3厘米(0.9英寸)的近光灯，晚上你的视距就会减少26米(85英尺)！“。

如果你读到这里，你可能会意识到斯特恩对我说的话：互联网上的大多数LED评论都没有帮助，他们经常引用的标准(锐度截止，色温)也没有帮助。

至于LED前大灯的业余现场测试，斯特恩在塔科马世界论坛(Tacoma World Forum)上指出，这条帖子很好地解释了为什么“精心挑选”的卤素灯泡甚至胜过了名牌LED改装。

“这是一项业余的仪表化测试，旨在尽可能有利于LED灯泡……。这是一个主要的品牌产品，而不是一些20美元的无名小玩意儿，它已经在投影灯上试用过了，投影灯可以在几乎所有光源都被塞进去的情况下强制切断，“斯特恩写道。

具有讽刺意味的是，在当前的技术生态系统中，当涉及到LED前大灯的改造时，装有封闭式光束灯的老式汽车和吉普车可能处于更有利的地位。

如果你要更换灯泡和外壳，我问斯特恩，难道你不能用今天的技术得到一个很好的LED翻新吗？他的回应是：

“这个概念是正确的--这是正确的做法，LED前照灯经过设计、设计、构造、测试和认证/批准。市场上有很好的，当然也有大量的垃圾。(在出版时)所有这些产品中的老大是JW Speaker 8700 Evolution-J3，它为旧的7英寸圆形前大灯格式带来了几乎是星际迷航级别的技术。“。

斯特恩还高呼“JWS8700 Evo 2”是一个不错的选择，再往下一步，“再往下走一两步，彼得森制造701C(彼得森或西尔瓦尼亚Zevo包装-相同的灯)和卡车-Lite单元无论有没有加热镜头都相当不错。”

JW扬声器被认为是目前矩形密封梁改造的最佳选择，“卡车-Lite也制造了这种尺寸的像样的灯。”

斯特恩说了一个我以前听说过的很好的观点：因为LED不像卤素灯泡那样加热前灯镜头，你可能需要一个带加热镜头的灯来融化积雪。

如果一个人冬天在大雪和泥浆中行驶很长时间，最好使用加热镜头；如果没有镜头加热器，LED大灯镜头就会变冷，所以冰浆会在镜头上堆积，冻结/遮挡灯泡，而不是像温暖的卤素灯或BiXenon灯镜头那样融化。除此之外，没什么好担心的；不那么严酷的冬季条件下，降雪量更小、更干燥，不会有什么问题，因为冰冷的雪花只会掠过冰冷的镜片。

“小圆灯的情况不一样，也比较困难。在这里，JW扬声器的参赛作品非常棒，无论有没有集成的LED停车灯、日间行驶灯和转向灯-所有功能都获得了安全认证；这不是人们在摩托车/热棒/铬合金商店里随处可见的油腻的儿童用品。然而，价格昂贵，而且大多数头灯安装杯需要扩大它们的中心孔，以清理这些灯相对较大的后体。由于需求相对较小，其他任何主要制造商都没有这种规模的参赛作品。然而，我现在正在测试一些在韩国制造的非常好的很有前途的东西。我希望它们能行得通；它们更适合大多数坐骑用的杯子。“

他说：“有时候，在安装LED密封梁时会遇到电气不兼容的问题。例如，丰田制造的汽车有非常不寻常的前灯电路，其中一些电路与LED不能很好地配合。有一些解决办法不涉及对车辆进行黑客攻击。“。

“世界各地都有技术工作组(美国的SAE、欧洲/亚洲的GTB)积极致力于开发LED改装灯泡的技术标准，以取代前照灯、雾灯等的卤素灯泡，”斯特恩告诉我，他本人也是这些工作组的成员。

至于目前的技术状况，斯特恩说：“与‘HID套件’不同，‘HID套件’没有光学兼容性的可能性，理论上LED确实存在这种可能性。目前市场上的产品还不能被接受，还有一些很大的技术障碍需要克服。但最终，这类合法产品还是会出现的。“。

“这很难等(相信我，我知道！)。但现在市面上的，不管盒子上写着谁的名字，做出了什么承诺和主张，就是不砍价。“。

斯特恩先生有个临别念头，他让我转告他。当你确实为你的车找到了一组很好的灯泡时，别忘了确保它们瞄准正确。

到目前为止，前照灯和雾灯的对准是决定你在任何一组灯下能(或不能)在晚上看得多好的主要因素，所以无论使用什么灯，都必须仔细对准……。如果您不确定如何做到这一点，请查看Stern自己的指南。

评论编辑，雅洛普尼克|1975实习生。

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