光學、燈光學設計

光學、燈光學設計第一頁，共20頁。光的藝術魅力

光照的作用對人的視覺功能的發(fā)揮極為重要，因為沒有光就沒有明暗和色彩感覺，也看不到一切。光照不僅是人視覺物體形狀、空間、色彩的生理的需要，而且是美化環(huán)境必不可缺少的物質(zhì)條件。光照可以構成空間，又能改變空間；既能美化空間，又能破壞空間。不同的光照不僅照亮了各種空間，而且能營造不同的空間意境情調(diào)和氣氛。同樣的空間，如果采用不同的照明方式，不同的位置、角度方向，不同的燈具造型，不同的光照強度和色彩，可以獲得多種多樣的視覺空間效應：如有時明亮寬敞，有時晦暗壓抑；有時溫馨舒適，有時煩躁不安；有時喜慶歡快，有時陰森恐怖；有時溫暖熱情，有時寒冷冷淡；有時富有浪漫情調(diào)，有時產(chǎn)生神秘感覺等等，光照的魅力可謂變幻莫測。室內(nèi)設計的靈魂—光

第二頁，共20頁。第三頁，共20頁。一、光構成原理1、色光混合三定律人眼睛不僅對單色光產(chǎn)生一種色覺，而且對混合光也可以產(chǎn)生同樣的色覺。色光混合現(xiàn)象歸納為三條定律：補光律、中間色津、代替律。

補色律:每一種色光都有另一種同它相混合而產(chǎn)生白色的色光，這兩種色光稱為互補色光。例如藍光和黃光，綠光與紫光，紅光與青光混合都能產(chǎn)生白光。

中間律:兩種非補色光混合則不能產(chǎn)生白光，其混合的結果是介乎兩者之間的中間色光。例如紅光與綠光，按混合的比例不同，可以和到介乎兩者之間的橙、黃、黃橙等。

第四頁，共20頁。二、光的基本概念

1、光通量：指光源的光輸出量單位：流明lm照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面積(平方米m2)即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m2)面積上的亮度。單位：流明/平方米或勒克斯lx

2、亮度：亮度是指發(fā)光體表面在某個特定方向的發(fā)光密度。單位用燭光/平方米表示。

3、光源：光源包括了整套燈光系統(tǒng)，其中如房間、反射鏡、電燈等。所有的設備都裝配齊備了，我們才稱之為完整的燈光系統(tǒng)。

4、反光射值(Light

Reflectance

Value):

反光射值指噴漆墻面或其他房間裝修內(nèi)，從一個特定表面反射的光的百分比。LRV值范圍從0到100，值越高表示越明亮，LRV值越低表示色彩越暗淡。

5、

亮度率和對比率：指在視覺范圍內(nèi)，最亮的區(qū)域與最暗的區(qū)域的對比率。在討論房間環(huán)境亮度時，燈光設計商經(jīng)常都會使用到亮度率這個術語。在描述投影機和顯示設備時，對比率是AV設計商最常用。從根本定義上來講，都是大同小異的，不同的光都給人不同的感覺第五頁，共20頁。第六頁，共20頁。三、室內(nèi)常用的幾種照明方式

根據(jù)燈具光通量的空間分布狀況及燈具的安裝方式，室內(nèi)照明方式可分為五種：

1、直接照明

光線通過燈具射出，其中90%-100%的光通量到達假定的工作面上，這種照明方式為直接照明。這種照明方式具有強烈的明暗對比，并能造成有趣生動的光影效果，可突出工作面在整個環(huán)境中的主導地位，但是由于亮度較高，應防止眩光的產(chǎn)生。如工廠、普通辦公室等。

2、半直接照明

半直接照明方式是半透明材料制成的燈罩罩住光源上部，60%-90%以上的光線使之集中射向工作面，10%-40%被罩光線又經(jīng)半透明燈罩擴散而向上漫射，其光線比較柔和。這種燈具常用于較低的房間的一般照明。由于漫射光線能照亮平頂，使房間頂部高度增加，因而能產(chǎn)生較高的空間感。

第七頁，共20頁。3、間接照明

間接照明方式是將光源遮蔽而產(chǎn)生的間接光的照明方式，其中90%-100%的光通量通過天棚或墻面反射作用于工作面，10%以下的光線則直接照射工作面。通常有兩種處理方法，一是將不透明的燈罩裝在燈泡的下部，光線射向平頂或其他物體上反射成間接光線；一種是把燈泡設在燈槽內(nèi)，光線從平頂反射到室內(nèi)成間接光線。這種照明方式單獨使用時，需注意不透明燈罩下部的濃重陰影。通常和其他照明方式配合使用，才能取得特殊的藝術效果。商場、服飾店、會議室等場所，一般作為環(huán)境照明使用或提高景亮度。

4、半間接照明

半間接照明方式，恰和半直接照明相反，把半透明的燈罩裝在光源下部，60%以上的光線射向平頂，形成間接光源，10%-40%部分光線經(jīng)燈罩向下擴散。這種方式能產(chǎn)生比較特殊的照明效果，使較低矮的房間有增高的感覺。也適用于住宅中的小空間部分，如門廳、過道、服飾店等，通常在學習的環(huán)境中采用這種照明方式，最為相宜。

第八頁，共20頁。5、漫射照明方式

漫射照明方式:是利用燈具的折射功能來控制眩光，將光線向四周擴散漫散。這種照明大體上有兩種形式，一種是光線從燈罩上口射出經(jīng)平頂反射，兩側從半透明燈罩擴散，下部從格柵擴散。另一種是用半透明燈罩把光線全部封閉而產(chǎn)生漫射。這類照明光線性能柔和，視覺舒適，適于臥室。

第九頁，共20頁。四、照明的布局形式

照明布局形式分為三種，即基礎照明(環(huán)境照明)，重點照明和裝飾照明。在辦公場所一般采用基礎照明，而家居和一些服飾店等場所則會采用一些三者相結合的照明方式。具體照明方式視場景而定。第十頁，共20頁。五、燈光的表現(xiàn)方式

1.面光表現(xiàn)面光是指室內(nèi)天棚、墻面和地面做成的發(fā)光面。天棚在光的特點是光照均勻，光線充足，表現(xiàn)形式多種多樣。如用日光燈吊頂，光線密度均需一致，以保每個空間都光線充足；又如用大面積筒燈吊頂，天棚上有規(guī)律的牛眼燈，猶如夜空星羅棋布；再如結合天棚梁架結構，設計成一個個光井

光線從井格射出，產(chǎn)生別具一格的空間效果。墻面光一般為圖片展覽所用。把墻面做成中空雙層夾墻，面向展示的一面的墻做成發(fā)光墻面，其中嵌有若干個玻璃框，框后設置投光裝置，形成發(fā)光展覽墻面。大型燈箱廣告也屬于此類照明。

地面光是將地面做成發(fā)光地板，通常為舞池設置，多彩的發(fā)光地板，其光影和色彩伴隨著電子音響的節(jié)奏而同步變化，大大增強了舞臺表演的藝術氣氛。第十一頁，共20頁。2.帶光表現(xiàn)所謂帶光是將光源布置成長條形的光帶。表現(xiàn)形式變化多樣，有方形、格子形、條形、條格形、環(huán)形（圓環(huán)形、橢圓形）、三角形以及其它多邊形。如周邊平面型光帶吊頂、周邊凹入型光帶吊頂、內(nèi)框型光帶吊頂、內(nèi)框凹入型光帶吊頂、周邊光帶地板、內(nèi)框光帶地板、環(huán)型光帶地板、上投光槽、天花凹光槽、地腳凹光槽等等。長條形光帶具有一定的導向性，在人流眾多的公共場所環(huán)境設計中常常用作導向照明，其它幾何形光帶一般作裝飾之用。第十二頁，共20頁。3.點光表現(xiàn)

點光是指投光范圍小而集中的光源。由于它的光照明度強，大多用于餐廳、臥室、書房以及櫥窗、舞臺等場所的直接照明或重點照明。點光表現(xiàn)手法多樣，有頂光、底光、順光、逆光、側光等。第十三頁，共20頁。頂光--自上而下的照明，類似夏日正午日光直射。光照物體投影小，明暗對比強，不宜不作造型光。底光--自下而上的照明，宜作輔助配光

第十四頁，共20頁。順光--來自正前方的照明，投影平淡，光照物體色彩顯現(xiàn)完全，但立體感覺差。逆光--來自正后方的照明，光照物體的外輪廓分明，具有藝術魅力的剪影效果，是攝影藝術和舞臺天幕中常用的配光方式。

側光--光線自左右及左上，右上，左下，右下方向的照射，光照物體投影明確，立體感較強，層次豐富，是人們最容易接受的光照方式。第十五頁，共20頁。4.靜止燈光與流動燈光靜止燈光--燈具固定不動，光照靜止不變，不出現(xiàn)閃爍的燈光為靜止燈光。絕大多數(shù)室內(nèi)照明采用靜止燈光，這種照明方式，能充分利用光能，并創(chuàng)造出穩(wěn)定、柔和、和諧的光環(huán)境氣氛，適用于學校、工廠、辦公大樓、商場、展覽會等場所。流動燈光--是流動的照明方式，它具有豐富的藝術表現(xiàn)力，是舞臺燈光和都市霓虹燈廣告設計中常用的手段。如舞臺上使用"追光燈"，不斷追逐移動的演員，又如用作廣告照明的霓虹燈不斷地流動閃爍，頻頻變換顏色，不僅突出了藝術形象，而且渲染了環(huán)境藝術氣氛。第十六頁，共20頁。六、燈具的種類及藝術效果燈具按照可分為下列類型。

懸吊類--通稱吊燈。有一般性吊燈，用于一般性室內(nèi)空間；花燈，用于豪華高大的大廳空間；宮燈，一般用于具有傳統(tǒng)古典式風格的廳堂；伸縮性吊燈，采用伸縮的蛇皮管或伸縮鏈作吊具，可在一定范圍內(nèi)根據(jù)需要調(diào)節(jié)燈具的高度。

吸頂類--緊貼天棚的燈具。有凸出型吸頂燈，這類燈具適用面較大，可以單盞使用，也可以組合使用，前者適用于較小的空間，后者適用于較大的空間；嵌入型吸頂燈，燈具嵌入天棚內(nèi)，組合使用給人以星空繁照的感覺。

壁燈類--壁燈有附墻式和懸挑式兩種，安裝在墻壁和柱子上。壁燈造型要求富有裝飾性，適用于各種空間。落地燈--也稱座地燈，是家居客廳、起居室、賓館客房、接待室等空間的局部照明燈具，是室內(nèi)陳設之一，具有裝飾空間的作用。

臺燈--座落在臺桌、茶幾、矮柜的局部照明的燈具，也是現(xiàn)代家庭中富有情趣的主要陳設之一，在現(xiàn)代賓館中，臺燈已經(jīng)成為具有特色的裝飾照明手段。

特種燈具--為各種專門制造的照明燈具，如用于舞臺表演的追光燈、回光燈、天幕泛光燈、旋轉(zhuǎn)燈、光束燈、流星燈等。安裝方式第十七頁，共20頁。七、電光源的種類那談了這么多，我們究竟應該來怎么選擇適合自己的光源呢？第十八頁，共20頁。十、光源的選擇

1．合理選擇照明燈具燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿足環(huán)境和作業(yè)的配光要求，并且不產(chǎn)生眩光和嚴重的光幕反射。選擇燈具時，除考慮環(huán)境光分布和限制眩目的要求外，還應考慮燈具的效率，選擇高光效燈具。在各類燈具中，熒光燈主要用于室內(nèi)照明，汞燈和鈉燈用于室外照明，也可將二者裝在一起作混光照明。這樣做光效高、耗電少、光色逼真、協(xié)調(diào)、視覺舒適。

2．