《電氣照明第二章視覺與顏色》

第二章視覺與顏色1、人眼與視覺2、視覺特性3、顏色4、顏色顯色第二章視覺與顏色1人眼與視覺一、人眼的構(gòu)造

1－透膜變圓2－視網(wǎng)膜3－鞏膜4－中央凹5－盲點(diǎn)6－視神經(jīng)7－睫狀體8－透膜變平9－虹膜張開10－瞳孔11－虹膜收縮12－角膜圖2-1眼睛的構(gòu)造1人眼與視覺二、人眼的視覺

錐狀細(xì)胞：錐狀神經(jīng)的功能是在晝間看物體，而且可看到顏色。柱狀細(xì)胞：柱狀神經(jīng)在傍晚下活潑，在夜視起作用，但不能感知顏色。視覺產(chǎn)生：在柱狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞里都含有一種感光物質(zhì)，當(dāng)光線照到視網(wǎng)膜上時(shí)，感光物質(zhì)粉刷化學(xué)變化，刺激神經(jīng)細(xì)胞，最后由神經(jīng)傳到大腦，產(chǎn)生視覺。圖2-2視網(wǎng)膜光射入人眼落到視網(wǎng)膜上，產(chǎn)生光化學(xué)反響，刺激視神經(jīng)而構(gòu)成視覺立體感強(qiáng)中弱2:1顯著的效果5:1低戲劇性效果15:1戲劇性的效果*30:1生動(dòng)的效果*50:1非常生動(dòng)的效果重點(diǎn)照明系數(shù)(AF)=聚光的照度根底照明的照度1人眼與視覺一、視覺明視覺亮度超越10cd/m2，錐狀細(xì)胞參與視覺任務(wù)，這種視覺形狀為明視覺。暗視覺亮度在10-6~10-2cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞參與視覺任務(wù)，這種視覺形狀為暗視覺。中介視覺亮度在10-2~10cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞、錐狀細(xì)胞同時(shí)參與視覺任務(wù)，這種視覺形狀為中介視覺。2視覺特性555nm－錐狀細(xì)胞最大靈敏度波長(zhǎng)507nm－柱狀細(xì)胞最大靈敏度波長(zhǎng)V(λ)為明視覺的光譜光視效率曲線V’(λ)為暗視覺的光譜光視效率曲線圖2-3CIE光度規(guī)范察看者光譜光效率注：CIE為法文縮寫，國(guó)際照明委員會(huì)二、光譜靈敏度2視覺特性2視覺特性三、視覺閾限能引起光覺得的最低限制的亮度稱為視覺的“絕對(duì)閾限〞。對(duì)于在人眼中長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)的大目的，視覺閾限亮度為10-6cd/m2視覺可以忍受的亮度上限為106cd/m2。絕對(duì)閾限的倒數(shù)稱為視覺的“絕對(duì)感受性〞。人眼的絕對(duì)感受性是很大的。2視覺特性視覺閾限的影響要素①與目的物大小有關(guān)目的物大小用目的物對(duì)眼睛所張的角度表示，稱為視角。

當(dāng)視角超越30o時(shí)，亮度閾限不再降低。圖2-4亮度閾限與視角的關(guān)系2視覺特性②與目的物發(fā)出的顏色有關(guān)在一樣視角下，對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光：紅、黃光，其亮度閾限就高；對(duì)波長(zhǎng)較短的光：藍(lán)光，亮度閾限值要低些。在暗視覺條件下，光譜光效率向短波方向偏移。2視覺特性③與察看時(shí)間有關(guān)不超越0.1s，而目的物較小，視角不超過1o，那么目的物呈現(xiàn)時(shí)間越短，亮度閾限就越高；呈現(xiàn)時(shí)間越長(zhǎng)，亮度閾限值就越低。作用時(shí)間超越0.2s時(shí)，視覺閾限就與時(shí)間無關(guān)了。四、視覺順應(yīng)明順應(yīng)：視覺系統(tǒng)順應(yīng)高于幾個(gè)cd/m2亮度變化過程及終極形狀。發(fā)生在由暗處到亮處，需幾十秒。2視覺特性圖2-5明順應(yīng)與暗順應(yīng)暗順應(yīng)：視覺系統(tǒng)順應(yīng)低于百分之幾cd/m2亮度變化過程及終極形狀。從亮處到黑處視覺閾限下降過程，所需過渡時(shí)間較長(zhǎng)，30min。2視覺特性圖2-5明順應(yīng)與暗順應(yīng)錐狀視覺順應(yīng)過程柱狀視覺順應(yīng)過程運(yùn)用在照明設(shè)計(jì)中，尤其是隧道的照明設(shè)計(jì)，應(yīng)思索暗順應(yīng)要素，即在隧道入口的一段間隔內(nèi)應(yīng)有過渡照明，也即隧道入口處亮度應(yīng)高些，然后逐漸降低亮度，使司機(jī)有個(gè)順應(yīng)過程。2視覺特性圖2-5明順應(yīng)與暗順應(yīng)錐狀視覺順應(yīng)過程柱狀視覺順應(yīng)過程五、視力視力的定性含義是指眼睛識(shí)別物體輪廓和細(xì)節(jié)的才干。視力定量含義是指人眼可以區(qū)別兩個(gè)相鄰物體最小張角D的倒數(shù)。國(guó)際眼科學(xué)會(huì)于1909年規(guī)定用白底黑色蘭道爾環(huán)作為檢查視力的規(guī)范視環(huán)。2視覺特性圖2-6蘭道爾環(huán)D=1.5mm，α=1'，視力為1.0。D=1mm，α=40"，視力為1.5。四、對(duì)比靈敏度與可見度(一)亮度對(duì)比目的亮度和背景亮度之差與背景亮度之比。2視覺特性(二)對(duì)比敏感度亮度差別閾限ΔLt：人眼剛剛能識(shí)別目的與背景的最小亮度差。閾限對(duì)比Ct：亮度差別閾限與背景亮度之比。對(duì)比敏感度Sc：閾限對(duì)比的倒數(shù)。2視覺特性(三)可見度－能見度人眼確定物體存在或外形的難易程度。在室內(nèi)運(yùn)用時(shí)，以目的與背景的實(shí)踐亮度對(duì)比C與閾限對(duì)比Ct來描畫。在室外運(yùn)用時(shí)，以人眼恰可看到規(guī)范目的的間隔定義。2視覺特性四、視野頭部不動(dòng)時(shí)，眼睛能看見的范圍。在正常情況下，人單眼的程度視場(chǎng)為180°，垂直視場(chǎng)為130°，程度面上方60°，程度面下方為70°。2視覺特性圖2-7人眼的正常視野中間白色部分為雙眼都看到部分。左右兩側(cè)陰影部分為左右兩眼分別看到。黑色部分為被眼眉、兩頰和鼻子遮擋部分。五、眩光由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜，或存在極端的對(duì)比，以致引起人眼的不舒適覺得或者降低察看細(xì)部(或目的)的才干，這種視覺景象稱為眩光。夜里汽車開著大燈，感到刺眼。由于晚上，周圍很暗，車燈亮度與周圍背景亮度構(gòu)成大的亮度對(duì)比。夏日晴天的太空，俯視晴空感到刺眼。冬日陽(yáng)光下的白雪會(huì)刺眼。由于視野內(nèi)出現(xiàn)了太亮的發(fā)光體。2視覺特性〔一〕眩光的分類①根據(jù)其呵斥的后果分類：不溫馨眩光產(chǎn)生不溫馨覺得，但不一定降低視覺對(duì)象的可見度的眩光。失能眩光降低視覺對(duì)象的可見度，但不一定產(chǎn)生不溫馨覺得的眩光。2視覺特性②根據(jù)其方式分類：直接眩光由發(fā)光體的直接照射引起的。反射眩光由反射面反射發(fā)光體發(fā)出的光而構(gòu)成的眩光。反射眩光：當(dāng)反射面光澤度較高時(shí)，能把發(fā)光體的像清楚地反映出來，即由發(fā)光體的像直射引起的。光幕反射：當(dāng)反射面反射亮度并不高，且不清楚地反映發(fā)光體的像，然而卻使被察看目的的對(duì)比度降低，減小了能見度。黑板發(fā)生光幕。2視覺特性〔二〕影響眩光的要素①周圍環(huán)境較暗時(shí)，眼睛的順應(yīng)亮度很低，即使是亮度較低的光，也會(huì)有明顯的眩光。②光源外表或燈具反射面的亮度越高，眩光越明顯。③光源的大小2視覺特性一、光譜能量(功率)分布光源的光譜輻射能量(功率)按波長(zhǎng)的分布稱為光譜能量(功率)分布，以光譜能量的恣意值來表示光譜能量分布，稱為相對(duì)光譜能量分布。物體的顏色是物體對(duì)光源的光譜輻射有選擇性地反射或透射對(duì)人眼所產(chǎn)生的覺得。3顏色特性3顏色圖2-8常用照明電光源的相對(duì)光譜功率分布(a)白熾燈、鹵鎢燈(b)熒光燈(c)熒光高壓汞燈(d)高壓鈉燈3顏色圖2-8常用照明電光源的相對(duì)光譜功率分布(e)鈉鉈銦燈(f)管形鏑燈(g)管形氙燈、日光二、顏色視覺人的視覺器官不但能反映光的強(qiáng)度－亮度覺得，還能反映光的波長(zhǎng)特性－顏色覺得。(一)顏色對(duì)比相鄰的不同顏色，在觀看時(shí)存在著相互影響，這種景象稱為顏色對(duì)比。例如：在一塊黃色背景上放張白紙，用眼睛凝視白紙中心幾分鐘，白紙會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色。黃色和藍(lán)色為互補(bǔ)色，即每種顏色都在其周圍誘導(dǎo)出一種確定的顏色，這種顏色稱為被誘導(dǎo)色(原來誘導(dǎo)顏色的互補(bǔ)色或類似顏色)。3顏色(二)顏色順應(yīng)人眼在顏色刺激下所呵斥的顏色視覺變化，稱為顏色視覺。如：先在日光下看物體的顏色，然后忽然改在室內(nèi)白熾燈先看物體的顏色，開場(chǎng)時(shí)，室內(nèi)照明看起來帶有白熾燈的黃色，物體的顏色也帶有一些黃色，幾分鐘后，視覺順應(yīng)了白熾燈光的顏色，室內(nèi)照明趨向變白，物體的顏色趨向恢復(fù)到日光下的原來的顏色。如：在暗色背景上照射一小塊黃光，當(dāng)眼睛先看過劇烈紅光之后，再看這黃光，此時(shí)呈現(xiàn)綠色，經(jīng)過一段時(shí)間，眼睛會(huì)從紅光的順應(yīng)中逐漸恢復(fù)，綠色漸淡，幾分鐘后又成為原理的黃色。3顏色圖2-9顏色順應(yīng)3顏色(三)彩色對(duì)人的生理、心思作用生理方面藍(lán)、紫色最易引起疲勞，紅、橙色次之，黃綠、藍(lán)綠、淡青等顏色最小。設(shè)備外殼顏色宜采用黃綠、藍(lán)綠等顏色眼睛對(duì)黃色較為敏感，常用黃與黑與藍(lán)相間的顏色作為危險(xiǎn)部位的警告色標(biāo)。心思方面紅、橙、黃等顏色有種暖和的覺得－暖色青、藍(lán)、紫等顏色有冷、涼的覺得－冷色3顏色一、光源的顏色(一)光源的色表與色溫①光源的色表指的是人眼觀看光源所發(fā)出光的顏色(燈光的表觀顏色)。②常用色溫來定量描畫光源色表。當(dāng)一個(gè)光源的顏色與黑體(完全輻射體)在某一溫度時(shí)發(fā)出的光色一樣時(shí)，黑體的溫度就稱為該光源的色溫。符號(hào)Tc，單位為開爾文(K)。4顏色顯色4顏色顯色4顏色顯色黑體在任何溫度下某物體能把投射到它外表的任何波長(zhǎng)的能量全部吸收，該物體稱之為黑體。800～900K溫度下，黑體輻射呈紅色3000K呈黃白色5000K左右呈白色8000～10000K呈淡藍(lán)色4顏色顯色4顏色顯色各種光源的色溫4顏色顯色人們經(jīng)過閱歷得知，用暖色〔低色溫〕光源產(chǎn)生的低照明程度可以使室內(nèi)構(gòu)成緩和的氣氛，而任務(wù)環(huán)境那么可以用冷色〔高色溫〕光源產(chǎn)生的高照明程度來構(gòu)成。4顏色顯色色溫暖照明程度高照度+低色溫=炎熱低照度+高色溫=陰沉(二)光源的顯色性照明光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為顯色性。規(guī)范光源CIE規(guī)定了四種，常以規(guī)范光源A作為低色溫光源的參照規(guī)范。規(guī)范光源A：溫度約為2856K的完全輻射體(黑體)發(fā)出的光，現(xiàn)實(shí)的規(guī)范光源A是色溫為2856K的充氣鎢絲燈泡。4顏色顯色顯色指數(shù)定量表征光源顯色的優(yōu)劣。用被測(cè)光源下物體的顏色與參照光源下物體的顏色相符程度來衡量。普通顯色指數(shù)Ra特殊顯色指數(shù)Ri顯色指數(shù)等級(jí)Ra=100~80,顯色性優(yōu)良Ra=79~50,顯色性普通Ra<50,顯色性較差4顏色顯色4顏色顯色二、物體的顏色物體外表的顏色是它對(duì)照射光線中某一種波長(zhǎng)的光反射(或透射)，比其他波長(zhǎng)的光要強(qiáng)得多，反射(或透射)得最強(qiáng)的波長(zhǎng)的光，即為該物體的顏色。黑色物體對(duì)各種彩色的光都吸收，不能反射光，無論什么彩色光或日光照射都顯黑色。白色物體能將一切的彩色光都反射出來，日光照射時(shí)顯白色，紅光照射時(shí)顯紅色，其他彩色光照射時(shí)就顯現(xiàn)與光源