第3章建筑光學(xué)根底知識(shí)

光——是能量的一種方式，或說(shuō)光是一種電磁輻射能。nm——納米1nm=10-9m圖1-3電磁波波譜780nm380nm光的作用：1.影響任務(wù)效率；室內(nèi)光環(huán)境2.影響心思溫馨，身體安康；室內(nèi)裝飾照明3.美化環(huán)境，表現(xiàn)建筑藝術(shù)；重慶市朝天門(mén)夜景4.節(jié)能，維護(hù)環(huán)境；以上海用電量為例：年用電量為1400億度電，其中照明用電量為392億度電〔28%〕。假設(shè)照明節(jié)能50%，那么節(jié)約196億度電，減少二氧化碳56萬(wàn)噸。照明用電量表示圖3.1眼睛與視覺(jué)本節(jié)要點(diǎn)：1.人眼的構(gòu)造；2.人眼的視覺(jué)特點(diǎn)；3.光譜光視效率。3.1.1人眼的構(gòu)造

圖3-1人的右眼剖面圖照相機(jī)類似于瞳孔——起照相機(jī)中的光圈作用——能控制進(jìn)光量。水晶體——起照相機(jī)的透鏡作用，但它具有自動(dòng)聚焦功能。視網(wǎng)膜——類似于照相機(jī)中的膠卷——能對(duì)光線產(chǎn)生反響。感光細(xì)胞——分為錐體〔狀)感光細(xì)胞和桿體〔狀)感光細(xì)胞；2002年發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)節(jié)感光細(xì)胞——第三種感光細(xì)胞——控制晝夜節(jié)律、強(qiáng)度和瞳孔大小等。錐體細(xì)胞和桿體細(xì)胞表示圖錐體細(xì)胞————————桿體細(xì)胞錐體〔狀)感光細(xì)胞——分布在眼中心部位，靈敏度差，但可覺(jué)得顏色〔眼中有紅、綠、藍(lán)感光色素〕。桿體〔狀)感光細(xì)胞——分布在眼中心的周圍，靈敏度高，無(wú)顏色覺(jué)得。人眼——一種可見(jiàn)光的接納器，人類在進(jìn)化過(guò)程中人眼曾經(jīng)順應(yīng)了太陽(yáng)光。太陽(yáng)、大氣層、地球表示圖太陽(yáng)光——經(jīng)過(guò)大氣層——射到地面；地面上光輻射強(qiáng)度在500nm附近最大，人眼最敏感的光的波長(zhǎng)；明視覺(jué)——亮堂的環(huán)境下，如白天，555nm

〔黃綠光〕；暗視覺(jué)——暗環(huán)境下，如晚上不開(kāi)燈，507nm〔綠色光〕。3.1.2人眼的視覺(jué)特點(diǎn)

圖3-4人眼視野視覺(jué)就是由進(jìn)入人眼的輻射所產(chǎn)生的光覺(jué)得而獲得的對(duì)外界的認(rèn)識(shí)?！?〕視看范圍〔視野〕，見(jiàn)圖3-4。處于放松姿態(tài)，坐著的人的視野表示圖〔2〕明、暗視覺(jué)明視覺(jué)：在亮堂的環(huán)境中，主要由視網(wǎng)膜的錐體細(xì)胞起作用的視覺(jué)〔高于幾個(gè)cd/m2的亮度時(shí)的視覺(jué)〕。暗視覺(jué)：在暗環(huán)境中，主要由視網(wǎng)膜的桿體細(xì)胞起作用的視覺(jué)〔低于百分之幾cd/m2的亮度時(shí)的視覺(jué)〕。中間視覺(jué)：視網(wǎng)膜的錐體感光細(xì)胞和桿體感光細(xì)胞同時(shí)起作用，而且它們隨著正常人眼的順應(yīng)程度變化而發(fā)揚(yáng)的作用大小不同〔介于明視覺(jué)和暗視覺(jué)之間的視覺(jué)〕。注：本書(shū)中僅引見(jiàn)明視覺(jué)情況。圖3-7視亮度匹配實(shí)驗(yàn)原理在明視覺(jué)條件下：在國(guó)際上，把人眼對(duì)555nm覺(jué)得量定為1。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其他波長(zhǎng)在視覺(jué)得一樣時(shí)需求輻射通量多大才與555nm一樣〔圖3-7〕。〔3〕光譜光視效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3-6。光譜光視效率V〔λ〕曲線表示在特定光度條件下產(chǎn)生一樣視覺(jué)覺(jué)得時(shí)，在視亮度匹配實(shí)驗(yàn)里，波長(zhǎng)λm和波長(zhǎng)λ的單色光輻射通量的比:

V(λ〕=Φeλm/Φeλ圖3-6光譜光視效率曲線思索題：從人眼的構(gòu)造上看，人眼的功能在哪些方面與照相機(jī)類似？3.1眼睛與視覺(jué)復(fù)習(xí)：主要引見(jiàn)了明視覺(jué)概念和光譜光視效率V(λ)。3.2根本光度單位及運(yùn)用本節(jié)要點(diǎn)：1.光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度的符號(hào)、單位、定義和計(jì)算公式；2.發(fā)光強(qiáng)度和照度關(guān)系；3.照度和亮度關(guān)系。

設(shè)有2個(gè)燈均發(fā)出單色光，且輻射出波長(zhǎng)為555nm和620nm，輻射通量均為1W，這時(shí)對(duì)人的覺(jué)得能否一樣？結(jié)果顯然是不一樣的。圖3-8人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光線的感覺(jué)光源——外表能輻射光和反射光的物體〔太陽(yáng)、各種燈……)。對(duì)于明視覺(jué):為了比較恣意兩個(gè)燈發(fā)出的可見(jiàn)光多少時(shí)，由于光譜光視效率隨波長(zhǎng)分布不同，那么不能直接用輻射通量〔瓦〕多少比較，只能化成相當(dāng)于多少555nm規(guī)范光通量進(jìn)展比較。由于V(λ)=eλm/eλ，所以eλm=eλ×V(λ),把eλm稱為光通量，簡(jiǎn)寫(xiě)成λ。3.2.1光通量光通量——在單位時(shí)間內(nèi)人眼覺(jué)得光輻射能量的大小。在計(jì)算時(shí),光通量常采用下式算得:式中:Km——最大光譜光視效能，在明視覺(jué)時(shí)為683lm／W；e,λ——波長(zhǎng)為λ的輻射通量,瓦〔W〕。光通量表示光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光能的多少，類似于單位時(shí)間內(nèi)水龍頭噴水量的大小。

圖3-9光通量類似于噴水量的大小【例3-1】知低壓鈉燈發(fā)出波長(zhǎng)為589nm的單色光，設(shè)其輻射通量為10.3W，試計(jì)算其發(fā)出的光通量?！窘狻繌膱D3-6的明視覺(jué)〔實(shí)線〕光譜光視效率曲線中或從附錄4的〔λ〕中可查出，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)589nm的V〔λ〕＝0.769，那么該單色光源發(fā)出的光通量為：589=683×10.3×0.769≈5410lm光通量單位：光瓦太大了，如40瓦白熾燈約發(fā)出0.5光瓦。故常用流明，lm。在國(guó)際上：明視覺(jué)時(shí)，1光瓦=683lm；暗視覺(jué)時(shí)，1光瓦=1700lm。例：40瓦熒光燈可發(fā)出約2000lm(約2.93光瓦)，100瓦白熾燈可發(fā)出約1250lm(約1.83光瓦〕。3.2.2發(fā)光強(qiáng)度圖3-10燈罩影響光分布加了燈罩后，光通量的空間分布就不同了，燈罩下方可增大約2倍，為了描畫(huà)這種景象，采用發(fā)光強(qiáng)度概念。光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度是該光源在該方向的立體角元dΩ內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟Ф除以該立體角之商，

發(fā)光強(qiáng)度的符號(hào)為I，單位為坎德拉，cd，1cd表示光源在1球面度立體角內(nèi)均勻發(fā)射出1lm的光通量，即：光通量分布均勻時(shí)：立體角表示圖即1坎德拉=1流明/1球面度立體角——恣意一個(gè)封鎖圓錐面內(nèi)所包含的空間。立體角的計(jì)算公式：式中：——立體角軸與被研討面法線之間的夾角。本例中由于球半徑R垂直于球外表，所以等于0°，于是cos等于1。因此，對(duì)于球外表和球心來(lái)說(shuō)：=A/R2立體角的單位：球面度，記為sr。1sr=面積等于R2的球外表對(duì)球心所張開(kāi)的立體角。

例：一光源在0.5sr立體角內(nèi)均勻發(fā)射出100lm的光通量，求該方向上的發(fā)光強(qiáng)度I。解：I=/=100lm/0.5sr=200cd=200坎德拉3.2.3照度對(duì)于被照面而言，常用在其單位面積上的光通量多少來(lái)衡量它被照射的程度，這就是常用的照度，符號(hào)為E,它表示被照面上的光通量密度：

，均勻時(shí)圖3-12臺(tái)燈下的書(shū)位置不同，明暗不同照度的常用單位為勒克斯，符號(hào)為lx，1lx等于1流明的光通量均勻分布在1平方米的被照面上,。照度的英制單位為英尺燭光〔fc〕，由于1平方米＝10.76平方英尺，所以1fc=l0.76lx。圖3-13照度單位例：直徑為100cm的圓面上均勻落下100lm的光通量，求這圓面上的各點(diǎn)照度。解：E=/A=/R2=100/(×0.52)=127lx例：燈正下方1米:40W白熾燈40W熒光燈晴天中午月夜30lx200lx8~12萬(wàn)lx0.2lx發(fā)光強(qiáng)度光通量空間密度照度光通量被照面密度余弦定律3.2.4發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系

當(dāng)光垂直入射時(shí)，即i=0°時(shí)，某外表的照度E與點(diǎn)光源在這方向的發(fā)光強(qiáng)度Iα成正比，還與光源的間隔R的平方成反比。這就是計(jì)算點(diǎn)光源產(chǎn)生照度的根本公式，稱為間隔平方反比定律：

【例3-3】如圖3-15所示，在桌子上方2m處掛一40W白熾燈，求燈下桌面上點(diǎn)1處照度E1，及點(diǎn)2處照度E2值〔設(shè)輻射角α在0°～45°內(nèi)該白熾燈的發(fā)光強(qiáng)度均為30cd〕。【解】由于I0～45=30cd，所以圖3-15點(diǎn)光源在桌面上形成的照度圖3-16黑色物體和白色物體的視覺(jué)感覺(jué)（a）黑色物體；（b）白色物體在圖3-16中，雖然兩張圖片上的照度相同，但明暗感覺(jué)不同，故采用一個(gè)新的量——亮度來(lái)評(píng)價(jià)這一現(xiàn)象。

3.2.5亮度亮度——在給定方向上發(fā)光面微元的發(fā)光強(qiáng)度和垂直于給定視野方向的微元的投影面積之比。亮度的符號(hào)為L(zhǎng)，其計(jì)算公式為：

圖3-17亮度概念

當(dāng)角α方向上光束截面A的發(fā)光強(qiáng)度Iα均相等時(shí)，角α方向的亮度為：

由于物體外表亮度在各個(gè)方向不一定一樣，因此常在亮度符號(hào)的右下角注明角度，它表示與外表法線成α角方向上的亮度。亮度的常用單位為坎德拉每平方米〔cd／m2〕，它等于1平方米外表上，沿法線方向〔α＝0o〕發(fā)出1坎德拉的發(fā)光強(qiáng)度，即：有時(shí)用另一較大單位熙提〔符號(hào)為sb〕，它表示1cm2面積上發(fā)出1cd時(shí)的亮度單位。很明顯1sb(熙提〕=104cd／m2；1asb(阿熙提〕=1/cd／m2；常見(jiàn)的一些物體亮度值如下：白熾燈燈絲300～500sb熒光燈管外表0.8～0.9sb太陽(yáng)200000sb無(wú)云藍(lán)天〔視距太陽(yáng)位置的角間隔不同，其亮度也不同〕0.2～2.0sb圖3-18表觀亮度與物理亮度區(qū)別與聯(lián)系

在圖3-18中，三角形1和三角形2物理亮度是相同的，但看上去三角形1比2亮。亮度反映了物體表面的物理特性；而我們主觀所感受到的物體明亮程度，除了與物體表面亮度有關(guān)外，還與我們所處環(huán)境的明暗程度有關(guān)。又例如：同一只路燈，晚上開(kāi)著的燈比白天亮；但是在一般情況下，路燈本身的亮度不變，即物理亮度(亮度)——反映了物體本身的表面物理特性——亮度不變；但觀看時(shí)與環(huán)境明暗有關(guān)的亮度——表觀亮度卻改變了。例：有一個(gè)乳白色玻璃球形光源，直徑為6cm,其軸向光強(qiáng)為55cd,求軸向亮度。解：L0=Iα/〔Acosα〕=≈19452cd/m2留意：1.亮度對(duì)光源本身的〔照度是指被照面〕；2.—輻射角，是光源法線與視野夾角;i—被照面法線與視野夾角;3.單位：面積常取平方米。在陰天時(shí)，天空暗，室內(nèi)照度小，需開(kāi)燈；晴天時(shí)，天空亮度大，室內(nèi)照度大。由此看來(lái)，被照面上照度大小與光源本身亮度大小有關(guān)。

3.2.6照度和亮度的關(guān)系所謂照度和亮度的關(guān)系，指的是光源亮度和它所構(gòu)成的照度之間的關(guān)系。如圖3-20所示，設(shè)A1為各方向亮度都一樣的發(fā)光面，A2為被照面；在A1上取一微元面積dA1。

圖3-20照度和亮度的關(guān)系均勻式〔3-9〕這就是常用的立體角投影定律，它表示某一亮度為L(zhǎng)α的發(fā)光外表在被照面上構(gòu)成的照度值的大小，并且等于這一發(fā)光外表的亮度Lα與該發(fā)光外表在被照點(diǎn)上構(gòu)成的立體角Ω的投影〔Ωcosi〕的乘積。這一定律闡明：某一發(fā)光外表在被照面上構(gòu)成的照度僅和發(fā)光外表的亮度及其在被照面上構(gòu)成的立體角投影有關(guān)。留意：立體角投影定律適用于光源尺寸相對(duì)于它和被照點(diǎn)間隔較大時(shí)，即面光源時(shí)?！纠?-4】在側(cè)墻和屋頂上各有一個(gè)1m2的窗洞，它們與室內(nèi)桌子的相對(duì)位置見(jiàn)圖3-21，設(shè)經(jīng)過(guò)窗洞看見(jiàn)的天空亮度均為1sb，試分別求出各個(gè)窗洞在桌面上構(gòu)成的照度〔桌面與側(cè)窗窗臺(tái)等高〕?！窘狻看岸纯梢暈橐话l(fā)光外表，其亮度等于透過(guò)窗洞看見(jiàn)的天空亮度，在本例題中天空亮度均為lsb，即104cd／m2。按公式〔3-9〕計(jì)算：側(cè)窗時(shí)〔sr〕〔sr〕圖3-21立體角投影定律計(jì)算圖天窗時(shí)〔sr〕，思索題：請(qǐng)說(shuō)出光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度的定義、符號(hào)、單位及相互關(guān)系。

3.2根本光度單位及運(yùn)用復(fù)習(xí)：主要引見(jiàn)的內(nèi)容：一、光量1.光通量,e,λ(瓦)，流明，lm2.發(fā)光強(qiáng)度〔均勻〕坎德拉，cd

3.照度〔均勻〕勒克斯，lx4.亮度〔均勻〕坎德拉/米2，cd/m2二、兩個(gè)定律1.余弦定律2.立體角投影定律3.3資料的光學(xué)性質(zhì)本節(jié)要點(diǎn)：1.規(guī)那么反射和透射；2.分散反射和透射：①漫反射和漫透射；②混合反射和透射。在光的傳播過(guò)程中，遇到介質(zhì)〔如玻璃、空氣、墻…)時(shí)，入射光通量〔Φ〕中的一部分被反射〔Φr〕，一部分被吸收〔Φα〕，一部分透過(guò)介質(zhì)進(jìn)入另一側(cè)的空間〔Φτ〕。圖1-5可見(jiàn)光的反射、吸收和透射一、從能量角度看根據(jù)能量守恒定律：Φr+Φα+Φτ=Φ由于Φ不等于0，所以有：Φr/Φ+Φα/Φ+Φτ/Φ=1r+α+τ=1式中：r——光反射比；α——光吸收比；τ——光透射比。二、從光分布角度看：假設(shè)光經(jīng)過(guò)資料反射或透射后，光分布立體角未變，那么稱為規(guī)那么反射和規(guī)那么透射。假設(shè)光經(jīng)過(guò)資料反射或透射后，立體角變大，那么稱為分散反射和分散透射。光經(jīng)過(guò)介質(zhì)的反射和透射后，它的分布變化取決于資料外表的光滑程度和資料內(nèi)部分子構(gòu)造。

〔1〕規(guī)那么反射和透射1〕規(guī)那么反射光線射到外表很光滑的不透明資料上，就出現(xiàn)規(guī)那么反射景象，這光陰分布的立體角沒(méi)有改動(dòng)，如鏡子等。鏡子規(guī)那么反射〔又稱為鏡面反射〕就是在無(wú)漫射的情形下，按照幾何光學(xué)的定律進(jìn)展的反射。它的特點(diǎn)：a.光線入射角等于反射角；b.入射光線、反射光線以及反射外表的法線處于同一平面，見(jiàn)圖3-23。圖3-23規(guī)那么反射和透射圖3-24防止受規(guī)那么反射的方法 2〕規(guī)那么透射光線射到透明資料上那么產(chǎn)生規(guī)那么透射。規(guī)那么透射〔又稱為直接透射〕就是在無(wú)漫射的情形下，按照幾何光學(xué)的定律進(jìn)展的透射。如透明玻璃，見(jiàn)圖3-22〔a〕。（a）透明玻璃

圖3-22不同窗玻璃的采光效果3〕光學(xué)性質(zhì)

資料反射〔或透射〕后的光源亮度和發(fā)光強(qiáng)度，因資料的吸收和反射，而比光源原有亮度和發(fā)光強(qiáng)度有所降低，其值為a.亮度

b.發(fā)光強(qiáng)度

〔3-10〕〔3-11〕或或〔2〕分散反射和透射除了規(guī)那么反射和透射資料外，另一類為分散的，這類資料使入射光程度不同地分散在更大的立體角范圍內(nèi)分散反射和透射，如粉刷墻面和磨砂玻璃就屬于這一類。墻面磨砂玻璃和壓花玻璃分散反射和透射又可分為：漫反射與漫透射、混合反射與透射兩種情況。1〕漫射資料①定義漫射資料又稱為均勻分散資料。這類資料將入射光線均勻地向四面八方反射或透射，從各個(gè)角度看，其亮度完全一樣，看不見(jiàn)光源籠統(tǒng)。漫射資料可分為漫反射和漫透射兩種資料：漫反射就是在宏觀上不存在規(guī)那么反射時(shí)，由反射呵斥的漫射，如粉刷墻面等。漫透射就是宏觀上不存在規(guī)那么透射時(shí)，由透射呵斥的漫射，如乳白玻璃等。圖3-27漫反射和漫透射②光學(xué)性質(zhì)a.亮度和照度關(guān)系漫射資料外表的亮度可用以下公式計(jì)算：對(duì)于漫反射資料對(duì)于漫透射資料b.朗伯余弦定律

漫射資料的最大發(fā)光強(qiáng)度在外表的法線方向，其他方向的發(fā)光強(qiáng)度和法線方向的值有如下關(guān)系：

〔3-16〕

式中：i——外表法線和某一方向間的夾角，這一關(guān)系式稱

為“朗伯余弦定律〞。2〕混合反射與透射資料①定義多數(shù)資料同時(shí)具有規(guī)那么和漫射兩種性質(zhì)?；旌戏瓷渚褪且?guī)那么反射和漫反射兼有的反射〔如油漆外表等〕。圖3-29油漆桌面資料的光效果混合透射就是規(guī)那么透射和漫透射兼有的透射，如磨砂玻璃等，見(jiàn)圖3-22〔b〕。（b）磨砂玻璃圖3-22不同窗玻璃的采光效果②光學(xué)性質(zhì)它們?cè)谝?guī)那么反射〔透射〕方向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。這種資料的亮度分布見(jiàn)圖3-28。圖3-28混合反射和透射思索題：1.在什么情況下采用透明玻璃或磨砂玻璃作為側(cè)窗玻璃較為適宜？2.說(shuō)出在漫反射條件下的亮度與照度之間的關(guān)系式。3.3資料的光學(xué)性質(zhì)復(fù)習(xí)主要引見(jiàn)的內(nèi)容:一、1個(gè)定律朗伯余弦定律二、資料的光學(xué)性質(zhì)1.規(guī)那么反射和透射特點(diǎn)和2.漫反射和透射特點(diǎn)和

3.4可見(jiàn)度及其影響要素本節(jié)要點(diǎn)：1.可見(jiàn)度重要影響要素：亮度、視角、亮度對(duì)比、識(shí)別時(shí)間和眩光；2.減輕直接眩光和反射眩光影響程度的方法。可見(jiàn)度就是人眼識(shí)別物體存在或外形的難易程度。在室內(nèi)運(yùn)用時(shí)，以規(guī)范察看條件下恰可感知的規(guī)范視標(biāo)的對(duì)比或大小定義。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，故常稱為能見(jiàn)度?？梢?jiàn)度概念是用來(lái)定量表示人眼看物體的清楚程度〔故以前又把它稱為視度〕。一個(gè)物體之所以可以被看見(jiàn)，它要有一定的亮度、大小和亮度對(duì)比，并且識(shí)別時(shí)間和眩光也會(huì)影響這種看清楚程度。影響可見(jiàn)度的重要要素有五個(gè)：〔1〕亮度實(shí)驗(yàn)闡明，人們能看見(jiàn)的最低亮度〔稱“最低亮度閾〞〕，僅10-5asb。隨著亮度的增大，我們看得愈清楚，即可見(jiàn)度增大。圖3-30人們感到“稱心〞的照度值從圖3-30中可以看出：隨著照度的添加，感到“稱心〞的人數(shù)比例也添加，最大百分比約在1500～3000lx之間。照度超越此數(shù)值，對(duì)照明“稱心〞的人反而愈高愈少，這闡明照度〔亮度〕要適量?！?〕視角視角就是識(shí)別對(duì)象對(duì)人眼所構(gòu)成的張角，通常以弧度單位來(lái)度量。視角越大看得越清楚，反之那么可見(jiàn)度下降。識(shí)別對(duì)象尺寸d和眼睛至物件的間隔l構(gòu)成視角，其關(guān)系如下：〔分〕 〔3-17〕

在圖3-31中需求指明開(kāi)口方向時(shí)，識(shí)別對(duì)象尺寸就是開(kāi)口尺寸。圖3-31視角的定義〔3〕亮度對(duì)比亮度對(duì)比即觀看對(duì)象和其背景之間的亮度差別，差別愈大，可見(jiàn)度愈高〔圖3-32〕。常用C來(lái)表示亮度對(duì)比，它等于視野中目的和背景的亮度差與背景亮度之比： 〔3-18〕式中:Lt——目的亮度；Lb——背景亮度； L——目的與背景的亮度差。圖3-32亮度對(duì)比和可見(jiàn)度的關(guān)系對(duì)于均勻照明的無(wú)光澤的背景和目的，亮度對(duì)比可用光反射比表示： 〔3-19〕式中:rt——目的光反射比；rb——背景光反射比。視覺(jué)效果實(shí)驗(yàn)闡明：物體亮度〔與照度成正比〕、視角大小和亮度對(duì)比三個(gè)要素對(duì)可見(jiàn)度的影響是相互有關(guān)的。圖3-33所示為區(qū)分幾率為95%〔即正確區(qū)分視看對(duì)象的次數(shù)為總區(qū)分次數(shù)的95%〕時(shí)，三個(gè)要素之間的關(guān)系。圖3-33視覺(jué)效果曲線從圖3-33中的曲線可看出：1〕從同一根曲線來(lái)看，它闡明觀看對(duì)象在眼睛處構(gòu)成的視角不變時(shí)，如對(duì)比下降，那么需求添加照度才干堅(jiān)持一樣可見(jiàn)度。也就是說(shuō)，對(duì)比的缺乏，可用添加照度來(lái)彌補(bǔ);反之，也可用添加對(duì)比來(lái)補(bǔ)償照度的缺乏。2〕比較不同的曲線〔表示在不同視角時(shí)〕后看出：目的愈小〔視角愈小〕，需求的照度愈高。3〕天然光〔實(shí)線〕比人工光〔虛線〕更有利于可見(jiàn)度的提高。但在視看大的目的時(shí)，這種差別不明顯?！?〕識(shí)別時(shí)間眼睛觀看物體時(shí)，只需當(dāng)該物體發(fā)出足夠的光能，構(gòu)成一定刺激，才干產(chǎn)生視覺(jué)覺(jué)得。在一定條件下，亮度×?xí)r間=常數(shù)〔邦森一羅斯科定律〕，也就是說(shuō)，呈現(xiàn)時(shí)間越少，越需求更高的亮度才干引起視覺(jué)得。圖3-34闡明了它們的關(guān)系。它闡明，物體愈亮，覺(jué)察它的時(shí)間就愈短。圖3-34識(shí)別時(shí)間和背景亮度的關(guān)系當(dāng)人們從亮堂環(huán)境走到黑暗處〔或相反〕時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)原來(lái)看得清，忽然變成看不清，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才由看不清東西到逐漸又看得清的變化過(guò)程，這叫作“順應(yīng)〞。從暗到明的順應(yīng)時(shí)間短，稱“明順應(yīng)〞，即是視覺(jué)系統(tǒng)順應(yīng)高于幾個(gè)坎德拉每平方米亮度的變化過(guò)程及終極形狀。從明到暗的順應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，稱“暗順應(yīng)〞，即是視覺(jué)系統(tǒng)順應(yīng)低于百分之幾坎德拉每平方米亮度的變化過(guò)程及終極形狀。順應(yīng)過(guò)程見(jiàn)圖3-35。圖3-35眼睛的順應(yīng)過(guò)程〔5〕防止眩光眩光就是在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或存在著極端的對(duì)比，以致引起不溫馨覺(jué)得或降低察看細(xì)部或目的才干的視覺(jué)景象〔圖3-36〕。1〕從眩光影響視覺(jué)效果角度看，可把眩光分為失能眩光和不溫馨眩光。圖3-36 夜間汽車的前照燈形成的失能眩光①降低視覺(jué)對(duì)象的可見(jiàn)度，但并不一定產(chǎn)生不溫馨覺(jué)得的眩光稱為失能眩光。②產(chǎn)生不溫馨覺(jué)得，但并不一定降低視覺(jué)對(duì)象的可見(jiàn)度的眩光稱為不溫馨眩光。2〕從構(gòu)成眩光過(guò)程來(lái)看，可把眩光分為直接眩光和反射眩光。①直接眩光是由視野中，特別是在接近視野方向存在的發(fā)光體所產(chǎn)生的眩光。②反射眩光是由視野中的反射所引起的眩光，特別是在接近視野方向看見(jiàn)反射像所產(chǎn)生的眩光。直接眩光可用下述措施使其減輕或消除：1〕限制光源亮度；2〕添加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對(duì)比；3〕減小構(gòu)成眩光的光源視看面積，即減小眩光源對(duì)觀測(cè)者眼睛構(gòu)成的立體角；4〕盡能夠增大眩光源的仰角。圖3-37橄欖形燈具示意圖3-38不同角度的眩光感覺(jué)反射眩光可用下述方法使其減少至最小程度：1〕盡量使視覺(jué)作業(yè)的外表為無(wú)光澤外表，以減弱規(guī)那么反射而構(gòu)成的反射眩光；2〕應(yīng)使視覺(jué)作業(yè)避開(kāi)和遠(yuǎn)離照明光源同人眼構(gòu)成的規(guī)那么反射區(qū)域；3〕運(yùn)用發(fā)光外表面積大、亮度低的光源；4〕使引起規(guī)那么反射的光源構(gòu)成的照度在總照度中所占比例減少，從而減少反射眩光的影響。思索題：1.說(shuō)出影響可見(jiàn)度的5個(gè)重要要素。2.從眩光對(duì)視覺(jué)的影響程度出發(fā)，可分為哪兩種眩光？如從眩光構(gòu)成過(guò)程看，又可分成哪兩種眩光？減輕眩光影響的措施有哪些?3.4可見(jiàn)度及其影響要素復(fù)習(xí)主要引見(jiàn)了可見(jiàn)度的5個(gè)重要影響要素:亮度、視角、亮度對(duì)比、識(shí)別時(shí)間、眩光。

3.5顏色本節(jié)要點(diǎn)1.顏色構(gòu)成、分類與屬性、混合方法。2.孟塞爾表色系統(tǒng)。

3.光源色溫、相關(guān)色溫暖顯色性。

人眼可以覺(jué)得:顏色、籠統(tǒng)、亮度等。人眼對(duì)顏色變化比對(duì)亮度變化更敏感。顏色——光作用于人眼引起除籠統(tǒng)以外的視覺(jué)特性。3.5.1顏色的根本特性〔1〕顏色構(gòu)成正常人眼可以覺(jué)得出各種顏色：紅色、橙色……顏色視覺(jué)是由于光能量分布不同引起。例：光輻射能量集中于可見(jiàn)光短波時(shí)，引起藍(lán)色覺(jué)得；光輻射能量集中于可見(jiàn)光長(zhǎng)波時(shí)，引起紅色覺(jué)得?！?〕顏色分類和屬性1〕顏色分類①?gòu)纳@現(xiàn)方式看可把顏色分成：光源色和物體色。光源色——光源射出光的顏色。物體色——光被物體反射或透射后的顏色。物體色中包含外表色——漫反射、不透明物體外表的顏色。外表色構(gòu)成——主要從入射光中減去一些波長(zhǎng)的光后產(chǎn)生的。例：一張紅紙，用白光或紅光照射，呈現(xiàn)紅色；同樣一張紅紙，僅用綠光照射，變?yōu)楹谏＂趶囊曈X(jué)得角度——心思學(xué)角度看可把顏色分成無(wú)彩色和有彩色：無(wú)彩色——從白到黑的一系列中性灰色；有彩色——除黑白系列以外各種顏色。2〕顏色屬性〔從心思學(xué)角度看〕：①顏色，H，如紅、黃、藍(lán)……；②明度，V，普通是亮度越大，或、越大，那么明度越大；③彩度〔飽和度〕，C，表示顏色純真性，如單色光最飽和，即彩度最大。3〕白色與黑色舉例①外表色：a.當(dāng)＞0.80，普通以為是白色，如新下的白雪、氧化鎂、硫酸鋇﹦0.96~0.99；b.當(dāng)＜0.04，普通以為是黑色，如黑絲絨等接近純黑，﹦0.02。②光源色：a.當(dāng)亮度很高時(shí)，覺(jué)得是白色的；b.無(wú)光時(shí)是黑色的；c.當(dāng)亮度很低時(shí)，覺(jué)得是發(fā)暗或發(fā)黑?！?〕顏色混合1)顏色混合法：加色法——光源色的相加混合；減色法——染料、涂料的物體色減法混合。2)三原色：由于紅色〔700nm〕、綠色〔546.1nm)和藍(lán)色〔435.8nm)可以獲得最多的相加混合色——加色法三原色。

3)補(bǔ)色每一種顏色都有一種相應(yīng)的補(bǔ)色。補(bǔ)色——某一顏色與其補(bǔ)色以適當(dāng)比例混合可得到白色或灰色，那么通常把這兩種顏色稱為互補(bǔ)色。紅色〔700nm〕的補(bǔ)色——青色、綠色〔546.1nm)的補(bǔ)色——品紅色、藍(lán)色〔435.8nm)的補(bǔ)色——黃色，稱為減色法三原色。4〕顏色混合舉例圖3-42顏色的混合〔a〕相加混合〔光源色〕；〔b〕相減混合〔物體色〕

3.5.2顏色定量表色系統(tǒng)——運(yùn)用規(guī)定的符號(hào)，按一系列規(guī)定和定義表示顏色的系統(tǒng)，亦稱為色度系統(tǒng)。表色系統(tǒng)有兩大類：一是用以光的等色實(shí)驗(yàn)結(jié)果為根據(jù)的，由進(jìn)入人眼能引起有彩色或無(wú)彩色覺(jué)得的可見(jiàn)輻射表示的體系，即以色刺激表示的體系，國(guó)際照明委員會(huì)〔CIE〕1931規(guī)范色度系統(tǒng)就是這種體系的代表；二是建立在對(duì)外表顏色直接評(píng)價(jià)根底上，用構(gòu)成等覺(jué)得目的的顏色圖冊(cè)表示的體系，如孟塞爾表色系統(tǒng)等。孟塞爾表色系統(tǒng)孟塞爾于1905年創(chuàng)建了采用顏色圖冊(cè)的表色系統(tǒng)，它就是用孟塞爾顏色立體模型〔圖3-43〕所規(guī)定的顏色、明度和彩度來(lái)表示物體色的表色系統(tǒng)；當(dāng)明度值為5時(shí)，孟塞爾顏色立體模型見(jiàn)圖3-44。圖3-43孟塞爾顏色立體模型圖3-44 明度值為5時(shí)的孟塞爾顏色立體模型在孟塞爾顏色立體模型中，每一部位均代表一個(gè)特定顏色，并給予一定的標(biāo)號(hào)，稱為孟塞爾標(biāo)號(hào)。這是用表示色的三個(gè)獨(dú)立的客觀屬性，即顏色〔符號(hào)H〕、明度〔符號(hào)V〕和彩度〔符號(hào)C〕按照視知覺(jué)上的等距目的陳列起來(lái)進(jìn)展顏色分類和標(biāo)定的。它是目前國(guó)際上通用的物體色的表色系統(tǒng)。任何一種物體色都可以用孟塞爾表色系統(tǒng)來(lái)標(biāo)定，即先寫(xiě)出顏色H，然后寫(xiě)明度值V，再在斜線后面寫(xiě)出彩度C：HV／C=顏色明度／彩度無(wú)彩色用N符號(hào)表示，且在N后面給出明度值V，斜線后空白： NV／=中性色明度值／3.5.3光源的色溫暖顯色性〔1〕光源的色溫暖相關(guān)色溫1〕色溫在輻射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的輻射全部吸收的物體稱為黑體或稱為完全輻射體。當(dāng)黑體延續(xù)加熱時(shí)，它的相對(duì)光譜功率分布的最大值將向短波方向挪動(dòng)，相應(yīng)的光色將按順序紅→黃→白→藍(lán)的方向變化。在不同溫度下，對(duì)應(yīng)的光色變化在CIE1931色品圖上構(gòu)成弧形軌跡，叫作黑體軌跡或稱為普朗克軌跡，見(jiàn)圖3-45。圖3-45不同溫度的黑體軌跡由于不同溫度的黑體輻射對(duì)應(yīng)著一定的光色，所以人們就用黑體加熱