《建筑照明第二章》ppt课件

1、第二章第二章 视觉与颜色视觉与颜色1 1、人眼与视觉、人眼与视觉2 2、视觉特性、视觉特性3 3、颜色、颜色4 4、颜色显色、颜色显色第二章视觉与颜色第二章视觉与颜色1 人眼与视觉人眼与视觉一、人眼的构造一、人眼的构造 1透膜变圆透膜变圆2视网膜视网膜3巩膜巩膜4中央凹中央凹5盲点盲点6视神经视神经7睫状体睫状体8透膜变平透膜变平9虹膜张开虹膜张开10瞳孔瞳孔11虹膜收缩虹膜收缩12角膜角膜图图2-1 2-1 眼睛的构造眼睛的构造1 人眼与视觉人眼与视觉二、人眼的视觉二、人眼的视觉 锥状细胞：锥状神经的功锥状细胞：锥状神经的功能是在昼间看物体，而且可能是在昼间看物体，而且可看到颜色。看到颜色。

2、柱状细胞：柱状神经在傍柱状细胞：柱状神经在傍晚下活泼，在夜视起作用，晚下活泼，在夜视起作用，但不能感知颜色。但不能感知颜色。视觉产生：在柱状细胞和视觉产生：在柱状细胞和锥状细胞里都含有一种感光锥状细胞里都含有一种感光物质，当光线照到视网膜上物质，当光线照到视网膜上时，感光物质粉刷化学变化，时，感光物质粉刷化学变化，刺激神经细胞，最后由神经刺激神经细胞，最后由神经传到大脑，产生视觉。传到大脑，产生视觉。图图2-2 2-2 视网膜视网膜一、视觉一、视觉 明视觉明视觉亮度超越亮度超越10cd/m2，锥状细胞参与视觉任务，锥状细胞参与视觉任务，这种视觉形状为明视觉。这种视觉形状为明视觉。暗视觉暗视觉亮

3、度在亮度在10-610-2cd/m2时，柱状细胞参与视觉时，柱状细胞参与视觉任务，这种视觉形状为暗视觉。任务，这种视觉形状为暗视觉。中介视觉中介视觉亮度在亮度在10-210cd/m2时，柱状细胞、锥状细胞时，柱状细胞、锥状细胞同时参与视觉任务，这种视觉形状为中介视觉。同时参与视觉任务，这种视觉形状为中介视觉。2 视觉特性视觉特性555nm锥状细胞最大灵敏度波长锥状细胞最大灵敏度波长507nm柱状细胞最大灵敏度波长柱状细胞最大灵敏度波长 V() V()为明视觉的光为明视觉的光谱光视效率曲线谱光视效率曲线 V V()()为暗视觉的为暗视觉的光谱光视效率曲线光谱光视效率曲线图图2-3 CIE光度规范

4、察看者光谱光效率光度规范察看者光谱光效率注：注：CIECIE为法文缩写，国际照明委员会为法文缩写，国际照明委员会二、光谱灵敏度二、光谱灵敏度2 视觉特性视觉特性2 视觉特性视觉特性三、视觉阈限三、视觉阈限 能引起光觉得的最低限制的亮度称为视觉能引起光觉得的最低限制的亮度称为视觉的的“绝对阈限。绝对阈限。 对于在人眼中长时间出现的大目的，视觉对于在人眼中长时间出现的大目的，视觉阈限亮度为阈限亮度为10-6cd/m2 视觉可以忍受的亮度上限为视觉可以忍受的亮度上限为106cd/m2。 绝对阈限的倒数称为视觉的绝对阈限的倒数称为视觉的“绝对感受绝对感受性。人眼的绝对感受性是很大的。性。人眼的绝对感受

5、性是很大的。2 视觉特性视觉特性% 视觉阈限的影响要素视觉阈限的影响要素% 与目的物大小有关与目的物大小有关% 目的物大小用目的物目的物大小用目的物%对眼睛所张的角度表示，对眼睛所张的角度表示，%称为视角。称为视角。% 当视角超越当视角超越30o时，亮度时，亮度%阈限不再降低。阈限不再降低。图图2-4 亮度阈限与视角的关系亮度阈限与视角的关系2 视觉特性视觉特性 与目的物发出的颜色有关与目的物发出的颜色有关在一样视角下，对波长较长的光：在一样视角下，对波长较长的光：红、红、黄光，其亮度阈限就高；黄光，其亮度阈限就高； 对波长较短的光：蓝光，亮对波长较短的光：蓝光，亮度阈限值要度阈限值要低些。低

6、些。 在暗视觉条件下，光谱光效在暗视觉条件下，光谱光效率向短波方率向短波方向偏移。向偏移。2 视觉特性视觉特性 与察看时间有关与察看时间有关 不超越不超越0.1s0.1s，而目的物，而目的物较小，视角不超较小，视角不超过过1o1o，那么目的物呈现时间越短，那么目的物呈现时间越短，亮度阈限就亮度阈限就越高；呈现时间越高；呈现时间 越长，亮度阈限越长，亮度阈限值就越值就越低。低。 作用时间超越作用时间超越0.2s0.2s时，视觉时，视觉阈限就与时阈限就与时间无关了。间无关了。 四、视觉顺应四、视觉顺应明顺应：视觉系统顺应高于几个明顺应：视觉系统顺应高于几个cd/m2亮度变化亮度变化过程及终极形状。

7、过程及终极形状。 发生在由暗处到亮处，需几十秒。发生在由暗处到亮处，需几十秒。2 视觉特性视觉特性图图2-5 明顺应与暗顺应明顺应与暗顺应暗顺应：视觉系统顺应低于百分之几暗顺应：视觉系统顺应低于百分之几cd/m2亮亮度变化过程及终极形状。度变化过程及终极形状。 从亮处到黑处视觉阈限下降过程，所需过从亮处到黑处视觉阈限下降过程，所需过渡时间较长，渡时间较长，30min。 2 视觉特性视觉特性图图2-5 明顺应与暗顺应明顺应与暗顺应锥状视觉顺应过程锥状视觉顺应过程柱状视觉柱状视觉顺应过程顺应过程运用运用 在照明设计中，尤其是隧道的照明设计，在照明设计中，尤其是隧道的照明设计，应思索暗顺应要素，即在

8、隧道入口的一段间应思索暗顺应要素，即在隧道入口的一段间隔内应有过渡照明，也即隧道入口处亮度应隔内应有过渡照明，也即隧道入口处亮度应高些，然后逐渐降低亮度，使司机有个顺应高些，然后逐渐降低亮度，使司机有个顺应过程。过程。2 视觉特性视觉特性图图2-5 明顺应与暗顺应明顺应与暗顺应锥状视觉顺应过锥状视觉顺应过程程柱状视觉柱状视觉顺应过程顺应过程五、视力五、视力 视力的定性含义是指眼睛识别物体轮廓和视力的定性含义是指眼睛识别物体轮廓和细节的才干。细节的才干。 视力定量含义是指人眼可以区别两个相邻视力定量含义是指人眼可以区别两个相邻物体最小张角物体最小张角D的倒数。的倒数。 国际眼科学会于国际眼科学会

9、于1909年规定用白底黑色兰年规定用白底黑色兰道尔环作为检查视力的规范视环。道尔环作为检查视力的规范视环。2 视觉特性视觉特性图图2-6 兰道尔环兰道尔环 D=1.5mm，=1，视力为视力为1.0。 D=1mm， =40，视力为视力为1.5。四、对比灵敏度与可见度四、对比灵敏度与可见度(一一) 亮度对比亮度对比 目的亮度和背景亮度之差与背景亮度之目的亮度和背景亮度之差与背景亮度之比。比。bbbLLLLLC/ )(02 视觉特性视觉特性220/mlmLmcdLb背景亮度，目标亮度，(二二) 对比敏感度对比敏感度 亮度差别阈限亮度差别阈限Lt：人眼刚刚能识别目的与：人眼刚刚能识别目的与背景的最小亮

10、度差。背景的最小亮度差。阈限对比阈限对比Ct：亮度差别阈限与背景亮度之比。：亮度差别阈限与背景亮度之比。对比敏感度对比敏感度Sc：阈限对比的倒数。：阈限对比的倒数。tbtcLLCS/12 视觉特性视觉特性tbtLLL)(0btbtbtLLLLLC/)(0(三三) 可见度可见度 能见度能见度 人眼确定物体存在或外形的难易程度。人眼确定物体存在或外形的难易程度。 在室内运用时，以目的与背景的实践亮度在室内运用时，以目的与背景的实践亮度对比对比C与阈限对比与阈限对比Ct来描画。来描画。 在室外运用时，以人眼恰可看到规范目的在室外运用时，以人眼恰可看到规范目的的间隔定义。的间隔定义。ttL/LC/CV

11、 2 视觉特性视觉特性四、视野四、视野 头部不动时，眼睛能看见的范围。头部不动时，眼睛能看见的范围。 在正常情况下，人两眼的程度视场为在正常情况下，人两眼的程度视场为180，垂直视场为，垂直视场为130，程度面上方，程度面上方60，程度面下方为程度面下方为70。 2 视觉特性视觉特性图图2-7 人眼的正常视野人眼的正常视野 中间白色部分为双眼都中间白色部分为双眼都看到部分。看到部分。 左右两侧阴影部分为左左右两侧阴影部分为左右两眼分别看到。右两眼分别看到。 黑色部分为被眼眉、两黑色部分为被眼眉、两颊和鼻子遮挡部分。颊和鼻子遮挡部分。五、眩光五、眩光由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适由于视野中

12、的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒适觉得或者降低察看细部适觉得或者降低察看细部(或目的或目的)的才干，这种的才干，这种视觉景象称为眩光。视觉景象称为眩光。 夜里汽车开着大灯，感到刺眼。由于晚上，夜里汽车开着大灯，感到刺眼。由于晚上，周围很暗，车灯亮度与周围背景亮度构成大周围很暗，车灯亮度与周围背景亮度构成大的亮度对比。的亮度对比。 夏日晴天的太空，俯视晴空感到刺眼。冬日夏日晴天的太空，俯视晴空感到刺眼。冬日阳光下的白雪会刺眼。由于视野内出现了太阳光下的白雪会刺眼。由于视野内出现了太亮的发光体。亮的发光体。2 视觉特性视觉特

13、性一眩光的分类一眩光的分类 根据其呵斥的后果分类：根据其呵斥的后果分类： 不温馨眩光不温馨眩光产生不温馨觉得，但不一定降低视觉产生不温馨觉得，但不一定降低视觉对象的对象的可见度的眩光。可见度的眩光。 失能眩光失能眩光降低视觉对象的可见度，但不一定降低视觉对象的可见度，但不一定产生不产生不温馨觉得的眩光。温馨觉得的眩光。2 视觉特性视觉特性 根据其方式分类：根据其方式分类： 直接眩光直接眩光由发光体的直接照射引起的。由发光体的直接照射引起的。 反射眩光反射眩光 由反射面反射发光体发出的光而构成的由反射面反射发光体发出的光而构成的眩光。眩光。反射眩光：当反射面光泽度较高时，能把反射眩光：当反射面光

14、泽度较高时，能把发光体发光体的像清楚地反映出来，即由发光体的像直射引的像清楚地反映出来，即由发光体的像直射引起的。起的。 光幕反射：当反射面反射亮度并不高，光幕反射：当反射面反射亮度并不高，且不清楚且不清楚地反映发光体的像，然而却使被察看目的的对地反映发光体的像，然而却使被察看目的的对比度降比度降低，减小了能见度。黑板发生光幕。低，减小了能见度。黑板发生光幕。2 视觉特性视觉特性二影响眩光的要素二影响眩光的要素 周围环境较暗时，眼睛的顺应亮度很周围环境较暗时，眼睛的顺应亮度很低，即使是亮度较低的光，也会有明显的眩低，即使是亮度较低的光，也会有明显的眩光。光。 光源外表或灯具反射面的亮度越高，光

15、源外表或灯具反射面的亮度越高，眩光越明显。眩光越明显。 光源的大小光源的大小2 视觉特性视觉特性一、光谱能量一、光谱能量(功率功率)分布分布 光源的光谱辐射能量光源的光谱辐射能量(功率功率)按波长的分布按波长的分布称为光谱能量称为光谱能量 (功率功率)分布，以光谱能量的恣意分布，以光谱能量的恣意值来表示光谱能量分布，称为相对光谱能量分值来表示光谱能量分布，称为相对光谱能量分布。布。 物体的颜色是物体对光源的光谱辐射有选物体的颜色是物体对光源的光谱辐射有选择性地反射或透射对人眼所产生的觉得。择性地反射或透射对人眼所产生的觉得。3 颜色颜色3 颜色颜色图图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率分布常

16、用照明电光源的相对光谱功率分布(a)白炽灯、卤白炽灯、卤钨灯钨灯(b)荧光灯荧光灯(c)荧光高压汞荧光高压汞灯灯(d)高压钠灯高压钠灯3 颜色颜色图图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率分布常用照明电光源的相对光谱功率分布(e)钠铊铟灯钠铊铟灯(f )管形镝灯管形镝灯(g)管形氙灯、管形氙灯、日光日光二、颜色视觉二、颜色视觉人的视觉器官不但能反映光的强度亮度人的视觉器官不但能反映光的强度亮度觉得，还能反映光的波长特性颜色觉得。觉得，还能反映光的波长特性颜色觉得。(一一) 颜色对比颜色对比 相邻的不同颜色，在观看时存在着相互影相邻的不同颜色，在观看时存在着相互影响，这种景象称为颜色对比。响，这种

17、景象称为颜色对比。 例如：在一块黄色背景上放张白纸，用眼例如：在一块黄色背景上放张白纸，用眼睛凝视睛凝视白纸中心几分钟，白纸会出现蓝色。黄色和蓝白纸中心几分钟，白纸会出现蓝色。黄色和蓝色为互色为互补色，即每种颜色都在其周围诱导出一种确定补色，即每种颜色都在其周围诱导出一种确定的颜的颜色，这种颜色称为被诱导色色，这种颜色称为被诱导色(原来诱导颜色的原来诱导颜色的互补色或互补色或类似颜色类似颜色)。3 颜色颜色(二二) 颜色顺应颜色顺应 人眼在颜色刺激下所呵斥的颜色视觉变人眼在颜色刺激下所呵斥的颜色视觉变化，称为颜色视觉。化，称为颜色视觉。 如：先在日光下看物体的颜色，然后忽然如：先在日光下看物体

18、的颜色，然后忽然改在室改在室内白炽灯先看物体的颜色，开场时，室内照明内白炽灯先看物体的颜色，开场时，室内照明看起来看起来带有白炽灯的黄色，物体的颜色也带有一些黄带有白炽灯的黄色，物体的颜色也带有一些黄色，几色，几分钟后，视觉顺应了白炽灯光的颜色，室内照分钟后，视觉顺应了白炽灯光的颜色，室内照明趋向明趋向变白，物体的颜色趋向恢复到日光下的原来的变白，物体的颜色趋向恢复到日光下的原来的颜色。颜色。如：在暗色背景上照射一小块黄光，当眼如：在暗色背景上照射一小块黄光，当眼睛先看睛先看过剧烈红光之后，再看这黄光，此时呈现绿色，过剧烈红光之后，再看这黄光，此时呈现绿色，经过经过一段时间，眼睛会从红光的顺应

19、中逐渐恢复，一段时间，眼睛会从红光的顺应中逐渐恢复，绿色渐绿色渐淡，几分钟后又成为原理的黄色。淡，几分钟后又成为原理的黄色。3 颜色颜色图图2-9 颜色顺应颜色顺应3 颜色颜色(三三) 彩色对人的生理、心思作用彩色对人的生理、心思作用 生理方面生理方面蓝、紫色最易引起疲劳，红、橙色次之，蓝、紫色最易引起疲劳，红、橙色次之，黄绿、蓝绿、淡青等颜色最小。设备外壳颜色黄绿、蓝绿、淡青等颜色最小。设备外壳颜色宜采用黄绿、蓝绿等颜色宜采用黄绿、蓝绿等颜色眼睛对黄色较为敏感，常用黄与黑与蓝相眼睛对黄色较为敏感，常用黄与黑与蓝相间的颜色作为危险部位的警告色标。间的颜色作为危险部位的警告色标。心思方面心思方面

20、红、橙、黄等颜色有种暖和的觉得暖色红、橙、黄等颜色有种暖和的觉得暖色青、蓝、紫等颜色有冷、凉的觉得冷色青、蓝、紫等颜色有冷、凉的觉得冷色3 颜色颜色一、光源的颜色一、光源的颜色(一一) 光源的色表与色温光源的色表与色温 光源的色表指的是人眼观看光源所发出光光源的色表指的是人眼观看光源所发出光的颜色的颜色(灯光的表观颜色灯光的表观颜色)。 常用色温来定量描画光源色表。常用色温来定量描画光源色表。 当一个光源的颜色与黑体当一个光源的颜色与黑体(完全辐射体完全辐射体)在在某一温度时发出的光色一样时，黑体的温度就某一温度时发出的光色一样时，黑体的温度就称为该光源的色温。称为该光源的色温。 符号符号Tc

21、，单位为开尔文，单位为开尔文(K)。4 颜色显色颜色显色4 颜色显色颜色显色F黑体黑体F在任何温度下某物体能把投射到它在任何温度下某物体能把投射到它外表的任外表的任F何波长的能量全部吸收，该物体称之何波长的能量全部吸收，该物体称之为黑体。为黑体。F800900K温度下，黑体辐射呈温度下，黑体辐射呈红色红色F3000K呈黄白色呈黄白色F5000K左右呈白色左右呈白色F800010000K呈淡蓝色呈淡蓝色4 颜色显色颜色显色F热辐射光源的光色热辐射光源的光色F 光谱能量分布与黑体的光谱能量分布近似，光谱能量分布与黑体的光谱能量分布近似，F色温与白炽体的实践温度有一定的内在联络。色温与白炽体的实践温

22、度有一定的内在联络。F 白炽灯泡的色温为白炽灯泡的色温为2878KF 灯丝的真实温度为灯丝的真实温度为2800KF热辐射光源以外的其他光源的光色热辐射光源以外的其他光源的光色F光谱功率分布方式与黑体辐射有一定的差光谱功率分布方式与黑体辐射有一定的差F距，用黑体在某一温度辐射最接近的颜色来距，用黑体在某一温度辐射最接近的颜色来近近F似地确定这类光源的色温，因此称作相关色似地确定这类光源的色温，因此称作相关色F温。温。 F 符号符号 TcpF 红色光的色温低红色光的色温低F 蓝色光的色温高蓝色光的色温高4 颜色显色颜色显色4 颜色显色颜色显色各种光源的色温各种光源的色温(二二) 光源的显色性光源的

23、显色性 照明光源显现被照物体颜色的性能称为显照明光源显现被照物体颜色的性能称为显色性。色性。 规范光源规范光源CIE规定了四种，常以规范光源规定了四种，常以规范光源A作为低色作为低色温光源的参照规范。温光源的参照规范。规范光源规范光源A：温度约为：温度约为2856K的完全辐射体的完全辐射体(黑体黑体)发出的光，现实的规范光源发出的光，现实的规范光源A是色温为是色温为2856K的充气钨丝灯泡。的充气钨丝灯泡。4 颜色显色颜色显色2显色指数显色指数2定量表征光源显色的优劣。定量表征光源显色的优劣。2用被测光源下物体的颜色与参照光用被测光源下物体的颜色与参照光源源2下物体的颜色相符程度来衡量。下物体的颜色相符程度来衡量。2 普通显色指数普通显色指数Ra2 特殊显色指数特殊显色指数Ri2显色指数等级显色指数等级2 Ra=10080,显色性优良显色性优良2Ra=7950,显色性普通显色性普通2R