《电气照明第二章视觉与颜色》

第二章视觉与颜色1、人眼与视觉2、视觉特性3、颜色4、颜色显色第二章视觉与颜色1人眼与视觉一、人眼的构造

1－透膜变圆2－视网膜3－巩膜4－中央凹5－盲点6－视神经7－睫状体8－透膜变平9－虹膜张开10－瞳孔11－虹膜收缩12－角膜图2-1眼睛的构造1人眼与视觉二、人眼的视觉

锥状细胞：锥状神经的功能是在昼间看物体，而且可看到颜色。柱状细胞：柱状神经在傍晚下活泼，在夜视起作用，但不能感知颜色。视觉产生：在柱状细胞和锥状细胞里都含有一种感光物质，当光线照到视网膜上时，感光物质粉刷化学变化，刺激神经细胞，最后由神经传到大脑，产生视觉。图2-2视网膜光射入人眼落到视网膜上，产生光化学反响，刺激视神经而构成视觉立体感强中弱2:1显著的效果5:1低戏剧性效果15:1戏剧性的效果*30:1生动的效果*50:1非常生动的效果重点照明系数(AF)=聚光的照度根底照明的照度1人眼与视觉一、视觉明视觉亮度超越10cd/m2，锥状细胞参与视觉任务，这种视觉形状为明视觉。暗视觉亮度在10-6~10-2cd/m2时，柱状细胞参与视觉任务，这种视觉形状为暗视觉。中介视觉亮度在10-2~10cd/m2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。2视觉特性555nm－锥状细胞最大灵敏度波长507nm－柱状细胞最大灵敏度波长V(λ)为明视觉的光谱光视效率曲线V’(λ)为暗视觉的光谱光视效率曲线图2-3CIE光度规范察看者光谱光效率注：CIE为法文缩写，国际照明委员会二、光谱灵敏度2视觉特性2视觉特性三、视觉阈限能引起光觉得的最低限制的亮度称为视觉的“绝对阈限〞。对于在人眼中长时间出现的大目的，视觉阈限亮度为10-6cd/m2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“绝对感受性〞。人眼的绝对感受性是很大的。2视觉特性视觉阈限的影响要素①与目的物大小有关目的物大小用目的物对眼睛所张的角度表示，称为视角。

当视角超越30o时，亮度阈限不再降低。图2-4亮度阈限与视角的关系2视觉特性②与目的物发出的颜色有关在一样视角下，对波长较长的光：红、黄光，其亮度阈限就高；对波长较短的光：蓝光，亮度阈限值要低些。在暗视觉条件下，光谱光效率向短波方向偏移。2视觉特性③与察看时间有关不超越0.1s，而目的物较小，视角不超过1o，那么目的物呈现时间越短，亮度阈限就越高；呈现时间越长，亮度阈限值就越低。作用时间超越0.2s时，视觉阈限就与时间无关了。四、视觉顺应明顺应：视觉系统顺应高于几个cd/m2亮度变化过程及终极形状。发生在由暗处到亮处，需几十秒。2视觉特性图2-5明顺应与暗顺应暗顺应：视觉系统顺应低于百分之几cd/m2亮度变化过程及终极形状。从亮处到黑处视觉阈限下降过程，所需过渡时间较长，30min。2视觉特性图2-5明顺应与暗顺应锥状视觉顺应过程柱状视觉顺应过程运用在照明设计中，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高些，然后逐渐降低亮度，使司机有个顺应过程。2视觉特性图2-5明顺应与暗顺应锥状视觉顺应过程柱状视觉顺应过程五、视力视力的定性含义是指眼睛识别物体轮廓和细节的才干。视力定量含义是指人眼可以区别两个相邻物体最小张角D的倒数。国际眼科学会于1909年规定用白底黑色兰道尔环作为检查视力的规范视环。2视觉特性图2-6兰道尔环D=1.5mm，α=1'，视力为1.0。D=1mm，α=40"，视力为1.5。四、对比灵敏度与可见度(一)亮度对比目的亮度和背景亮度之差与背景亮度之比。2视觉特性(二)对比敏感度亮度差别阈限ΔLt：人眼刚刚能识别目的与背景的最小亮度差。阈限对比Ct：亮度差别阈限与背景亮度之比。对比敏感度Sc：阈限对比的倒数。2视觉特性(三)可见度－能见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对比C与阈限对比Ct来描画。在室外运用时，以人眼恰可看到规范目的的间隔定义。2视觉特性四、视野头部不动时，眼睛能看见的范围。在正常情况下，人单眼的程度视场为180°，垂直视场为130°，程度面上方60°，程度面下方为70°。2视觉特性图2-7人眼的正常视野中间白色部分为双眼都看到部分。左右两侧阴影部分为左右两眼分别看到。黑色部分为被眼眉、两颊和鼻子遮挡部分。五、眩光由于视野中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适觉得或者降低察看细部(或目的)的才干，这种视觉景象称为眩光。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的亮度对比。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亮的发光体。2视觉特性〔一〕眩光的分类①根据其呵斥的后果分类：不温馨眩光产生不温馨觉得，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光。失能眩光降低视觉对象的可见度，但不一定产生不温馨觉得的眩光。2视觉特性②根据其方式分类：直接眩光由发光体的直接照射引起的。反射眩光由反射面反射发光体发出的光而构成的眩光。反射眩光：当反射面光泽度较高时，能把发光体的像清楚地反映出来，即由发光体的像直射引起的。光幕反射：当反射面反射亮度并不高，且不清楚地反映发光体的像，然而却使被察看目的的对比度降低，减小了能见度。黑板发生光幕。2视觉特性〔二〕影响眩光的要素①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，也会有明显的眩光。②光源外表或灯具反射面的亮度越高，眩光越明显。③光源的大小2视觉特性一、光谱能量(功率)分布光源的光谱辐射能量(功率)按波长的分布称为光谱能量(功率)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布。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。3颜色特性3颜色图2-8常用照明电光源的相对光谱功率分布(a)白炽灯、卤钨灯(b)荧光灯(c)荧光高压汞灯(d)高压钠灯3颜色图2-8常用照明电光源的相对光谱功率分布(e)钠铊铟灯(f)管形镝灯(g)管形氙灯、日光二、颜色视觉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。(一)颜色对比相邻的不同颜色，在观看时存在着相互影响，这种景象称为颜色对比。例如：在一块黄色背景上放张白纸，用眼睛凝视白纸中心几分钟，白纸会出现蓝色。黄色和蓝色为互补色，即每种颜色都在其周围诱导出一种确定的颜色，这种颜色称为被诱导色(原来诱导颜色的互补色或类似颜色)。3颜色(二)颜色顺应人眼在颜色刺激下所呵斥的颜色视觉变化，称为颜色视觉。如：先在日光下看物体的颜色，然后忽然改在室内白炽灯先看物体的颜色，开场时，室内照明看起来带有白炽灯的黄色，物体的颜色也带有一些黄色，几分钟后，视觉顺应了白炽灯光的颜色，室内照明趋向变白，物体的颜色趋向恢复到日光下的原来的颜色。如：在暗色背景上照射一小块黄光，当眼睛先看过剧烈红光之后，再看这黄光，此时呈现绿色，经过一段时间，眼睛会从红光的顺应中逐渐恢复，绿色渐淡，几分钟后又成为原理的黄色。3颜色图2-9颜色顺应3颜色(三)彩色对人的生理、心思作用生理方面蓝、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，常用黄与黑与蓝相间的颜色作为危险部位的警告色标。心思方面红、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3颜色一、光源的颜色(一)光源的色表与色温①光源的色表指的是人眼观看光源所发出光的颜色(灯光的表观颜色)。②常用色温来定量描画光源色表。当一个光源的颜色与黑体(完全辐射体)在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。符号Tc，单位为开尔文(K)。4颜色显色4颜色显色4颜色显色黑体在任何温度下某物体能把投射到它外表的任何波长的能量全部吸收，该物体称之为黑体。800～900K温度下，黑体辐射呈红色3000K呈黄白色5000K左右呈白色8000～10000K呈淡蓝色4颜色显色4颜色显色各种光源的色温4颜色显色人们经过阅历得知，用暖色〔低色温〕光源产生的低照明程度可以使室内构成缓和的气氛，而任务环境那么可以用冷色〔高色温〕光源产生的高照明程度来构成。4颜色显色色温暖照明程度高照度+低色温=炎热低照度+高色温=阴沉(二)光源的显色性照明光源显现被照物体颜色的性能称为显色性。规范光源CIE规定了四种，常以规范光源A作为低色温光源的参照规范。规范光源A：温度约为2856K的完全辐射体(黑体)发出的光，现实的规范光源A是色温为2856K的充气钨丝灯泡。4颜色显色显色指数定量表征光源显色的优劣。用被测光源下物体的颜色与参照光源下物体的颜色相符程度来衡量。普通显色指数Ra特殊显色指数Ri显色指数等级Ra=100~80,显色性优良Ra=79~50,显色性普通Ra<50,显色性较差4颜色显色4颜色显色二、物体的颜色物体外表的颜色是它对照射光线中某一种波长的光反射(或透射)，比其他波长的光要强得多，反射(或透射)得最强的波长的光，即为该物体的颜色。黑色物体对各种彩色的光都吸收，不能反射光，无论什么彩色光或日光照射都显黑色。白色物体能将一切的彩色光都反射出来，日光照射时显白色，红光照射时显红色，其他彩色光照射时就显现与光源