照明基础培训第二章：光和视觉

第二章光和视觉郑雅琴第一节视觉的生理基础第二节视觉特性第三节视觉功效第一节视觉的生理基础第二节视觉特性一、暗视觉、明视觉和中介视觉亮度在10CD/㎡以上时，人眼为明视觉；亮度在0.000001~0.01CD/㎡为暗视觉；亮度在0.01~10CD/㎡之间为中介视觉。照度较高显得明亮的条件下，才有良好的颜色感。在低照度的暗视觉中，颜色感则很差，因此，各种颜色的物体都给人以蓝、灰的色感二、视觉阀值三、视觉适应

在现在和过去呈现的各种亮度、光谱分布、视角的刺激下，视觉系统状态的变化过程称之为视觉适应。分为明适应和暗适应。

1、明适应明适应又称光适应。由暗处到光亮处，特别是在强光下，最初一瞬间会感到光线刺眼发眩，几乎看不清外界物体，几秒钟之后逐渐看清物体。这种对光的感受性下降的变化现象称为明适应。明适应的时间很短，最初约30秒内，感受性急剧下降，被称之为α适应部分，之后感受性下降逐渐缓慢，称之为β适应部分，大约在1分种左右明适应就全部完成。眼睛在光适应时，一方面瞳孔相应缩小以减少落在视网膜上的光量，另一方面，由暗适应时棒体细胞的作用转到锥体细胞发生作用。

2、暗适应

从亮处到暗处，人眼开始看不见周围东西，经过一段时间后才逐渐区分出物体，人眼这种感受性逐渐增高的过程叫暗适应。暗适应所需时间较长，感受性的变化也较大。暗适应主要是棒体细胞的功能，但在暗视觉中锥体细胞和棒体细胞起作用的大小和阶段不同。在暗视觉中，中央视觉转变成了边缘视觉。由实验可得到暗适应曲线。在暗适应的最初5-7分钟里，感受性提高很快，之后，出现棒、锥裂，但感受性仍上升，方向发生了变化。在实验中，如果将只使锥体细胞活动的红光投射在网膜上，使得只有锥体细胞参与暗适应过程，会发现棒锥裂消失。可见，暗适应的头一阶段是锥体细胞与棒体细胞共同参与的；之后，只有棒体细胞继续起作用。四、后像刺激停止作用于视觉感受器后,感觉现象并不立即消失而保留片刻,从而产生后象。但这种暂存的后象在性质上与原刺激并不总是相同的。与原刺激性质相同的后象称为正后象，例如注视打开的电灯几分钟后闭上眼睛，眼前会产生一片黑背景，黑背景中间还有一电灯形状的光亮形状，这就是正后象。与原刺激性质相反的后象叫负后象。在前面的例子中，看到正后象后眼睛不睁开，再过一会儿发现背景上的光亮形状变成暗色形态，这就是负后象。颜色视觉中也存在着后象现象，一般均为负后象。在颜色上与原颜色互补，在明度上与原颜色相反。例如，眼睛注视一个红色光圈几分钟后，把视线移向一白色背景时，会见到一蓝绿色光圈出现在白色的背景上，这就产生了颜色视觉的负后象。五、眩光在视野内由于远大于眼睛可适应的照明而引起的烦恼、不适或丧失视觉表现的感觉。眩光的光源分为直接的，如太阳光、太强的灯光等，和间接的，如来自光滑物体表面（高速公路路面或水面等）的反光。根据眩光产生的后果主要归结为二种类型：不舒适眩光和失能型眩光。

不舒适眩光是指在某些太亮的环境下感觉到的不适

例如坐在强太阳光下看书或在一间漆黑的房子里看高亮度的电视，当人眼的视野必须在亮度相差很大的环境中相互转换时，就会感到不适。这种不舒服的情况会引起眼的一种逃避动作而使视力下降。在美国路易斯安娜洲闷热潮湿的薄暮中一辆由西向东行驶的大卡车发生了故障，停在了路边，夜幕渐渐降临，黑色的卡车很难被其它车辆看到，于是一位恰好路过的好心司机打开了车头灯，以警告卡车这条在线的车辆，就在这时，一位驾驶着有划痕的挡风玻璃的小车正由西向东接进了这辆卡车，车头灯光束通过挡风玻璃发生了散射，扰乱了小车驾驶员的视觉，结果他还没看到卡车就成为交通事故的牺牲品。

在生活中我们可以通过调整某些环境因素来尽量保持视野中各种光线亮度的趋向一致，才能减少这种眩光对我们的影响。例如:当人在漆黑的房子里看电视时点一盏小灯便可避免不适型眩光。平时生活中经常遇到的使用计算机引发的视疲劳其实也与不适型眩光有关，计算机显示屏本身的亮度与周围环境的光线是否协调很关键；比如显示屏放在明亮的窗前时眼会感到来自显示屏周围的眩光，这时重新调整显示屏的位置或安装窗帘则可以解决问题；相反，如果周围环境光线太暗，使用者也会感到来自屏幕的眩光而产生后像效应，导致眼疲劳与视物模糊。如果引起眩光是来自光滑物体表面的反光，这种反光是特殊的，其中大部份被形成了偏振光，即光线被限定在一个平面中振动，这时普通的滤光镜并不起作用，只有偏振光眼镜来消除这种眩光。

失能眩光：降低视觉对象的可见度，但并不一定降低视觉对象的可见度的眩光。

失能型眩光是指由于周边凌乱的眩光源引起人眼视网膜像对比度下降从而导致大脑对像的解析困难的一种现象，类似于幻灯机在墙上的投影受到旁边强光的干扰而导致成像质量下降的表现。有许多眼部因素会引起丧能型眩光，最常见的是老年白内障的患者，当人眼晶体开始出现点状混浊时，引起进入眼球的光线发生散射，从而使患者感觉视物模糊（由于点状混浊常由极小微粒组成，所以散射的光线以短波长的光线为主，如蓝光）；另外随着年龄的增长，人眼晶体吸收处理紫外线的能力也会下降，由此导致的一些杂光也会产生丧能型眩光影响视网膜成像的质量（晶体在吸收310-410nm紫外线后激发波长接近530nm的杂光）；

光线是由可见光与不可见光组成的，不可见光中又包含紫外线光和红外线光，所以临床上要分清眩光光源的类型、产生眩光的原因来防治眩光。六、个人差别

60岁时视网膜照度几乎只相当于20岁时的1/3第三节视觉功效

根据视觉作业的速度和精确度评价的视觉能力称为视觉功效。它取决于作业固有的特性（大小、形状、作业细节与背景的对比等），又与照明条件有关。一、对比敏感度、可见度二、视觉敏锐度（视力）三、视觉感受速度（察觉速度）一、对比敏感度、可见度

眼睛能够辨别背景（指与对象直接相邻并被观察的表面）上的被观察对象（背景上的任何细节），必须满足以下两个调节之一，或者是对象与背景具有不同的颜色，或者是对象与背景在亮度上有一定的差别，即要有一定的对比。1、亮度对比2、亮度判别阈限---临界亮度差亮度判别阈限与背景亮度对比称为临界对比。临界对比的倒数称为对比敏感度（对比灵敏度），可用来评价人眼辨别亮度差别的能