建筑照明第二章學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1建筑(jinzh)照明第二章第一頁，共40頁。第二章視覺(shju)與顏色第1頁/共40頁第二頁，共40頁。1 人眼(rn yn)與視覺一、人眼(rn yn)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)(mng din)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)造第2頁/共40頁第三頁，共40頁。1 人眼(rn yn)與視覺二、人眼(rn yn)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)在黃昏下活躍，在夜視起作用，但不能感知顏色。視覺(shju)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

2、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(shju)。圖2-2 視網(wǎng)膜第3頁/共40頁第四頁，共40頁。一、視覺 明視覺亮度超過10cd/m2，錐狀細(xì)胞參與視覺工作，這種視覺狀態(tài)(zhungti)為明視覺。暗視覺亮度在10-610-2cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞參與視覺工作，這種視覺狀態(tài)(zhungti)為暗視覺。中介視覺亮度在10-210cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞、錐狀細(xì)胞同時(shí)參與視覺工作，這種視覺狀態(tài)(zhungti)為中介視覺。2 視覺(shju)特性第4頁/共40頁第五頁，共40頁。555nm錐狀細(xì)胞(xbo)最大靈敏度波長507nm柱狀細(xì)胞(xbo)最大靈敏度

3、波長 V()為明視覺的光譜光視效率曲線(qxin) V()為暗視覺的光譜光視效率曲線圖2-3 CIE光度標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜光效率注：CIE為法文縮寫，國際照明委員會二、光譜靈敏度2 視覺特性第5頁/共40頁第六頁，共40頁。2 視覺(shju)特性三、視覺閾限 能引起光感覺的最低限度的亮度稱為視覺的“絕對閾限”。 對于在人眼中長時(shí)間出現(xiàn)的大目標(biāo)，視覺閾限亮度為10-6cd/m2 視覺可以忍受的亮度上限為106cd/m2。 絕對閾限的倒數(shù)(do sh)稱為視覺的“絕對感受性”。人眼的絕對感受性是很大的。第6頁/共40頁第七頁，共40頁。2 視覺(shju)特性 視覺閾限的影響(yngxing)因素

4、與目標(biāo)物大小有關(guān) 目標(biāo)物大小用目標(biāo)物對眼睛所張的角度表示，稱為視角。 當(dāng)視角超過30o時(shí)，亮度閾限不再降低。圖2-4 亮度閾限與視角(shjio)的關(guān)系第7頁/共40頁第八頁，共40頁。2 視覺(shju)特性 與目標(biāo)物發(fā)出(fch)的顏色有關(guān)在相同視角下，對波長較長的光：紅、黃光，其亮度閾限就高； 對波長較短的光：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。第8頁/共40頁第九頁，共40頁。2 視覺(shju)特性 與觀察時(shí)間有關(guān) 不超過0.1s，而目標(biāo)(mbio)物較小，視角不超過1o，則目標(biāo)(mbio)物呈現(xiàn)時(shí)間越短，亮度閾限就越高；呈現(xiàn)時(shí)間 越長，亮度閾限值就越

5、低。 作用時(shí)間超過0.2s時(shí)，視覺閾限就與時(shí)間無關(guān)了。 第9頁/共40頁第十頁，共40頁。四、視覺適應(yīng)明適應(yīng)：視覺系統(tǒng)適應(yīng)高于幾個(gè)cd/m2亮度變化過程及終極狀態(tài)(zhungti)。 發(fā)生在由暗處到亮處，需幾十秒。2 視覺(shju)特性圖2-5 明適應(yīng)(shyng)與暗適應(yīng)(shyng)第10頁/共40頁第十一頁，共40頁。暗適應(yīng)：視覺系統(tǒng)適應(yīng)低于百分之幾cd/m2亮度變化(binhu)過程及終極狀態(tài)。 從亮處到黑處視覺閾限下降過程，所需過渡時(shí)間較長，30min。 2 視覺(shju)特性圖2-5 明適應(yīng)(shyng)與暗適應(yīng)(shyng)錐狀視覺適應(yīng)過程柱狀視覺適應(yīng)過程第11頁/共40頁第

6、十二頁，共40頁。應(yīng)用 在照明設(shè)計(jì)中，尤其是隧道的照明設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮暗適應(yīng)因素，即在隧道入口的一段距離內(nèi)應(yīng)有過渡照明，也即隧道入口處亮度應(yīng)高些，然后(rnhu)逐漸降低亮度，使司機(jī)有個(gè)適應(yīng)過程。2 視覺(shju)特性圖2-5 明適應(yīng)(shyng)與暗適應(yīng)(shyng)錐狀視覺適應(yīng)過程柱狀視覺適應(yīng)過程第12頁/共40頁第十三頁，共40頁。五、視力 視力的定性含義是指眼睛(yn jing)辨認(rèn)物體輪廓和細(xì)節(jié)的能力。 視力定量含義是指人眼能夠區(qū)別兩個(gè)相鄰物體最小張角D的倒數(shù)。 國際眼科學(xué)會于1909年規(guī)定用白底黑色蘭道爾環(huán)作為檢查視力的標(biāo)準(zhǔn)視環(huán)。2 視覺(shju)特性圖2-6 蘭道爾環(huán) D=1.5

7、mm，=1，視力(shl)為1.0。 D=1mm， =40，視力(shl)為1.5。第13頁/共40頁第十四頁，共40頁。四、對比(dub)靈敏度與可見度(一) 亮度對比(dub) 目標(biāo)亮度和背景亮度之差與背景亮度之比。2 視覺(shju)特性第14頁/共40頁第十五頁，共40頁。(二) 對比敏感度 亮度差別閾限Lt：人眼剛剛能識別目標(biāo)(mbio)與背景的最小亮度差。閾限對比Ct：亮度差別閾限與背景亮度之比。對比敏感度Sc：閾限對比的倒數(shù)。2 視覺(shju)特性第15頁/共40頁第十六頁，共40頁。(三) 可見度 能見度 人眼(rn yn)確定物體存在或形狀的難易程度。 在室內(nèi)應(yīng)用時(shí)，以目標(biāo)

8、與背景的實(shí)際亮度對比C與閾限對比Ct來描述。 在室外應(yīng)用時(shí)，以人眼(rn yn)恰可看到標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的距離定義。2 視覺(shju)特性第16頁/共40頁第十七頁，共40頁。四、視野 頭部不動(dòng)時(shí)，眼睛能看見的范圍。 在正常(zhngchng)情況下，人兩眼的水平視場為180，垂直視場為130，水平面上方60，水平面下方為70。 2 視覺(shju)特性圖2-7 人眼(rn yn)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。第17頁/共40頁第十八頁，共40頁。五、眩光由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜，或存在極端的對比，以致

9、引起人眼的不舒適感覺(gnju)或者降低觀察細(xì)部(或目標(biāo))的能力，這種視覺現(xiàn)象稱為眩光。 夜里汽車開著大燈，感到刺眼。因?yàn)橥砩?，周圍很暗，車燈亮度與周圍背景亮度形成大的亮度對比。 夏日晴天的太空，仰望晴空感到刺眼。冬日陽光下的白雪會刺眼。因?yàn)橐曇皟?nèi)出現(xiàn)了太亮的發(fā)光體。2 視覺(shju)特性第18頁/共40頁第十九頁，共40頁。（一）眩光的分類(fn li) 根據(jù)其造成的后果分類(fn li)： 不舒適眩光產(chǎn)生不舒適感覺，但不一定降低視覺對象的可見度的眩光。 失能眩光降低視覺對象的可見度，但不一定產(chǎn)生不舒適感覺的眩光。2 視覺(shju)特性第19頁/共40頁第二十頁，共40頁。 根據(jù)其形式分

10、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)出的光而形成的眩光。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，然而卻使被觀察目標(biāo)的對比度降低，減小了能見度。黑板(hibn)發(fā)生光幕。2 視覺(shju)特性第20頁/共40頁第二十一頁，共40頁。（二）影響眩光的因素 周圍環(huán)境較暗時(shí)，眼睛的適應(yīng)亮度很低，即使是亮度較低的光，也會有明顯(mngxin)的眩光。 光源表面或燈具反射面的亮度越高，眩光越明顯(mngxin)。 光源的大小2 視覺(shju)特性第21頁/共

11、40頁第二十二頁，共40頁。一、光譜能量(功率)分布(fnb) 光源的光譜輻射能量(功率)按波長的分布(fnb)稱為光譜能量 (功率)分布(fnb)，以光譜能量的任意值來表示光譜能量分布(fnb)，稱為相對光譜能量分布。 物體的顏色是物體對光源的光譜輻射有選擇性地反射或透射對人眼所產(chǎn)生的感覺。3 顏色(yns)第22頁/共40頁第二十三頁，共40頁。3 顏色(yns)圖2-8 常用照明(zhomng)電光源的相對光譜功率分布(a)白熾燈、鹵鎢燈(b)熒光燈(c)熒光高壓汞燈(n dn)(d)高壓鈉燈第23頁/共40頁第二十四頁，共40頁。3 顏色(yns)圖2-8 常用照明(zhomng)電光

12、源的相對光譜功率分布(e)鈉鉈銦燈(f )管形鏑燈(g)管形氙燈(xindng)、日光第24頁/共40頁第二十五頁，共40頁。二、顏色視覺人的視覺器官不但能反映光的強(qiáng)度亮度感覺，還能反映光的波長特性顏色感覺。(一) 顏色對比 相鄰的不同顏色，在觀看時(shí)存在著相互影響，這種現(xiàn)象稱為顏色對比。 例如：在一塊黃色背景上放張白紙，用眼睛注視白紙中心幾分鐘，白紙會出現(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(qudng)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)色或相似顏色)。3 顏色(yns)第25頁/共40頁第二十六頁，共40頁。(二) 顏色適應(yīng) 人眼在顏色刺激下所造成的顏色

13、視覺變化，稱為顏色視覺。 如：先在日光下看物體的顏色，然后突然改在室內(nèi)白熾燈先看物體的顏色，開始時(shí)，室內(nèi)照明(zhomng)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，視覺適應(yīng)了白熾燈光的顏色，室內(nèi)照明(zhomng)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)眼睛先看過強(qiáng)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，眼睛會從紅光的適應(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(yns)第26頁/共40頁第二十七頁，共40頁。圖2-9 顏色適應(yīng)3 顏色(yns)第27頁/共40頁第二十八頁，共40頁。(三) 彩色對人的

14、生理、心理作用 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)綠等顏色眼睛對黃色較為敏感，常用黃與黑與藍(lán)相間的色彩作為危險(xiǎn)部位的警告色標(biāo)。心理方面紅、橙、黃等顏色有種(yu zhn)溫暖的感覺暖色青、藍(lán)、紫等顏色有冷、涼的感覺冷色3 顏色(yns)第28頁/共40頁第二十九頁，共40頁。一、光源的顏色(一) 光源的色表與色溫 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)。 常用色溫來定量描述光源色表。 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)出的光色相同時(shí)，黑體的溫度就稱為(chn wi)該光源的色溫。 符號Tc，單

15、位為開爾文(K)。4 顏色(yns)顯色第29頁/共40頁第三十頁，共40頁。4 顏色(yns)顯色第30頁/共40頁第三十一頁，共40頁。黑體在任何溫度下某物體能把投射到它表面的任何波長的能量全部(qunb)吸收，該物體稱之為黑體。800900K溫度下，黑體輻射呈紅色3000K呈黃白色5000K左右呈白色800010000K呈淡藍(lán)色4 顏色(yns)顯色第31頁/共40頁第三十二頁，共40頁。熱輻射光源的光色 光譜能量(nngling)分布與黑體的光譜能量(nngling)分布近似，色溫與白熾體的實(shí)際溫度有一定的內(nèi)在聯(lián)系。 白熾燈泡的色溫為2878K 燈絲的真實(shí)溫度為2800K熱輻射光源以外

16、的其他光源的光色光譜功率分布形式與黑體輻射有一定的差距，用黑體在某一溫度輻射最接近的顏色來近似地確定這類光源的色溫，因此稱作相關(guān)色溫。 符號 Tcp 紅色光的色溫低 藍(lán)色光的色溫高4 顏色(yns)顯色第32頁/共40頁第三十三頁，共40頁。4 顏色(yns)顯色各種( zhn)光源的色溫第33頁/共40頁第三十四頁，共40頁。(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。 標(biāo)準(zhǔn)光源CIE規(guī)定了四種，常以標(biāo)準(zhǔn)光源A作為低色溫光源的參照標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)光源A：溫度約為2856K的完全輻射體(黑體)發(fā)出(fch)的光，現(xiàn)實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)光源A是色溫為2856K的充氣鎢絲燈泡。4 顏色(yns)

17、顯色第34頁/共40頁第三十五頁，共40頁。顯色指數(shù)定量表征光源顯色的優(yōu)劣。用被測光源下物體的顏色(yns)與參照光源下物體的顏色(yns)相符程度來衡量。 一般顯色指數(shù)Ra 特殊顯色指數(shù)Ri顯色指數(shù)等級 Ra=10080,顯色性優(yōu)良Ra=7950,顯色性一般Ra50,顯色性較差4 顏色(yns)顯色第35頁/共40頁第三十六頁，共40頁。4 顏色(yns)顯色第36頁/共40頁第三十七頁，共40頁。二、物體的顏色物體表面的顏色是它對照射光線中某一種波長的光反射(或透射)，比其他波長的光要強(qiáng)得多，反射(或透射)得最強(qiáng)的波長的光，即為該物體的色彩。黑色物體對各種彩色(cis)的光都吸收，不能反射光，無論什么彩色(cis)光或日光照射都顯黑色。白色物體能將所有的彩色(cis)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)與光源相同的彩色(cis)。4 顏色(yns)顯色第37頁/共40頁第三十八頁，共40頁。熒光高壓汞燈的光譜中青、