建筑电气照明专业课件六

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：柱状神经在黄昏下活跃，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视网膜一、视觉明视觉

亮度超过10cd/m2，锥状细胞参与视觉工作，这种视觉状态为明视觉。暗视觉

亮度在10-6~10-2cd/m2时，柱状细胞参与视觉工作，这种视觉状态为暗视觉。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工作，这种视觉状态为中介视觉。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光度标准观察者光谱光效率注：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

能引起光感觉的最低限度的亮度称为视觉的“绝对阈限”。对于在人眼中长时间出现的大目标，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

视觉阈限的影响因素①与目标物大小有关

目标物大小用目标物对眼睛所张的角度表示，称为视角。

当视角超过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与目标物发出的颜色有关在相同视角下，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与观察时间有关

不超过0.1s，而目标物较小，视角不超过1o，则目标物呈现时间越短，亮度阈限就越高；呈现时间越长，亮度阈限值就越低。作用时间超过0.2s时，视觉阈限就与时间无关了。四、视觉适适应明适应：视视觉系统适适应高于几几个cd/m2亮度变化过过程及终极极状态。发生在由暗暗处到亮处处，需几十十秒。2视觉特性图2-5明适应与暗暗适应暗适应：视视觉系统适适应低于百百分之几cd/m2亮度变化过过程及终极极状态。从亮处到黑黑处视觉阈阈限下降过过程，所需需过渡时间间较长，30min。2视觉特性图2-5明适应与暗暗适应锥状视觉适应过程柱状视觉适应过程应用在照明设计计中，尤其其是隧道的的照明设计计，应考虑虑暗适应因因素，即在在隧道入口口的一段距距离内应有有过渡照明明，也即隧隧道入口处处亮度应高高些，然后后逐渐降低低亮度，使使司机有个个适应过程程。2视觉特性图2-5明适应与暗暗适应锥状视觉适应过程柱状视觉适应过程五、视力视力的定性性含义是指眼睛辨辨认物体轮轮廓和细节的能力力。视力定量含含义是指人眼能够够区别两个个相邻物体最小张张角D的倒数。国际眼科学学会于1909年规定用白白底黑色兰兰道尔环作为为检查视力力的标准视视环。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、对比灵灵敏度与可可见度(一)亮度对比目标亮度和和背景亮度度之差与背背景亮度之之比。2视觉特性(二)对比敏感度度亮度差别阈阈限ΔLt：人眼刚刚能能识别目标标与背景的的最小亮度度差。阈限对比Ct：亮度差别阈阈限与背景景亮度之比比。对比敏感度度Sc：阈限对比的的倒数。2视觉特性(三)可见度－－能见度人眼确定物物体存在或或形状的难难易程度。。在室内应用用时，以目目标与背景景的实际亮亮度对比C与阈限对比比Ct来描述。在室外应用用时，以人人眼恰可看看到标准目目标的距离定义义。2视觉特性四、视野头部不动时时，眼睛能能看见的范范围。在正常情况况下，人两两眼的水平平视场为180°，垂直视场场为130°，水平面上上方60°，水平面下方方为70°。2视觉特性图2-7人眼的正常常视野中间白色部部分为双眼眼都看到部部分。左右两侧阴阴影部分为为左右两眼眼分别看到到。黑色部分为为被眼眉、、两颊和鼻鼻子遮挡部部分。五、眩光由于视野中中的亮度分分布或亮度度范围的不不适宜，或存在在极端的对对比，以致致引起人眼眼的不舒适感觉或者者降低观察察细部(或目标)的能力，这这种视觉现象称称为眩光。夜里汽车开开着大灯，，感到刺眼眼。因为晚晚上，周围围很暗，车车灯亮度与与周围背景景亮度形成成大的亮度度对比。夏日晴天的的太空，仰仰望晴空感感到刺眼。。冬日阳光光下的白雪雪会刺眼。。因为视野野内出现了了太亮的发发光体。2视觉特性（一）眩光的分类类①根据其造成成的后果分分类：不舒适眩光光产生不舒适适感觉，但但不一定降降低视觉对对象的可见度的眩眩光。失能眩光降低视觉对对象的可见见度，但不不一定产生生不舒适感觉的的眩光。2视觉特性②根据其形式式分类：直接眩光由发光体的的直接照射射引起的。。反射眩光由反射面反反射发光体体发出的光光而形成的的眩光。反射眩光：：当反射面光光泽度较高高时，能把把发光体的像清楚地地反映出来来，即由发发光体的像像直射引起起的。光幕反射：：当反射面反反射亮度并并不高，且且不清楚地反映发光光体的像，，然而却使使被观察目目标的对比比度降低，减小了了能见度。。黑板发生生光幕。2视觉特性（二）影响响眩光的因因素①周围环境较较暗时，眼眼睛的适应应亮度很低，即使是是亮度较低低的光，也也会有明显显的眩光。②光源表面或或灯具反射射面的亮度度越高，眩光越明显显。③光源的大小小2视觉特性一、光谱能能量(功率)分布光源的光谱谱辐射能量量(功率)按波长的分分布称为光谱能能量(功率)分布，以光光谱能量的的任意值来表示光光谱能量分分布，称为为相对光谱谱能量分布。物体的颜色色是物体对对光源的光光谱辐射有有选择性地反射射或透射对对人眼所产产生的感觉觉。3颜色3颜色图2-8常用照明电电光源的相相对光谱功功率分布(a)白炽灯、卤卤钨灯(b)荧光灯(c)荧光高压汞汞灯(d)高压钠灯3颜色图2-8常用照明电电光源的相相对光谱功功率分布(e)钠铊铟灯(f)管形镝灯(g)管形氙灯、、日光二、颜色视视觉人的视觉器器官不但能能反映光的的强度－亮度感觉，还能反映映光的波长长特性－颜色感觉。(一)颜色对比相邻的不同同颜色，在在观看时存存在着相互互影响，这种现现象称为颜色对比。例如：在一一块黄色背背景上放张张白纸，用用眼睛注视视白纸中心几几分钟，白白纸会出现现蓝色。黄黄色和蓝色色为互补色，即每每种颜色都都在其周围围诱导出一一种确定的的颜色，这种颜颜色称为被被诱导色(原来诱导颜颜色的互补补色或相似颜色)。3颜色(二)颜色适应人眼在颜色色刺激下所所造成的颜颜色视觉变变化，称为颜色视觉。如：先在日日光下看物物体的颜色色，然后突突然改在室室内白炽灯先先看物体的的颜色，开开始时，室室内照明看看起来带有白炽灯灯的黄色，，物体的颜颜色也带有有一些黄色色，几分钟后，视视觉适应了了白炽灯光光的颜色，，室内照明明趋向变白，物体体的颜色趋趋向恢复到到日光下的的原来的颜颜色。如：在暗色色背景上照照射一小块块黄光，当当眼睛先看看过强烈红光之之后，再看这这黄光，此时时呈现绿色，，经过一段时间，眼眼睛会从红光光的适应中逐逐渐恢复，绿绿色渐淡，几分钟后后又成为原理理的黄色。3颜色图2-9颜色适应3颜色(三)彩色对人的生生理、心理作作用生理方面蓝、紫色最易易引起疲劳，，红、橙色次次之，黄绿、蓝绿、、淡青等颜色色最小。设备备外壳颜色宜采用黄绿、、蓝绿等颜色色眼睛对黄色较较为敏感，常常用黄与黑与与蓝相间的色彩作为为危险部位的的警告色标。。心理方面红、橙、黄等等颜色有种温温暖的感觉－－暖色青、蓝、紫等等颜色有冷、、凉的感觉－－冷色3颜色一、光源的颜颜色(一)光源的色表与与色温①光源的色表指指的是人眼观观看光源所发发出光的颜色(灯光的表观颜颜色)。②常用色温来定量描述光光源色表。当一个光源的的颜色与黑体体(完全辐射体)在某一温度时发发出的光色相相同时，黑体体的温度就称为该光源的的色温。符号Tc，单位为开尔尔文(K)。4颜色显色4颜色显色黑体在任何温度下下某物体能把把投射到它表表面的任何波长的能量量全部吸收，，该物体称之之为黑体。800～900K温度下，黑体体辐射呈红色色3000K呈黄白色5000K左右呈白色8000～10000K呈淡蓝色4颜色显色热辐射光源的的光色光谱能量分布布与黑体的光光谱能量分布布近似，色温与白炽体体的实际温度度有一定的内内在联系。白炽灯泡的色色温为2878K灯丝的真实温温度为2800K热辐射光源以以外的其他光光源的光色光谱功率分布布形式与黑体体辐射有一定定的差距，用黑体在某一温温度辐射最接接近的颜色来来近似地确定这类类光源的色温温，因此称作作相关色温。符号Tcp红色光的色温温低蓝色光的色温温高4颜色显色4颜色显色各种光源的色色温(二)光源的显色性性照明光源显现现被照物体颜颜色的性能称称为显色性。标准光源CIE规定了四种，，常以标准光光源A作为低色温光源的参照照标准。标准光源A：温度约为2856K的完全辐射体体(黑体)发出的光，现现实的标准光光源A是色温为2856K的充气钨丝灯灯泡。4颜色显色显色指数定量表征光源源显色的优劣劣。用被测光源下下物体的颜色色与参照光源源下物体的颜色色相符程度来来衡量。一般显色指数数Ra特殊显色指数数Ri显色指数等级级Ra=100~80,显色性优良Ra=79~50,显色性一般Ra<50,显色性较差4颜色显色4颜色显色二、物体的颜颜色物体表面的颜颜色是它对照射光光线中某一种种波长的光反射射(或透射)，比其他波长长的光要强得多，反射(或透射)得最强的波长长的光，即为为该物体的色彩彩。黑色物体对各种彩色的的光都吸收，，不能反射光，无论什么么彩色光或日日光照射都显显黑色。白色物体能将所有的彩彩色光都反射射出来，日光照射时显白白色，红光照照射时显红色色，其他彩色光照射时就就显现与光源源相同的彩色色。4颜色显色荧光高压汞灯