光学设计第4讲光与人的关系解决方案.ppt

第4讲 光与人的关系 1 视觉与视觉适应性 2 照明设计要点 3 照度与光舒适性 4 亮度与光舒适性 5 眩光 6 光的空间分布 7 色温与光舒适性 8 闪烁与光舒适性 9 照明设计要点 1 视觉及视觉适应性 光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。 通过视觉，人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静，获得对机体生存具有重要意义的各种信息，至少有80％以上的外界信息经视觉获得，视觉是人和动物最重要的感觉。 1 视觉及视觉适应性 光线进入人眼的视网膜,杆状细胞和锥状细胞起作用。 杆体细胞和锥体细胞经电化学作用产生脉冲信号。 脉冲信号通过视神经传送到大脑。 从而产生视觉效应，使人们能看到物体。 1 视觉及视觉适应性 2、人眼视网膜上有二种感光细胞：杆体细胞和锥体细胞。 杆体细胞：只在较暗条件下（在亮度为0.001cd/m2以下）起作用，适宜于微光视觉，感光灵敏度高，仅能分辨明暗，不能分辨颜色和细节。杆体细胞不能分辨色彩的原因是因为它只含有一种类型的感光色素，这些感光细胞集中在视网膜的外围部分，引起的是外围视觉。 1 视觉及视觉适应性 锥体细胞: 在光亮（亮度为3cd/m2以上）条件下，能够分辨颜色和物体的细节。 其原因：在高亮度条件下，杆体细胞响应饱和，视觉完全由锥体细胞引起，锥体细胞可能含有敏红素、敏绿素和敏蓝素三种感光色素中的一种，分别称为L型（长波，590nm）、M型（中波，540nm）以及S型（短波，450nm）锥体细胞。由于光谱灵敏度不同，这些感光色素使我们能够区分色彩。锥体细胞集中在视网膜的中心部分，密度在外围下降。锥体细胞灵敏度较低但空间分辨率较高。 3、明视觉、暗视觉、中间视觉 1912，冯·凯斯（J. Von Kries）根据上述现象，提出了视觉的二重功能学说，认为视觉有两重功能：视网膜中央的“锥体细胞视觉”和视网膜边缘的“杆体细胞视觉”，也叫做“明视觉”和“暗视觉”。 当环境亮度介于0.001cd/m2 和3cd/m2 之间称为中间视觉。此时视网膜上的锥体细胞和杆体细胞同时起作用，蓝光比红光更为明亮。 CIE 191：2010 中间视觉推荐系统 在变化的各种亮度、光谱分布、视觉刺激下，视觉系统会相应地做出调整以适应这种变化过程。 1 视觉及视觉适应性 1 视觉及视觉适应性 2 照明设计要点 优质光环境（良好照明质量） 省电高效的灯具 照度水平 照度均匀性 观察区域的亮度分布 眩光等级控制 调节气温感受的色温 鲜艳自然的显色性 降低影响生理健康的闪烁 光的空间分布 3 照度与光舒适性 运动物体的大小和速度决定照度水平 3 照度与光舒适性 3 照度与光舒适性 照度均匀度（Uniformity） 3 照度与光舒适性 3 照度与光舒适性 良好的照度均匀度 光照与清醒度 光照与抱怨度 4 亮度与光舒适性 5 眩光 间接照明不容易产生眩光 5 眩光 5 眩光 5 眩光 6 光的空间分布 6 光的空间分布 光色对阅读行为的主观心理评价的影响 8 闪烁与光舒适性 8 闪烁与光舒适性 9 照明设计要点 9 照明设计要点 9 照明设计要点 光色舒适度与照度水平有关系，接近火焰的低色温对人的视觉是最为舒适的。在偏低或中等照度下，舒适的光色是接近黄昏的色温光色。 在较高的照度下，舒适的光色是接近中午的阳光或者偏蓝的高色温的颜色。 7 色温与光舒适性 色温对眩光程度、冷暖感与舒适度有什么影响？ 7 色温与光舒适性 阅读0分钟、10 分钟与20分钟时后，受测者分别填写心理评价表 7 色温与光舒适性 受测者：20 人（男性10 人，女性10 人） ，皆为建筑学院在学学生，年龄 23～30 岁，无色盲或者色弱史。 7 色温与光舒适性 7 色温与光舒适性 7 色温与光舒适性 7 色温与光舒适性 不同照度下夜班工人的清醒程度 清醒程度 时间（午夜后） 3 照度与光舒适性 3 照度与光舒适性 视场中物体的亮度与表面反射率有关 为了减少天棚与吸顶灯之间的亮度差，天棚的亮度必须足够高，但是为了防止天棚产生眩光，其亮度值一般不能大于500cd/m2 4 亮度与光舒适性 视野范围内有亮度极高的物体而导致人眼不舒服或者可见度降低的现象。 5 眩光 5 眩光 眩光的分类 1）不舒适眩光 不舒适眩光是指在视野内使人们的眼睛感觉不舒适的眩光，但并不一定降低视觉对象的可见度。这种眩光也称为心理眩光。 2）失能眩光 失能眩光就是在视野内使人们的视觉功能有所降低的眩光。它是一种会降低视觉对象的可见度，但并不一定产生不舒适感觉的眩光。 按影响程度 5 眩光 不舒适眩光 5 眩光 失能眩光 5 眩光 眩光的分类 按形成机理 1）直接眩光——由视野中,特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光