光环境、视觉与光度量单位材料.ppt

主讲内容： 1.1、 光环境概述 1.2 、眼睛与视觉 1.3 、视觉特性 1.4 、基本光度量单位及其应用 1.5 、材料的光学性质 在生产、工作、学习场所，良好的光环境可以振奋人的精神，提高工作效率和产品质量，保障人身安全和视力健康。 在娱乐、休息、公共活动场所，光环境的首要作用，在于创造舒适优雅、活泼生动，或庄重严肃的环境气氛，对人的情绪状态、心理感受产生积极的影响。 1.1.1: 光环境的涵义 人们依靠不同的感觉器官从外界获得各种信息，其中约有80%来自光和视觉 建筑师的任务之一，就是要为人们创造优良的光环境。 1.1.1.2 光环境设计 1.2 眼睛与视觉 视觉的形成即依赖于眼睛的生理机能和大脑积累的视觉经验，又和照明状况密切相关。人的眼睛和视觉，就是长期在自然光照射下演变进化的。 光是一种能够在人的视觉系统上引起光感觉的电磁辐射，光的波长范围为380nm~780nm。波长大于780nm的红外线、无线电波等，以及小于380nm的紫外线、X射线等，人眼均感觉不到。 右图：太阳辐射的电磁波 从摄影师的眼睛出发 黑、白、灰的关系 光 影之间的关系 安藤曾说道：「我所感觉到的是一个真正存在的空间。当建筑以其简洁的几何排列，被从穹顶中央一个直径为9米的洞孔，所射进的光线照亮时，这个建筑的空间才真正地存在。在这种条件下的物体和光线，在大自然里是不会感觉到的，这种感觉只有通过建筑这个中介体才能获得，真正能打动我的，就是这种建筑的力量。」 光的教堂 古罗马的万神庙 作品中呈现光、影渗透的魅力！ 一个”泛光的世界”，导致了人们无法去感受场所的独特性！ “这种光晕般扩散的世界，就像绝对的黑暗一样，意味着空间的死亡” 1nm=10-9 m 人的肉眼只能对380—780nm的可见光作出反应。 眼睛的主要组成部分和其功能： 瞳孔、水晶体、视网膜、感光细胞 视网膜上布满了感光细胞—锥状细胞和杆状细胞，经光线照射产生神经冲动，传输到视神经，再传至大脑，产生视觉。 感光细胞在视网膜上的分布是不均匀的：锥体细胞主要集中在视网膜的中心部位，成为“黄斑”的黄色区域，黄斑区的中心有一小凹，叫“中心窝”。黄斑区域以外锥体细胞的个数急剧下降，与此相反，在中心窝处几乎没有杆状细胞，自中心窝以外，其密度迅速增加。 视网膜的剖面图 锥体细胞：在明亮环境下能分辨出物体的细部和颜色； 在环境的明暗发生变化时能迅速反应，以适应新的环境。 两种细胞的功能特征 杆状细胞： 在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用，不能分辨物体细部和颜色， 对明暗的变化反应缓慢。 1.3 视觉特性 无论是对目标的察觉、辨认、识别，还是对光环境的一般反应来说，视觉都是一个极其复杂的系统，视觉系统有很大的自调能力，能对传递的信息自行调节到最佳清晰度。它具有以下特性： 1.3.1 亮度阈限 暗视觉：指在黑暗环境里（0.001cd/m2以下的亮度水平），杆状细胞起作用，暗视觉只有黑灰白三色。相当于晚上暗处。 明视觉：指在明亮环境中（大于3 cd/m2的亮度水平），视网膜锥体细胞起作用，分辨颜色和细部。 中间视觉：在3 -0.001cd/m2之间，相当于道路照明和居住区照明的明暗。 人眼对光的适应范围远比人能够感受的温度变化大的多，其阈限为： 10-6cd/m2~106cd/m2 视觉阈限值遵守两定律 ： 里科定律 亮度×面积（目标）=常数 邦森—罗斯科定律 亮度×时间=常数 1.3.2 光亮效应——韦勃定律（心理物理学的一个著名的定律） 对于外界光刺激的变化，人视觉的反应，韦勃通过心理物理试验得到：能察觉到的光刺激变化同刺激水平的比值是一常数关系。 ΔΙ/Ι=Κ（常数） 用仪器测得照明量—称为“刺激”，这是一客观物理量。 把人眼可以感知的光刺激变化—称为“感觉”，这是一个主观物理量。 例如：在一照度为10lx的房间里，增加1lx的照度刚刚能察觉出变化；在另一个照度水平为100lx的房间里，就需要增加10lx的照度才能刚刚察出有照度的变化。两者的比率均为0.1 1.3.3 视野 当头和眼睛不动时，人眼能察觉到的空间范围叫视野，在垂直方向的角度约为130°，水平方向约为180° 视野周围1~2°内的物体能在视网膜中心窝成像，清晰度最高，这部分叫中心视野 1.3.4 光谱光视效率 不同波长的光在视觉上形成不同的颜色，如700nm的光呈红光，580nm呈黄光，单一波长的光呈现一种颜色，称为单色光。 日光和灯光都是有不同波长的光混合而成的复合光，他们呈现白色或其他色。 将复