電氣照明2第二章 視覺與顏色

第一節(jié)人眼與視覺第二節(jié)視覺特性第三節(jié)視覺功效第四節(jié)顏色特性第五節(jié)表色系統(tǒng)第六節(jié)顏色與顯色第二章視覺與顏色11－透膜變圓2－視網膜3－鞏膜4－中央凹5－盲點6－視神經7－睫狀體8－透膜變平9－虹膜張開10－瞳孔11－虹膜收縮12－角膜第一節(jié)人眼與視覺人眼構造2

錐狀細胞：錐狀神經功能是在晝間看物體，而且可看到顏色。色盲由其神經功能失調引起。

柱狀細胞：柱狀神經在黃昏下活躍，在夜視起作用，但不能感知顏色。

視覺產生：在柱狀細胞和錐狀細胞里都含有一種感光物質，當光線照到視網膜上時，感光物質粉刷化學變化，刺激神經細胞，最后由神經傳到大腦，產生視覺。第一節(jié)人眼與視覺人眼的視覺視網膜3光射入人眼落到視網膜上，產生光化學反應，刺激視神經而形成視覺第一節(jié)人眼與視覺4立體感強中弱第一節(jié)人眼與視覺52:1顯著的效果5:1低戲劇性效果15:1戲劇性的效果*30:1生動的效果*50:1非常生動的效果第一節(jié)人眼與視覺6第一節(jié)人眼與視覺視野：頭部不動時，眼睛能看見的范圍。在正常情況下，人單眼的水平視場為180°，垂直視場為130°，水平面上方60°，水平面下方為70°。中間白色部分為雙眼都看到部分。左右兩側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。CON7明視覺亮度超過10cd/m2，錐狀細胞參與視覺工作。暗視覺亮度在10-6~10-2cd/m2時，柱狀細胞參與視覺工作。中介視覺亮度在10-2~10cd/m2時，柱狀細胞、錐狀細胞同時參與視覺工作。第二節(jié)視覺特性視覺8白天：紅光與黃光亮黃昏：綠光與藍光亮綠光靈敏度最高，紅光靈敏度最低照度高，顏色感強低照度，無顏色，藍灰感覺人眼對不同波長的光靈敏度不同，照度與顏色感有關系。第二節(jié)視覺特性光譜靈敏度9光刺激必須達到一定的數量才能引起光的感覺。絕對閾限：能引起光感覺的最低限度的亮度。

對于在人眼中長時間出現(xiàn)的大目標，視覺閾限亮度為10-6cd/m2

視覺可以忍受的亮度上限為106cd/m2。超過則視網膜易損傷。

絕對閾限的倒數稱為視覺的絕對感受性。人眼的絕對感受性是很大的。第二節(jié)視覺特性視覺閾限10與目標物大小有關目標物大小用目標物對眼睛所張的角度表示，稱為視角。當視角超過30o時，亮度閾限不再降低。第二節(jié)視覺特性視覺閾限的影響因素11與目標物發(fā)出的顏色有關在相同視角下，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。第二節(jié)視覺特性視覺閾限的影響因素12與觀察時間有關不超過0.1s，而目標物較小，視角不超過1o，則目標物呈現(xiàn)時間越短，亮度閾限就越高；呈現(xiàn)時間越長，亮度閾限值就越低。作用時間超過0.2s時，視覺閾限就與時間無關了。第二節(jié)視覺特性視覺閾限的影響因素13視覺器官的感覺隨著接收的亮度和顏色的刺激而變化的過程。明適應：視覺系統(tǒng)適應高于幾個cd/m2亮度變化過程及終極狀態(tài)。發(fā)生在由暗處到亮處，需幾十秒。第二節(jié)視覺特性視覺適應14暗適應：視覺系統(tǒng)適應低于百分之幾cd/m2亮度變化過程及終極狀態(tài)。從亮處到黑處視覺閾限下降過程，所需過渡時間較長，30min。第二節(jié)視覺特性視覺適應15在照明設計中，尤其是隧道的照明設計，應考慮暗適應因素，即在隧道入口的一段距離內應有過渡照明，也即隧道入口處亮度應高些，然后逐漸降低亮度，使司機有個適應過程。第二節(jié)視覺特性視覺適應應用1617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，以致引起人眼的不舒適感覺或者降低觀察細部(或目標)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。因為晚上，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。因為視野內出現(xiàn)了太亮的發(fā)光體。第二節(jié)視覺特性眩光18眩光的分類①根據其造成的后果分類：不舒適眩光：產生不舒適感覺，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，但不一定產生不舒適感覺的眩光。第二節(jié)視覺特性眩光19眩光的分類②根據其形式分類：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。當反射面光澤度較高時，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。第二節(jié)視覺特性眩光20第二節(jié)視覺特性眩光21第二節(jié)視覺特性眩光22周圍環(huán)境較暗時，眼睛的適應亮度很低，即使是亮度較低的光，也會有明顯的眩光。光源表面或燈具反射面的亮度越高，眩光越明顯。光源的大小第二節(jié)視覺特性影響眩光的因素CON231.亮度對比：目標與背景在亮度上的差別。目標亮度和背景亮度之差與背景亮度之比。第三節(jié)視覺功效對比靈敏度和可見度242.亮度差別閾限ΔLt：人眼剛剛能識別目標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。第三節(jié)視覺功效對比靈敏度和可見度提高靈敏度，必須增加背景的亮度253.可見度－能見度人眼確定物體存在或形狀的難易程度。在室內應用時，以目標與背景的實際亮度對比C與閾限對比Ct來描述。在室外應用時，以人眼恰可看到標準目標的距離定義。第三節(jié)視覺功效對比靈敏度和可見度26

視力的定性含義是指眼睛辨認物體輪廓和細節(jié)的能力。視力定量含義是指人眼能夠區(qū)別兩個相鄰物體最小張角D的倒數。國際眼科學會于1909年規(guī)定用白底黑色蘭道爾環(huán)作為檢查視力的標準視環(huán)。第三節(jié)視覺功效視覺敏銳度-視力蘭道爾環(huán)D=1.5mm，α=1'，視力為1.0。

D=1mm，α=40"，視力為1.5。

與視覺系統(tǒng)、年齡、亮度、觀看時間有關。27對于一個固定成分的光，在不同適應亮度條件下，其感覺到與實際亮度不同，或者在同一亮度條件下，不同成分的光，亮度感覺也不同。客觀亮度與感覺亮度之間有差異,即視亮度。第三節(jié)視覺功效視亮度CON28光源的光譜輻射能量(功率)按波長的分布稱為光譜能量(功率)分布，以光譜能量的任意值來表示光譜能量分布，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生的感覺。第四節(jié)顏色特性

光譜能量(功率)分布29第四節(jié)顏色特性

光譜能量(功率)分布常用照明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(d)高壓鈉燈30

1、分類：非彩色和彩色非彩色黑白灰色，稱黑白系列。唯一特性：明度變化。中性色：白色、黑色和灰色物體對光譜各波長的反射沒有選擇性，故稱為“中性色”。第四節(jié)顏色特性

顏色的基本特征黑白中灰31彩色彩色的三個特性：色調、明度、彩度色調：色相，可見光譜不同波長的輻射，在視覺上表現(xiàn)為各種色調，紅藍紫等。明度：顏色相對明暗的特性，與亮度和反射比成正比。彩度：彩色的純潔度，光譜選擇性越強，彩度越高。第四節(jié)顏色特性

顏色的基本特征32

2、顏色立體用一個三維空間的立體，可以把顏色的三個特性全部表示出來第四節(jié)顏色特性

顏色的基本特征33

3、顏色環(huán)：一個表示顏色及其混合規(guī)律的示意圖第四節(jié)顏色特性

顏色的基本特征34顏色光的混合：屬于相加混合，是由不同顏色的光譜引起眼睛的同時興奮。加法三原色：紅、綠、藍第四節(jié)顏色特性

顏色混合光的相加混合可用于不同類型光源的混合照明、舞臺照明、彩色電視的顏色合成等方面互補色、中間色、亮度相加紅綠藍青白黃品紅35物體顏色的混合：屬于相減混合。減法三原色：青、品紅、黃第四節(jié)顏色特性

顏色混合紅綠藍青黑黃品紅紅色物體紅色白光36人的視覺器官不但能反映光的強度－亮度感覺，還能反映光的波長特性－顏色感覺。顏色對比相鄰的不同顏色，在觀看時存在著相互影響，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)藍色。黃色和藍色為互補色，即每種顏色都在其周圍誘導出一種確定的顏色，這種顏色稱為被誘導色(原來誘導顏色的互補色或相似顏色)。第四節(jié)顏色特性

顏色視覺37顏色適應人眼在顏色刺激下所造成的顏色視覺變化，稱為顏色視覺。

如：先在日光下看物體的顏色，然后突然改在室內白熾燈先看物體的顏色，開始時，室內照明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，視覺適應了白熾燈光的顏色，室內照明趨向變白，物體的顏色趨向恢復到日光下的原來的顏色。如：在暗色背景上照射一小塊黃光，當眼睛先看過強烈紅光之后，再看這黃光，此時呈現(xiàn)綠色，經過一段時間，眼睛會從紅光的適應中逐漸恢復，綠色漸淡，幾分鐘后又成為原理的黃色。第四節(jié)顏色特性

顏色視覺38第四節(jié)顏色特性

顏色視覺顏色適應39彩色對人的生理、心理作用

生理方面藍、紫色最易引起疲勞，紅、橙色次之，黃綠、藍綠、淡青等顏色最小。設備外殼顏色宜采用黃綠、藍綠等顏色眼睛對黃色較為敏感，常用黃與黑與藍相間的色彩作為危險部位的警告色標。

心理方面紅、橙、黃等顏色有種溫暖的感覺－暖色青、藍、紫等顏色有冷、涼的感覺－冷色第四節(jié)顏色特性

顏色視覺CON40目前用得最廣泛的表色系統(tǒng)，采用顏色圖冊的表色系統(tǒng)，即按顏色的三個特性進行分類，并以它們的組合來表示。色調H(40)，明度V（10），彩度C（11），表示為：HV/C紅旗5R5/10第五節(jié)表色系統(tǒng)

孟塞爾表色系統(tǒng)41第五節(jié)表色系統(tǒng)

孟塞爾表色系統(tǒng)孟塞爾色調與彩度42三原色學說：光譜的全部顏色可以用紅R、綠G、藍B三種光譜波長的光混合得到；

r+g+b=1CIE色度圖：用三原色比例x，y，z來表示一種顏色x+y+z=1第五節(jié)表色系統(tǒng)

CIE表色系統(tǒng)43第五節(jié)表色系統(tǒng)

CIE表色系統(tǒng)CIE色度圖光譜軌跡紫色邊界顏色寬容量CON44光源的色表與色溫①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)。②常用色溫來定量描述光源色表。當一個光源的顏色與黑體(完全輻射體)在某一溫度時發(fā)出的光色相同時，黑體的溫度就稱為該光源的色溫。符號Tc，單位為開爾文(K)。第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色45第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色46第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色47第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色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吸收，該物體稱之為黑體。

800～900K溫度下，黑體輻射呈紅色

3000K呈黃白色

5000K左右呈白色

8000～10000K呈淡藍色48第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色各種光源的色溫49第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色各種光源的色溫50第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色2700K 熾白色3000K 暖白色3500K 白色4000K 冷白色5000K 日光色6500K 冷日光色相同色溫的光源有相同的顏色表現(xiàn)51第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色52第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色53第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色54第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色色溫和照明水平：人們通過經驗得知，用暖色（低色溫）光源產生的低照明水平可以使室內形成緩和的氣氛，而工作環(huán)境則可以用冷色（高色溫）光源產生的高照明水平來形成。55第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色56第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色57第六節(jié)顏色與顯色光源的顏色為了使照明具有良好的效果，所選用的光源的色溫必須與要求的照度相適應.照度和光源色溫的關系58第六節(jié)顏色與顯色

光源的顯色性帶有黃色濾片的白熾燈光照下的顯色性在低壓鈉燈光照下的顯色性59第六節(jié)顏色與顯色

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。標準光源

CIE規(guī)定了四種，常以標準光源A作為低色溫光源的參照標準。標準光源A：溫度約為2856K的完全輻射體(黑體)發(fā)出的光，現(xiàn)實的標準光源A是色溫為2856K的充氣鎢絲燈泡。60第六節(jié)顏色與顯色

光源的顯色性顯色指數定量表征光源顯色的優(yōu)劣。用被測光源下物體的顏色與參照光源下物體的顏色相符程度來衡量。一般顯色指數Ra

特殊顯色指數Ri顯色指數等