電氣照明2第二章 視覺(jué)與顏色

第一節(jié)人眼與視覺(jué)第二節(jié)視覺(jué)特性第三節(jié)視覺(jué)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(jué)與顏色11－透膜變圓2－視網(wǎng)膜3－鞏膜4－中央凹5－盲點(diǎn)6－視神經(jīng)7－睫狀體8－透膜變平9－虹膜張開(kāi)10－瞳孔11－虹膜收縮12－角膜第一節(jié)人眼與視覺(jué)人眼構(gòu)造2

錐狀細(xì)胞：錐狀神經(jīng)功能是在晝間看物體，而且可看到顏色。色盲由其神經(jīng)功能失調(diào)引起。

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(jué)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(jué)。第一節(jié)人眼與視覺(jué)人眼的視覺(jué)視網(wǎng)膜3光射入人眼落到視網(wǎng)膜上，產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，刺激視神經(jīng)而形成視覺(jué)第一節(jié)人眼與視覺(jué)4立體感強(qiáng)中弱第一節(jié)人眼與視覺(jué)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(dòng)的效果*50:1非常生動(dòng)的效果第一節(jié)人眼與視覺(jué)6第一節(jié)人眼與視覺(jué)視野：頭部不動(dòng)時(shí)，眼睛能看見(jiàn)的范圍。在正常情況下，人單眼的水平視場(chǎng)為180°，垂直視場(chǎng)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(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。CON7明視覺(jué)亮度超過(guò)10cd/m2，錐狀細(xì)胞參與視覺(jué)工作。暗視覺(jué)亮度在10-6~10-2cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞參與視覺(jué)工作。中介視覺(jué)亮度在10-2~10cd/m2時(shí)，柱狀細(xì)胞、錐狀細(xì)胞同時(shí)參與視覺(jué)工作。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)8白天：紅光與黃光亮黃昏：綠光與藍(lán)光亮綠光靈敏度最高，紅光靈敏度最低照度高，顏色感強(qiáng)低照度，無(wú)顏色，藍(lán)灰感覺(jué)人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光靈敏度不同，照度與顏色感有關(guān)系。第二節(jié)視覺(jué)特性光譜靈敏度9光刺激必須達(dá)到一定的數(shù)量才能引起光的感覺(jué)。絕對(duì)閾限：能引起光感覺(jué)的最低限度的亮度。

對(duì)于在人眼中長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)的大目標(biāo)，視覺(jué)閾限亮度為10-6cd/m2

視覺(jué)可以忍受的亮度上限為106cd/m2。超過(guò)則視網(wǎng)膜易損傷。

絕對(duì)閾限的倒數(shù)稱為視覺(jué)的絕對(duì)感受性。人眼的絕對(duì)感受性是很大的。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)閾限10與目標(biāo)物大小有關(guān)目標(biāo)物大小用目標(biāo)物對(duì)眼睛所張的角度表示，稱為視角。當(dāng)視角超過(guò)30o時(shí)，亮度閾限不再降低。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)閾限的影響因素11與目標(biāo)物發(fā)出的顏色有關(guān)在相同視角下，對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光：紅、黃光，其亮度閾限就高；對(duì)波長(zhǎng)較短的光：藍(lán)光，亮度閾限值要低些。在暗視覺(jué)條件下，光譜光效率向短波方向偏移。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)閾限的影響因素12與觀察時(shí)間有關(guān)不超過(guò)0.1s，而目標(biāo)物較小，視角不超過(guò)1o，則目標(biāo)物呈現(xiàn)時(shí)間越短，亮度閾限就越高；呈現(xiàn)時(shí)間越長(zhǎng)，亮度閾限值就越低。作用時(shí)間超過(guò)0.2s時(shí)，視覺(jué)閾限就與時(shí)間無(wú)關(guān)了。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)閾限的影響因素13視覺(jué)器官的感覺(jué)隨著接收的亮度和顏色的刺激而變化的過(guò)程。明適應(yīng)：視覺(jué)系統(tǒng)適應(yīng)高于幾個(gè)cd/m2亮度變化過(guò)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(jué)特性視覺(jué)適應(yīng)14暗適應(yīng)：視覺(jué)系統(tǒng)適應(yīng)低于百分之幾cd/m2亮度變化過(guò)程及終極狀態(tài)。從亮處到黑處視覺(jué)閾限下降過(guò)程，所需過(guò)渡時(shí)間較長(zhǎng)，30min。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)適應(yīng)15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(guò)渡照明，也即隧道入口處亮度應(yīng)高些，然后逐漸降低亮度，使司機(jī)有個(gè)適應(yīng)過(guò)程。第二節(jié)視覺(jué)特性視覺(jué)適應(yīng)應(yīng)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(duì)比，以致引起人眼的不舒適感覺(jué)或者降低觀察細(xì)部(或目標(biāo))的能力，這種視覺(jué)現(xiàn)象稱為眩光。夜里汽車開(kāi)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(duì)比。夏日晴天的太空，仰望晴空感到刺眼。冬日陽(yáng)光下的白雪會(huì)刺眼。因?yàn)橐曇皟?nèi)出現(xiàn)了太亮的發(fā)光體。第二節(jié)視覺(jué)特性眩光18眩光的分類①根據(jù)其造成的后果分類：不舒適眩光：產(chǎn)生不舒適感覺(jué)，但不一定降低視覺(jué)對(duì)象的可見(jiàn)度的眩光。失能眩光：降低視覺(jué)對(duì)象的可見(jiàn)度，但不一定產(chǎn)生不舒適感覺(jué)的眩光。第二節(jié)視覺(jué)特性眩光19眩光的分類②根據(jù)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(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(lái)，即由發(fā)光體的像直射引起的。第二節(jié)視覺(jué)特性眩光20第二節(jié)視覺(jué)特性眩光21第二節(jié)視覺(jué)特性眩光22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(huì)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(jué)特性影響眩光的因素CON231.亮度對(duì)比：目標(biāo)與背景在亮度上的差別。目標(biāo)亮度和背景亮度之差與背景亮度之比。第三節(jié)視覺(jué)功效對(duì)比靈敏度和可見(jiàn)度242.亮度差別閾限ΔLt：人眼剛剛能識(shí)別目標(biāo)與背景的最小亮度差。閾限對(duì)比Ct：亮度差別閾限與背景亮度之比。對(duì)比敏感度Sc：閾限對(duì)比的倒數(shù)。第三節(jié)視覺(jué)功效對(duì)比靈敏度和可見(jiàn)度提高靈敏度，必須增加背景的亮度253.可見(jiàn)度－能見(jiàn)度人眼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)與背景的實(shí)際亮度對(duì)比C與閾限對(duì)比Ct來(lái)描述。在室外應(yīng)用時(shí)，以人眼恰可看到標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的距離定義。第三節(jié)視覺(jué)功效對(duì)比靈敏度和可見(jiàn)度26

視力的定性含義是指眼睛辨認(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(guó)際眼科學(xué)會(huì)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)。第三節(jié)視覺(jué)功效視覺(jué)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(jué)系統(tǒng)、年齡、亮度、觀看時(shí)間有關(guān)。27對(duì)于一個(gè)固定成分的光，在不同適應(yīng)亮度條件下，其感覺(jué)到與實(shí)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(jué)也不同?？陀^亮度與感覺(jué)亮度之間有差異,即視亮度。第三節(jié)視覺(jué)功效視亮度CON28光源的光譜輻射能量(功率)按波長(zhǎng)的分布稱為光譜能量(功率)分布，以光譜能量的任意值來(lái)表示光譜能量分布，稱為相對(duì)光譜能量分布。物體的顏色是物體對(duì)光源的光譜輻射有選擇性地反射或透射對(duì)人眼所產(chǎn)生的感覺(jué)。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(duì)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(duì)光譜各波長(zhǎng)的反射沒(méi)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(gè)特性：色調(diào)、明度、彩度色調(diào)：色相，可見(jiàn)光譜不同波長(zhǎng)的輻射，在視覺(jué)上表現(xiàn)為各種色調(diào)，紅藍(lán)紫等。明度：顏色相對(duì)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(qiáng)，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(gè)三維空間的立體，可以把顏色的三個(gè)特性全部表示出來(lái)第四節(jié)顏色特性

顏色的基本特征33

3、顏色環(huán)：一個(gè)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(shí)興奮。加法三原色：紅、綠、藍(lán)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(tái)照明、彩色電視的顏色合成等方面互補(bǔ)色、中間色、亮度相加紅綠藍(lán)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(lán)青黑黃品紅紅色物體紅色白光36人的視覺(jué)器官不但能反映光的強(qiáng)度－亮度感覺(jué)，還能反映光的波長(zhǎng)特性－顏色感覺(jué)。顏色對(duì)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(duì)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(huì)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)出一種確定的顏色，這種顏色稱為被誘導(dǎo)色(原來(lái)誘導(dǎo)顏色的互補(bǔ)色或相似顏色)。第四節(jié)顏色特性

顏色視覺(jué)37顏色適應(yīng)人眼在顏色刺激下所造成的顏色視覺(jué)變化，稱為顏色視覺(jué)。

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(kāi)始時(shí)，室內(nèi)照明看起來(lái)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(jué)適應(yīng)了白熾燈光的顏色，室內(nèi)照明趨向變白，物體的顏色趨向恢復(fù)到日光下的原來(lái)的顏色。如：在暗色背景上照射一小塊黃光，當(dāng)眼睛先看過(guò)強(qiáng)烈紅光之后，再看這黃光，此時(shí)呈現(xiàn)綠色，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，眼睛會(huì)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。第四節(jié)顏色特性

顏色視覺(jué)38第四節(jié)顏色特性

顏色視覺(jué)顏色適應(yīng)39彩色對(duì)人的生理、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(duì)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、黃等顏色有種溫暖的感覺(jué)－暖色青、藍(lán)、紫等顏色有冷、涼的感覺(jué)－冷色第四節(jié)顏色特性

顏色視覺(jué)CON40目前用得最廣泛的表色系統(tǒng)，采用顏色圖冊(cè)的表色系統(tǒng)，即按顏色的三個(gè)特性進(jìn)行分類，并以它們的組合來(lái)表示。色調(diào)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(diào)與彩度42三原色學(xué)說(shuō)：光譜的全部顏色可以用紅R、綠G、藍(lán)B三種光譜波長(zhǎng)的光混合得到；

r+g+b=1CIE色度圖：用三原色比例x，y，z來(lái)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(lái)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)，黑體的溫度就稱為該光源的色溫。符號(hào)Tc，單位為開(kāi)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(zhǎng)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(lán)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(guò)經(jīng)驗(yàn)得知，用暖色（低色溫）光源產(chǎn)生的低照明水平可以使室內(nèi)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(chǎn)生的高照明水平來(lái)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(yīng).照度和光源色溫的關(guān)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(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。60第六節(jié)顏色與顯色

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

特殊顯色指數(shù)Ri顯色指數(shù)等