第2篇-建筑光学分析课件

建建 筑筑 光光 学学第第第第2.12.12.12.1章章章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识建筑光学基本知识建筑光学基本知识第第第第2.22.22.22.2章章章章 天然采光天然采光天然采光天然采光第第第第2.32.32.32.3章章章章 建筑照明建筑照明建筑照明建筑照明建 筑 光 学第2.1章 建筑光学基本知识建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理光：能量光：能量的一种形的一种形式，或说式，或说光是电磁光是电磁辐射能。辐射能。nm-纳米建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理一、眼睛的构造一、眼睛的构造瞳孔：虹膜中央的圆形孔瞳孔：虹膜中央的圆形孔能自动调节孔径，控制进能自动调节孔径，控制进入眼球的光能数量。入眼球的光能数量。水晶体：扁球型弹性透明水晶体：扁球型弹性透明体，受睫状肌的控制，可体，受睫状肌的控制，可改变屈光度，在视网膜上改变屈光度，在视网膜上成清晰的像（相机透镜）成清晰的像（相机透镜）视网膜：眼睛的视觉感受视网膜：眼睛的视觉感受部分（相机胶卷）。其上部分（相机胶卷）。其上布满感光细胞。布满感光细胞。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理感光细胞：视网膜的最外层上，接受光刺激。感光细胞：视网膜的最外层上，接受光刺激。锥体感光细胞锥体感光细胞分布在视网膜分布在视网膜中央的部位，中央的部位，灵敏度差，但灵敏度差，但是可以感觉颜是可以感觉颜色。色。在明环境下对在明环境下对色觉和视觉起色觉和视觉起决定作用。决定作用。杆体感光细胞杆体感光细胞分布在视网膜分布在视网膜中心的四周，中心的四周，灵敏度高，但灵敏度高，但无颜色感觉。无颜色感觉。在黑暗环境中在黑暗环境中对明暗感觉起对明暗感觉起决定作用。决定作用。椎体细胞和杆体细胞示意图椎体细胞和杆体细胞示意图建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理二、人眼的视觉特点二、人眼的视觉特点视觉就是由进入人眼的辐射所产生的光感觉而获得的认识视觉就是由进入人眼的辐射所产生的光感觉而获得的认识（1 1）视看范围（视野）视看范围（视野）建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理（2 2）明、暗视觉）明、暗视觉明视觉：明视觉：在明亮环境中，主要由在明亮环境中，主要由视网膜的锥体细胞视网膜的锥体细胞起决起决定作用的视觉（高于几个定作用的视觉（高于几个cd/mcd/m2 2的亮度时的视觉）。的亮度时的视觉）。暗视觉：暗视觉：在暗环境中，主要由在暗环境中，主要由视网膜的杆体细胞视网膜的杆体细胞起决定起决定作用的视觉（低于百分之几个作用的视觉（低于百分之几个cd/mcd/m2 2的亮度时的视觉）。的亮度时的视觉）。中央视觉：中央视觉：由由视网膜的锥体感觉细胞和杆体感觉细胞同视网膜的锥体感觉细胞和杆体感觉细胞同时时起决作用，而且他们随着正常人眼的适应水平变化而起决作用，而且他们随着正常人眼的适应水平变化而发挥的作用大小不同（介与明视觉和暗视觉之间）。发挥的作用大小不同（介与明视觉和暗视觉之间）。中间视觉状态在偏向明视觉时较为依赖锥体细胞，在偏中间视觉状态在偏向明视觉时较为依赖锥体细胞，在偏向暗视觉时则依赖杆体细胞的程度变大。向暗视觉时则依赖杆体细胞的程度变大。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理（3 3）光谱光视效率）光谱光视效率人眼观看同样功率的辐射，人眼观看同样功率的辐射，在不同波长感觉到的明亮在不同波长感觉到的明亮程度不一样。人眼的这种程度不一样。人眼的这种特性用特性用光谱光视效率光谱光视效率V V（）表示。表示。V V（）：）：在特定光度条在特定光度条件下，产生相同视觉感觉件下，产生相同视觉感觉时，在视亮度匹配实验里，时，在视亮度匹配实验里，波长波长m m和波长和波长的单色光的单色光辐通量的比值。辐通量的比值。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉眼睛与视觉建筑物理建筑物理明视觉条件下，在国际上把人眼明视觉条件下，在国际上把人眼对对555nm555nm的感光量定为的感光量定为1.1.通过实验确定其它波长在视通过实验确定其它波长在视觉感觉相同时，需要辐射通觉感觉相同时，需要辐射通量为多大才能与量为多大才能与555nm555nm相同。相同。m m选在视感最大值处：选在视感最大值处：明视觉：明视觉：m m=555nm=555nm；暗视觉：暗视觉：m m=507nm.=507nm.辐射通量辐射通量e e：辐射源在单位时间辐射源在单位时间内发出的能量。内发出的能量。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.1 眼睛与视觉建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理一、光通量一、光通量由于人眼对不同波长的电磁波有不同的灵敏度，则不能由于人眼对不同波长的电磁波有不同的灵敏度，则不能用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以标准光度观察者对光的感觉量为基准的单位以标准光度观察者对光的感觉量为基准的单位-光通量光通量来衡量。来衡量。光通量：光通量：在单位时间内人眼感觉光辐射能量的大小。在单位时间内人眼感觉光辐射能量的大小。对明视觉的光通量：对明视觉的光通量：通常计算所用公式：通常计算所用公式：K Km m：最大光谱光视能效，在明视觉：最大光谱光视能效，在明视觉683lm/W683lm/W。e e，：波长为波长为的辐射通量。的辐射通量。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理光通量可理解为：光源在单位时间内发出光能的多少，光通量可理解为：光源在单位时间内发出光能的多少，类似于单位时间内水龙头喷水量的大小。类似于单位时间内水龙头喷水量的大小。【例】低压钠灯波长【例】低压钠灯波长589nm589nm，辐射通量，辐射通量10.3W10.3W，求光通量。，求光通量。解：在明视觉条件下，根据解：在明视觉条件下，根据光谱光视效率曲线光谱光视效率曲线可查出可查出=589nm=589nm对应的对应的V V（）=0.769=0.769。则该单色光的光通量：。则该单色光的光通量：建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理二、发光强度二、发光强度光通量是说明某一光源向四周空间发射的光能总量。光通量是说明某一光源向四周空间发射的光能总量。a a）普通白织灯的光照分布）普通白织灯的光照分布 b b）加灯罩后光通量增大）加灯罩后光通量增大为了更形象的描述光在空间中的分布，引入为了更形象的描述光在空间中的分布，引入发光强度发光强度，即光通量的空间密度分布。即光通量的空间密度分布。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理 立体角示意图立体角示意图光源在给定方向上的光源在给定方向上的发光强度发光强度是该光源在该方向上的立体角是该光源在该方向上的立体角元元d d内传输的光通量内传输的光通量dd除除以该立体角元。以该立体角元。发光强度发光强度:I I;单位：单位：cdcd；坎德拉坎德拉1cd1cd表示光源在表示光源在1 1球面度立体角内球面度立体角内发射出发射出1lm1lm的光通量。的光通量。1 1坎德拉坎德拉=1=1流明流明/1/1球面度。球面度。当通量均匀分布时：当通量均匀分布时：建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理立体角：任意一个封闭锥面内所包含的空间立体角：任意一个封闭锥面内所包含的空间：立体角与被研究面法线之间的夹角。：立体角与被研究面法线之间的夹角。如：本例因球半径如：本例因球半径R R垂直与球表面，则有：垂直与球表面，则有：=0=0o o；cos=1cos=1。对于球表面和球心来说：对于球表面和球心来说：=A/R=A/R2 2立体角的单位：球面度，记为立体角的单位：球面度，记为srsr。1sr=1sr=面积等于面积等于R R2 2的去表面对球心所张开的立体角。的去表面对球心所张开的立体角。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理三、照度三、照度台灯下的书位置不同，明、暗不同台灯下的书位置不同，明、暗不同对于被照面而言，常用落对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量在其单位面积上的光通量来衡量它被照射的程度。来衡量它被照射的程度。符号：符号：E E。表示被照面上。表示被照面上的光通量密度。的光通量密度。光通量分布在均匀被照面光通量分布在均匀被照面 E=/AE=/A照度常用单位：勒克斯，符号：照度常用单位：勒克斯，符号：lxlx。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理1lx1lx等于等于1 1流明的光通量均匀分流明的光通量均匀分布在布在1 1平方米的被照面上。平方米的被照面上。灯正下方灯正下方1m1m处：处：40w40w的白织灯的白织灯 30lx30lx40w40w白织灯加罩白织灯加罩 73lx73lx40w40w的荧光灯的荧光灯 200lx200lx晴天中午晴天中午 812812万万lxlx月夜月夜 0.2lx0.2lx建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理四、发光强度和照度的关系四、发光强度和照度的关系发光强度发光强度光通量空间密度光通量空间密度照度照度光通量被照面密度光通量被照面密度建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理当光垂直入射时，即当光垂直入射时，即i=0i=0o o，某表面的照度，某表面的照度E E与点光源在这与点光源在这方向的发光强度方向的发光强度I I0 0成正比，还与光源的距离成正比，还与光源的距离R R的平方成反的平方成反比，这就是点光源产生比，这就是点光源产生照度的照度的基本公式基本公式。距离平方反比定律：距离平方反比定律：【例】【例】40W40W的白织灯，求照度的白织灯，求照度E E1 1、E E2 2 辐射角辐射角4545度，发光强度为度，发光强度为30cd30cd。【解】由于【解】由于建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理五、亮度五、亮度虽然两张图片的照虽然两张图片的照度相同，但明暗感度相同，但明暗感觉不同。故采用新觉不同。故采用新的量的量-亮度亮度来评价。来评价。亮度：在给定方向上发光面微亮度：在给定方向上发光面微元的发光强度和垂直于给定视元的发光强度和垂直于给定视线方向的微元的投影面积之比。线方向的微元的投影面积之比。亮度符号为：亮度符号为：L L。亮度常用单位：亮度常用单位：cd/mcd/m2 2建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理五、照度和亮度的关系五、照度和亮度的关系所谓照度和亮度的关系是指光所谓照度和亮度的关系是指光源亮度和它所形成照度的关系。源亮度和它所形成照度的关系。A A1 1为个方向亮度都相同的为个方向亮度都相同的发光面，发光面，A A2 2为被照面。在为被照面。在A A1 1上取一微元上取一微元dAdA1 1。亮度另一较大单位：熙提符号（亮度另一较大单位：熙提符号（sbsb）表示）表示1cm1cm2 2上面积上上面积上发出发出1cd1cd时的量度单位。时的量度单位。1sb=101sb=104 4cd/cmcd/cm2 2建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单位和应用基本光度单位和应用建筑物理建筑物理这就是常用的立体这就是常用的立体角投影定律，表示：角投影定律，表示：某一亮度为某一亮度为L L的发的发光表面，在被照面光表面，在被照面上形成照度值的大上形成照度值的大小。并且等于这一小。并且等于这一发光表面的亮度发光表面的亮度L L与该发光表面在被与该发光表面在被罩点上形成的立体罩点上形成的立体角角的投影的投影（cosicosi）的乘积）的乘积建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.2 基本光度单建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理一、光的反射、吸收和透射一、光的反射、吸收和透射在光的传播过程中遇到介质（如在光的传播过程中遇到介质（如玻璃、空气、墙体等）时，玻璃、空气、墙体等）时，入射光通量（入射光通量（）中的一）中的一部分被反射部分被反射（），一），一部分被吸收（部分被吸收（），一），一部分透过介质进入另一侧部分透过介质进入另一侧空间空间（）。）。根据能量守恒定律：根据能量守恒定律：建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理光反射比（反光系数）：光反射比（反光系数）：光吸收比（吸收系数）：光吸收比（吸收系数）：光透射比（透光系数）：光透射比（透光系数）：从光的分布角度看，光经过反射和透射后，光分布的立从光的分布角度看，光经过反射和透射后，光分布的立体角未变，则成为体角未变，则成为规则反射和规则透射规则反射和规则透射；如果光经过材；如果光经过材料反射后，立体角变大，则称料反射后，立体角变大，则称扩散反射和扩散透射扩散反射和扩散透射。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理二、规则反射和透射二、规则反射和透射1 1、规则反射：、规则反射：光线射到表面很光滑的不透光线射到表面很光滑的不透明材料上，就出现规则反射明材料上，就出现规则反射现象，这时光分布的立体角现象，这时光分布的立体角没发生变化。如：平面镜。没发生变化。如：平面镜。规则反射的特点：规则反射的特点：a a）光线入射角等于反射角；）光线入射角等于反射角；b b）入射光线、反射光线和）入射光线、反射光线和法线处于同一平面。法线处于同一平面。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理1 1、规则透射（直接透射）：、规则透射（直接透射）：在无漫射的情形下，按照几在无漫射的情形下，按照几何光学定律进行的透射。如何光学定律进行的透射。如：透明玻璃的透射。：透明玻璃的透射。透明玻璃的采光透视效果透明玻璃的采光透视效果规则反射和透射的光学性质：规则反射和透射的光学性质：材料反射（或透射）后光源材料反射（或透射）后光源的亮度和发光强度会有所降的亮度和发光强度会有所降低（因材料的吸收）。低（因材料的吸收）。a a）亮度：）亮度：b b）发光强度：）发光强度：建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理三、扩散反射和扩散透射三、扩散反射和扩散透射除了规则反射和投射外，另一类为扩散材料，这类材料除了规则反射和投射外，另一类为扩散材料，这类材料的特点是：使入射光程度不同的分散在更大立体角范围的特点是：使入射光程度不同的分散在更大立体角范围内，称之为扩散反射和透射。如：粉刷墙面和磨砂玻璃内，称之为扩散反射和透射。如：粉刷墙面和磨砂玻璃建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理扩散反射和扩散透射又可分为：漫反射（漫透射）和混扩散反射和扩散透射又可分为：漫反射（漫透射）和混合反射（混合透射）两种。合反射（混合透射）两种。定义：漫反射材料又称为均匀扩散材料。这类材料将入定义：漫反射材料又称为均匀扩散材料。这类材料将入射光线均匀的向四面八方反射或者透射，从各个角度看，射光线均匀的向四面八方反射或者透射，从各个角度看，其亮度完全相同，看不见光源的形象。其亮度完全相同，看不见光源的形象。1 1、漫反射材料、漫反射材料漫反射漫反射就是在就是在宏观上不存在规则反射时宏观上不存在规则反射时，由反射造成的，由反射造成的漫射。如粉刷墙面等。漫射。如粉刷墙面等。漫透射漫透射就是在就是在宏观上不存在规则透射时宏观上不存在规则透射时，由透射造成的，由透射造成的漫射。如乳白玻璃等。漫射。如乳白玻璃等。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理u光学性质光学性质a a）亮度和照度的关系）亮度和照度的关系漫反射漫反射漫透射漫透射漫射材料的亮度：漫射材料的亮度：I.I.漫反射材料：漫反射材料：（cd/mcd/m2 2）II.II.漫透射材料：漫透射材料：（cd/mcd/m2 2）b b）朗博余弦定理）朗博余弦定理漫射材料的最大发光强度在某表面的漫射材料的最大发光强度在某表面的发现方向，其他方向发光强度和法线发现方向，其他方向发光强度和法线方向的值有：方向的值有：建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理2 2、混合反射与透射材料、混合反射与透射材料定义：多数材料同时具有规则和漫射两种性质定义：多数材料同时具有规则和漫射两种性质混合反射混合反射就是就是规则反射规则反射和和漫反射漫反射兼有的反射，如油漆表面。兼有的反射，如油漆表面。混合透射混合透射就是就是规则透射规则透射和和漫透射漫透射兼有的透射，如磨砂玻璃。兼有的透射，如磨砂玻璃。透明玻璃透明玻璃的采光透的采光透视效果视效果磨砂玻璃的磨砂玻璃的透视效果透视效果建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学性质材料的光学性质建筑物理建筑物理u光学性质光学性质它们在反射（透射）方向，具有最大亮度，而在其他方它们在反射（透射）方向，具有最大亮度，而在其他方向也具有一定亮度。向也具有一定亮度。混合反射和混合透射的亮度分布混合反射和混合透射的亮度分布建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.3 材料的光学建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理可见度就是人眼辨认物体存在或形状的难易程度。可见度就是人眼辨认物体存在或形状的难易程度。在室内应用时，以标准观察条件下恰可感知的标准视标在室内应用时，以标准观察条件下恰可感知的标准视标的对比或大小定义；的对比或大小定义；在室外应用时，以人眼可看到的标准目标的距离定义。在室外应用时，以人眼可看到的标准目标的距离定义。可视度概念常用来定量表示人眼看物体的清楚程度。可视度概念常用来定量表示人眼看物体的清楚程度。一、亮度一、亮度实验表明，人眼能看到的实验表明，人眼能看到的最低亮度（称最低亮度（称“最低亮度最低亮度阈阈”），仅），仅1010-5-5asbasb。随着。随着亮度的增大，看得越清楚。亮度的增大，看得越清楚。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理二、视角（物件的相对尺寸）二、视角（物件的相对尺寸）物件的尺寸，眼睛至物件的距离都会影响人们观看物件的物件的尺寸，眼睛至物件的距离都会影响人们观看物件的可见度。物件尺寸可见度。物件尺寸d d、眼睛至物件的距离、眼睛至物件的距离l l形成的视角形成的视角：物件的尺寸物件的尺寸d d，是指需，是指需要辨别的最小尺寸，在要辨别的最小尺寸，在图中需要指明开口方向图中需要指明开口方向时，物件尺寸就是开口时，物件尺寸就是开口尺寸。尺寸。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理三、亮度对比三、亮度对比亮度对比即观看对象和其背景之间的亮度差异，差异越亮度对比即观看对象和其背景之间的亮度差异，差异越大，可见度越高。常用大，可见度越高。常用C C来表示，它等于视野中目标和北来表示，它等于视野中目标和北京的亮度差与背景亮度之比。京的亮度差与背景亮度之比。L Lt t:目标亮度；目标亮度；L Lb b：背景亮度；：背景亮度；L L目标与背景的亮度差。目标与背景的亮度差。亮度对比和可见度之间的关系亮度对比和可见度之间的关系建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理对于均匀照明的无光泽的背景和目标，亮度对比可用光对于均匀照明的无光泽的背景和目标，亮度对比可用光反射比表示：反射比表示：t t:目标光反射比；目标光反射比；b b：背景光反射比。：背景光反射比。视觉功效实验表明：视觉功效实验表明：物体亮度（与照度成正比）物体亮度（与照度成正比）、视角大视角大小小、和、和亮度对比亮度对比三个因素对可见度的影响是相互有关的。三个因素对可见度的影响是相互有关的。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理上图的曲线中可以看出：上图的曲线中可以看出：1.1.从同一根曲线看，它表明观看对象在眼睛处形成的视从同一根曲线看，它表明观看对象在眼睛处形成的视角不变时，如对比下降，则需要增加照度才能保持相角不变时，如对比下降，则需要增加照度才能保持相同可见度。也就是说对比的不足，可用增加照度来弥同可见度。也就是说对比的不足，可用增加照度来弥补。补。2.2.比较不同的曲线（表示在不同视角时）后看出：目标比较不同的曲线（表示在不同视角时）后看出：目标越小（视角越小），需要的照度越高。越小（视角越小），需要的照度越高。3.3.天然光（实现）比人工光（虚线）更有利于可见度的天然光（实现）比人工光（虚线）更有利于可见度的提高。但在视看大的目标时，这种差别不明显。提高。但在视看大的目标时，这种差别不明显。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理四、识别时间四、识别时间眼睛观看物体时，只有当该物体发出足够的光能，形成眼睛观看物体时，只有当该物体发出足够的光能，形成一定刺激，才能产生视觉感觉。在一定条件下，一定刺激，才能产生视觉感觉。在一定条件下，亮度亮度时间时间=常数（邦森常数（邦森-罗斯科定律）罗斯科定律）也就是说：呈现时间越短，越需要更高的亮度才能引起也就是说：呈现时间越短，越需要更高的亮度才能引起视感觉。视感觉。图表明：物体越亮察觉图表明：物体越亮察觉它的时间可以越短。它的时间可以越短。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理当人们从从明亮环境走到黑暗处（或者相反）时，就会产当人们从从明亮环境走到黑暗处（或者相反）时，就会产生一个原来看得清，突然变得看不清，经过一段时间才由生一个原来看得清，突然变得看不清，经过一段时间才由看不清东西到逐渐又看得清的变化过程。叫做看不清东西到逐渐又看得清的变化过程。叫做“适应适应”。从暗到明的适应时间从暗到明的适应时间短，称短，称“明适应明适应”。从明到暗的适应时间从明到暗的适应时间较长，称较长，称“暗适应暗适应”。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理五、眩光五、眩光眩光就是在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜，或眩光就是在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜，或存在着极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部存在着极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标能力的视觉现象。或目标能力的视觉现象。1 1、从眩光影响的视觉功效角度看，可把眩光分为失能眩、从眩光影响的视觉功效角度看，可把眩光分为失能眩光和不舒适眩光。光和不舒适眩光。降低视觉对象的可见降低视觉对象的可见度，但并不一定产生度，但并不一定产生不舒服的感觉的眩光不舒服的感觉的眩光称为失能眩光。称为失能眩光。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理产生不舒适的感觉，但并不一定降低视觉对象的可见度的产生不舒适的感觉，但并不一定降低视觉对象的可见度的眩光称为不舒适眩光。眩光称为不舒适眩光。2 2、从形成眩光的过程来看，可把眩光分为直接眩光和反、从形成眩光的过程来看，可把眩光分为直接眩光和反射眩光。射眩光。直接眩光时由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发直接眩光时由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光。光体所产生的眩光。反射眩光是由视野中的反射所一起的眩光，特别是靠近反射眩光是由视野中的反射所一起的眩光，特别是靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。视线方向看见反射像所产生的眩光。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理直接眩光可以用下述措施使其减轻或消除：直接眩光可以用下述措施使其减轻或消除：1.1.限制光源亮度；限制光源亮度；2.2.增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比；增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比；3.3.减小眩光的光源视看面积；减小眩光的光源视看面积；4.4.尽可能增大眩光源的仰角；尽可能增大眩光源的仰角；建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其影响因素可见度及其影响因素建筑物理建筑物理反射眩光的减少反射眩光的减少1.1.尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱规则反尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱规则反射而形成的反射眩光；射而形成的反射眩光；2.2.应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的规则应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的规则反射区域；反射区域；3.3.使用发光表面面积大、亮度低的光源；使用发光表面面积大、亮度低的光源；4.4.使引起规则反射的光源形成的照度在总照度中所占比使引起规则反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。例减少，从而减少反射眩光的影响。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.4 可见度及其建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.5 颜色颜色建筑物理建筑物理人眼可以感觉：颜色、形象、亮度等。人眼可以感觉：颜色、形象、亮度等。人眼对颜色变化比对亮度变化更敏感。人眼对颜色变化比对亮度变化更敏感。颜色颜色-光作用于人眼引起的除形象以外的视觉特性。光作用于人眼引起的除形象以外的视觉特性。一、颜色的基本特性一、颜色的基本特性1 1、颜色的形成、颜色的形成正常人眼可以感觉出各种颜色：红色、橙色。正常人眼可以感觉出各种颜色：红色、橙色。颜色是由于光能量分布不同引起的。颜色是由于光能量分布不同引起的。例：光辐射能量集中于可见光例：光辐射能量集中于可见光“短波短波”时引起时引起蓝蓝色视觉色视觉光辐射能量集中于可见光光辐射能量集中于可见光“长波长波”时引起时引起红红色视觉色视觉建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.5 颜色建筑物建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.5 颜色颜色建筑物理建筑物理2 2、颜色的分类和属性、颜色的分类和属性光原色光原色-光源射出光的颜色。光源射出光的颜色。（1 1）从色显现方式看可把颜色分成：光原色和物体色。）从色显现方式看可把颜色分成：光原色和物体色。物体色物体色-光被物体反射或透射后的颜色。光被物体反射或透射后的颜色。物体色中含表面色物体色中含表面色-漫反射、不透明物体表面的颜色漫反射、不透明物体表面的颜色表面色形成：主要从入射光中减去一些波长的光后产生的表面色形成：主要从入射光中减去一些波长的光后产生的例：一张红纸，用白光照射，呈现红色。例：一张红纸，用白光照射，呈现红色。同样一张红纸，用绿光照射，变为黑色。同样一张红纸，用绿光照射，变为黑色。（2 2）从视觉角度（心里角度看），可分为无彩色和有彩色）从视觉角度（心里角度看），可分为无彩色和有彩色无彩色无彩色-从白到黑的一系列中性灰色。从白到黑的一系列中性灰色。有彩色有彩色-除黑白系列以外的各种颜色。除黑白系列以外的各种颜色。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.5 颜色建筑物建筑光学建筑光学第第2.1章章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识2.1.5 颜色颜色建筑物理建筑物理当物体表面的光反射比都在当物体表面的光反射比都在0.80.8以上时，物体为白色。以上时，物体为白色。当物体表面的光反射比都在当物体表面的光反射比都在0.040.04以下时，物体为黑色。以下时，物体为黑色。有彩色感知意义上是指所感知的颜色具有有彩色感知意义上是指所感知的颜色具有色调色调。建筑光学第2.1章 建筑光学基本知识2.1.5 颜色建筑物