颜色的基本概念与光环境质量评价

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Zhang xiuxin,第二讲：颜色的基本概念与光环境质量评价,1,本讲的主要内容：,2.1,、,光环境质量评价,2.1.1,影响视度的五项因素,2.1.2,光环境质量的评价标准,2.2,、,颜色,2.2.1,颜色的基本特性,2.2.2,颜色的定量,2.2.3,光源的颜色,2,2.1,光环境质量评价,一个优良的光环境，应能充分发挥人的视觉功效,，使人轻松、安全、有效地完成视觉作业，同时又在视觉和心理上感到舒适满意。,2.1.1,影响视度的五项因素,视度：看物体的清晰程度。,（,1,）亮度：,人能看见的最低和最高亮度为,10,-6,10,6,cd/m,2,最令人满意的照度在,1500,3000 Ix,之间,。亮度太大超出人眼的适应范围，易引起眼疲劳。,（,2,）物件的相对尺寸,：,物体的尺寸,d,，眼睛到物件的距离,l,都影响人们观看物件的视度。,3,视角（,）：物体的大小（或其中某细部的大小）对眼睛形成的张角。,=3440 d/ l,（单位：分，或,）,视力（视觉敏锐度）：其值等于刚能分辨的视角的倒数。用,V,来表示,V=1/,min,医学上常用“,C”,兰道尔环或“,E”,形视标来检验人的视力。,4,（,3,）对比感受性,（,对比敏感性,）,任何视觉目标都有它的背景，,如，看书时白纸是黑字的背景，而桌子又是书本的背景，,目标和背景之间在亮度和颜色上的差异,，是人们在视觉上能认知世界万物的基本条件。,亮度对比，是视野中目标和背景的亮度差与背景亮度（或目标）之比。符号为,C,C =,|L,t,L,b,|/L,b,= |L|/ L,b,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。,C = |,t,-,b,|/,b,一般面积较小的为目标，面积较大的部位做背景。,5,（,4,）识别时间,眼睛观看物体时，只有当物体发出足够的光能，形成一定的刺激，才能产生视觉感觉。,符合：亮度,时间,=,常数 （邦森,罗斯科定律）,在进行光环境设计中，应注意人的“适应”现象。当环境亮度变化过大时，应考虑在期间,设置必要的过渡空间,，使人眼有足够的适应时间。,（,5,）避免眩光,眩光就是在,视野中由于,亮度的分布或范围不适宜,，或在,空间或时间上存在着,极端的亮度对比,，以致引起不舒服和降低物体可见度的视觉条件。,根据眩光,对视觉的影响的程度,可分为：失能眩光（降低视功效和可见度）和不舒服眩光（引起不舒服的感觉）。,6,根据眩光的形成过程，眩光可分为直接眩光和反射眩光：,直接眩光：,是由视野中的高亮度的或未曾充分遮蔽的光源所产生的。,反射眩光,：是由视野中的光泽表面的反射所产生的。反射眩光往往难以避开，故比直接眩光更为讨厌。,消除或减轻直接眩光的措施：,a,）,限制光源亮度 （增大面积，降低亮度）如加灯罩等。,b,）增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比。如书和浅色的桌面，亮度对比小，有利于视觉工作。,c,）减少形成眩光的光源的视看面积，既减少眩光源对观测者眼睛形成的立体角。,d,）尽可能增大眩光源的仰角。,消除或减轻直接眩光的措施：,7,限制范围：,由45至限制眩光临界角,范围内的亮度。,是观察点同最远处灯具的连线与下垂线间的角度，最大值为85,。,8,尽可能增大眩光源的仰角。当,眩光源的仰角小于,27,时,，眩光影响就很显著，,大于,45,时，其影响就大大减少。,9,a,）尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光。（黑色漆面改为灰色毛面）,b,）使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的,镜面反射区域；（,反射的眩光最好大于27,仰角以上）,c,）使用发光表面面积大、亮度低的光源；,d,）使引起镜面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。（不可避免的眩光源可想法降低其照度、亮度，）,减少反射眩光的措施：,10,2.1.2,光环境质量的评价标准,（一）适当的照度水平,确定照度水平要综合考虑视觉功效、舒适感与经济、节能灯因素。,在没有专门规定工作位置的情况下，通常以,假想的水平工作面照度作为设计标准。对于站立的工作人员水平面距地0.9,m;,对于坐着的人是0.75,m（,或0.8,m）。,在着手进行光环境设计时，遇到的,第一个问题是确定实际标准。,评价一个光环境的质量好坏，用户的意见和反映很重要，但往往在事先提不出具体的物理指标作为设计依据。为了具有人对光环境的主观评价与客观的物理指标的对应关系，现讨论优良光环境的基本要素和评价方法：,优良光环境的基本要素和评价方法共有五项：,11,在照度标准中以1.5左右的等比级数划分照度等级,，而不是采用等差级数。例如，,CIE,建议的照度等级为2030507510020030075010001500200030005000等等。,12,13,14,本标准适用于城市新建、扩建和改建的道路。,15,（二）舒适的亮度比,：,在作业房间中，,作业近邻环境的亮度,应当尽可能低于作业本身亮度，但最好不低于作业亮度的1/3，而,周围视野,（顶棚、墙、窗）的平均亮度，应尽可能不低于作业亮度的1/10，,灯和白天的窗亮度,，应控制在作业亮度的40倍以内。,（三）宜人的光色，良好的显色性,光源色表的选择取决于光环境所要形成的气氛，,比如，照度水平低的“暖”色灯光（低色温）接近日暮黄昏的情调，能在室内创造亲切轻松的气氛；而希望紧张、活跃、精神振奋的进行工作的房间，易于采用“冷”色灯光（高色温），提供较高照度。,（四）避免眩光干扰,（五）正确的投光方向与完美的造型立体感,1、照度矢量与标量之比,2、平均柱面照度于水平面照度之比,3、垂直照度与水平面照度之比,16,2.2,颜色,颜色同光一样，是构成光环境的要素，对人的生理和心理活动产生作用，影响人的工作效率。,2.2.1,颜色的基本特性,（,1),颜色的形成,颜色来源于光,。,可见光包含的不同波长单色辐射在视觉上反映出不同的颜色。,17,从颜色的显现方式上，颜色可分为,光源色,和,物体色,光源色：,光源就是能发光的物理辐射体,，如灯、太阳、天空、发光的物面等。,光源辐射多个单色光对应的辐射能量不同，引起的颜色视觉不同。,辐射能量集中于光短波部分的色光会引起蓝色的视觉，如天空光蓝色（冷色）。,辐射能量集中于光长波部分的色光会引起红色的视觉，如太阳光红黄色（暖色）。,物体色,光被物体反射或透射后的颜色。,物体色不仅与光源的光谱能量分布有关，而且与物体表面的光谱反射比或透射比分布有关,。如一张红纸，用白光和绿光（单色光）照射，其反射光（人的视感觉）不同。,18,（,2,）颜色的分类和属性,颜色分为无彩色和有彩色两大类：,无彩色：,黑 灰 白三色。当物体表面的,光反射比,在,80,90%,以上时，物体为白色；反射比均在,4%,以下时，物体为黑色。,有彩色：,指黑白灰以外的颜色。有彩色的表观颜色,有三种独立的属性，,即,色调、明度、彩度,色调：各种单色光在白色背景下呈现的颜色，就是光谱的色调。,明度：指,颜色相对明暗的特性,。,反射比大的颜色明度高，反之明度低。,彩度：指彩色的纯洁性。单色光彩度最高，掺入白光成分愈多，彩度愈低。,19,20,（,3,）颜色的混合,-,颜色混合分为两种：,一）加色法,光源色的颜色光的相加混合（光的混合）,人眼能够感知和辨认的每一种颜色，都能用,红、绿、蓝三种颜色,匹配出来。红、绿、蓝无论哪一种都不能有其他两种颜色混合产生。,故红、绿、蓝称为三原色（加色法）,.,其规律：,1,）两种颜色按比例,混合产生白色或灰色,，这两种颜色称为,互补色。如黄和篮、红和青。,2,）非互补色的两种颜色混合，可产生中间色，,色调偏向于比重大的颜色。,3,）,表观颜色相同的光，,不管其光谱组成是否相同，光的颜色均可相加混合，视觉上是等同的。,4,）各颜色光组成的混合色的亮度，,是各颜色光亮度的总和。,27,21,颜色光的相加混合应用于不同类型光源的混合照明，舞台照明，彩色电视的颜色合成等方面。,二）减色法,物体色的颜色光的减法混合（颜料的混合）,彩色涂料对于光的选择反射,是颜色相减的过程,，,深红色的颜料吸收了白光中大量的篮和绿，只反射红色，,即是从入射光中减掉了篮和绿；一块,黄色的滤光片，,由于,减掉了篮色，透过红和绿，红和绿混合呈黄色,。,颜色减法混合中三原色：青、品红、黄。,分别是加法三原色红、绿、蓝的补色。,22,彩色涂料对于光的选择反射,是颜色相减的过程,减掉过多的蓝绿光，反射多红光，呈暖色调,23,减掉过多的红光，反射蓝绿光，呈冷色调,24,2.2.2,颜色的定量,日常生活中人们习惯用自然界的景物来描述颜色，如桃红、苹果绿、孔雀蓝等。这种叫法不能正确表达颜色特征和说明颜色之间的细微差别，随着色彩在工程技术中的广泛应用，为了精确的规定颜色，要建立,定量的表色系统。,目前国际上使用较普遍的表色系统有：,孟塞尔表色系统和,CIE1931,标准色度系统,。,它们不但用,符号和数字,规定了千、万个颜色品种，而且在不同程度上揭示了颜色的形成和组合的科学规律。,25,一）,CIE1931,标准色度系统,这一系统的特点是用严格的数学方法来计算和规定颜色。,使用这一系统，任何一种颜色都能用两个色坐标在色度图上表示出来。,国际照明委员会（,CIE,）,1931,年推荐的,“,CIE1931,标准色度系统,”,有两个事实根据：,a.,任何一种光的颜色都能用红、绿、蓝三原色的光匹配出来；,b.,大多数人具有非常相似的颜色视觉。,26,CIE,根据实验规定了（标准色度观测者的）,三条相对光谱灵敏度曲线,“,CIE1931,标准色度观察者,光谱三刺激值,”,。,代表匹配各波长纯光谱色所需要的红、绿、蓝三原色的量。,27,x(),匹配各波长纯光谱色的红色分量；,y(),匹配各波长纯光谱色的绿色分量；,z(),匹配各波长纯光谱色的蓝色分量；,根据,“,CIE1931,标准色度观察者光谱三刺激值,”,图，按以下公式求出匹配任何一种颜色的三刺激值,X,、,Y,、,Z,：,三条相对光谱灵敏度曲线：,X,=k() x(),Y= k() y(),Z= k() z(),在,CIE1931,标准色度系统中，颜色的色度坐标用,x,、,y,、,z,表示,x=X/X+Y+Z,y=Y/X+Y+Z,z=Z/X+Y+Z,x + y + z=1,因为：,所以：,通常色度坐标用,x y,表示,X,相当于红原色比例；,y,相当于绿原色比例；,z,相当于蓝色比例。,28,CIE1931,标准色度（色品）图,图上马蹄形曲线是单一波长的光谱色轨迹，色度图的中心,E,点是等能白光。一种颜色的坐标点距光谱轨迹愈近，距,E,点愈远，彩度愈高，颜色愈纯，反之愈低。,29,CIE1931,标准色度（色品）图上的颜色区域,过,E,点画任一直线与光谱轨迹得两交点，两点指示的颜色为互补色。,所有真实的颜色都包含在,光谱轨迹和紫红轨迹,为边界的面积之内。,CIE1931,色品（度）图,30,二）孟塞尔表色系统,孟塞尔（,A.H.Munsell,）,1905,年创立的表色系统,按颜色的三个基本属性：色调（,H),、明度（,V,）、彩度（,C,）对颜色进行分类和标定。,它是目前国际通用的物体色表色系统。,可以用一个颜色立体模型来说明这一系统,孟塞尔颜色立体模型,31,中央轴代表无彩色明度级,，理想白色为,10,，理想黑色为,0,。,颜色样品,离开中央轴的水平距离，代表彩度的变化。,中央轴的彩度为,0,，离轴愈远，彩度愈大。,颜色,立体,水平剖面,各个方向表示十种孟塞尔色调,：五种主色调（红、黄、绿、蓝、紫），五种中间色调，每种色调又分为,10,个等级,10Y8/12,32,孟塞尔颜色立体模型,33,孟塞尔表色系统对一种颜色的表示方法：,是先写出色调（,H,）,然后写明度（,V,）,后写彩度（,C,）,H V/C =,色调 明度,/,彩度,;,例如： 标号为,10Y8/12,的颜色,=,色调为黄与绿黄的中间色，明度值为,8,，该颜色比较明亮；彩度值为,12,，它是比较饱和的颜色。,孟塞尔明度值（,V,）与光反射比（,）有对应的关系：, =V(V-1,）,/100,如明度值为,9,的一块颜色，其反射比,=9(9-)/100=0.72,40,34,美国国家标准局和美国光学学会提供权威的孟塞尔颜色样品。,1974,年该机构新版的,孟塞尔颜色图册,共有光泽颜色样品,1450,块无光泽颜色样品,1150,块，中性色（无彩色）样品,69,块。,待测的颜色标号是规定的标准光源照明下（,D65,标准灯,或北向天空光），通过目测确定。,2.2.3,光源的颜色,在光环境设计中，,照明光源的颜色质量,常用两个性质不同的术语来表征,（,1,）光源的色表，即灯光的表观颜色；（,2),光源的显色性，,指灯光对它照射的物体颜色的影响作用。,光源的色表和显色性都取决于,光辐射的光谱,组成,。但光源可能有相同的色表（同色异谱），而显色性有很大差异。,一）光源的色表：,在照明应用中，常用,色温定量描述光源的色表。,色温：,当一个光源的颜色与完全辐射体（黑体）在某一温度时发出的光色相同时，完全辐射体（黑体）的温度就叫此光源的色温。用符号,Tc,表示，单位,K,（绝对温度）。,36,黑体轨迹（普朗克轨迹,),：,黑体加热到高温便产生光辐射，黑体辐射的光谱功率分布完全取决于它的温度。黑体温度在,800,900K,辐射呈红色，,3000K,为黄白色，,5000K,左右呈白色，,8000,10000K,为淡蓝色。,不同温度下黑体辐射的色坐标连成一条曲线，画在,CIE,色品图上，构成了黑体轨迹。,37,热辐射光源，用色温来描述它的色表,。,如白炽灯，其色坐标点正好在黑体轨迹上。,非热辐射光源，用相关色温来描述它的色表,如荧光灯、高压钠灯，其色坐标不一定在黑体轨迹上，而常常在这条线的附近。,相关色温,：,当色坐标点位于黑体轨迹附近的光源，自色坐标点沿着与最接近的等温线相平行的方向引一直线，此直线与黑体轨迹线交点的温度，就是该光源的相关色温。,38,39,二）光源的显色性：,物体色随不同照明条件而变化,，,物体在待测光源下的,颜色,同它在参照光源下的颜色,相比的,符合程度,，定义为待测光源的显色性。,CIE,及我国光源显色性评价方法中规定的参照标准光源有两种,：,1,、相关色温低于,5000K,的,低色温光源的参照光源,为,CIE,标准照明体,A,（绝对温度为,2856K,的完全辐射体，色坐,x=0.4476,y=o.4074,在黑体轨迹上）。,它与早晨或傍晚时的日光的色温相近,。,2,、相关色温高于,5000K,的,高色温光源的参照光源,为,CIE,标照明体,D,65,（相关色温为,6405K,的平均昼光，色坐,x=0.3127,y=0.3290,在黑体轨迹的上方）。,它相当于中午的日光。,40,光源显色的优劣用,显色指数,定量来评价。,显色指数分为一般显色指数和特殊显色指数。,显色指数的最大值定为,100,。一般认为光源的一般显色指数在,100,80,范围，显色性能优良；在,79,50,范围内，显色性一般；如小于,50,则显色性较差。,日光和白炽灯具有良好的显色性，如钨丝白炽灯显色指数大于,90,，,46,41,自然界的色温变化,日出前,清晨,色溫,7500K,42,自然界的色温变化,晨曦 薄霧色溫,7000k,43,自然界的色温变化,日,出后,40,分 色溫,6000K,44,自然界的色温变化,正午,色溫,5300K,45,午後 雲天,色溫,4500k,46,傍晚,色溫,4000K,自然界的色温变化,47,日落前,色溫,3000K,自然界的色温变化,48,日落,色溫,2000K,自然界的色温变化,49,自然界的色温变化,50,51,52,喜,哀,53,一些常见的例子：,1700 K,：火柴光,1850 K,：蜡烛,2800 K,：钨灯（白炽灯）,3350 K,：演播室“,CP”,灯,3400 K,：演播室台灯,、照相泛光灯（不是闪光灯）等,.,4100 K,：月光,5000 K,：日光,5500 K,：平均日光、电子闪光（因厂商而异）,5770 K,：有效太阳温度,6420 K,：氙弧灯,6500 K,：日光灯,9300 K,：电视屏幕（模拟）,请同学们在课下完成第一、二讲的补充作业！,作业：,p205: 10,11,55,王澍：自称文人，搞建筑属业余爱好。 精通国画、书法、古诗词。王澍在大三时就把康德的,形而上学导论,翻得烂熟，他的阅读面甚广，他精通古诗词，能背出,世说新语,，他的所有设计都是亲手画出来的。,被誉为“建筑界诺贝尔奖”的普利兹克奖，中国人第一次获此殊荣。,1985,年获得南京工学院,(,现东南大学,),建筑系本科学位，,3,年后从该校硕士研究生毕业。现任中国美术学院建筑学院院长、博士生导师。,王澍与普利兹克大奖,：,他说：,“能持续地以非常真诚的态度去创作，而不是把它当成生意，就一定会有某种结果产生。”,“中国喜欢自然通风的环境，我做的房子都是自然通风的。如果必须要有空调，也要划出足够的自然通风区域。”,“我感兴趣的是自然材料和自然建造，让自然属性的材料和用这种自然属性材料来建造的方式传承下去，这不仅对中国建筑有价值，对世界的建筑探索都有价值。”,多年来，建筑师王澍专注于把中国古代“造园”的手法和方式融入现代建筑，注重材料再生及城市可持续性发展,中国美院象山校区,坐落在杭州南部群山东部边缘，他把校园设计成一个向农村开放的建筑群，建筑本身的运动曲线和丘陵的起伏相呼应，它在视觉上形成一条纽带，回廊和走廊像蛇一样穿梭在建筑的内与外，加强了建筑的呼吸。,中国美院象山校区，十六七万平米的建筑，都是用废的材料。 ，“看到设计的清新，人性的表达和对材料的尊重。” 象山校区的建筑，片片鳞瓦，铺陈栉比，重重密檐，错落有致。如果你看到时，很难想象这些,300,万块不同年代的旧砖弃瓦，都是从华东各省的拆房现场收集而来的。,中国美院象山校区一、二期工程,让旧材料在现代建筑中新生 采用新乡土主义风格，除了建筑材料大量使用回收的旧砖瓦以外，还运用了毛竹等本土元素，这既体现了环保、节能等理念，也使宁波博物馆有别于其他博物馆。,宁波博物馆：,2003,年,-2008,年，浙江宁波,宁波博物馆,“瓷屋”茶室，,2003,年,-2006,年，浙江金华,五散房，,2003,年,-2006,年，浙江宁波,由山走到水，四个散落的小房子和主体建筑相比，尺度悬殊，但在这里，可以相互转化的尺度是中国传统造园术的精髓。水中那座亭子般的房子，图书馆的“诗歌与哲学”阅览室，便是一个中国文人看待世界的“观点”。,苏州大学文正学院图书馆：,1999,年,-2000,年，江苏苏州,苏州大学文正学院图书馆，,1999,年,-2000,年，江苏苏州,瓦园,海宁青少年宫,浙江金华咖啡屋,浙江金华咖啡屋,