《电气照明第二章视觉与颜色》55
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☻阈限对比Ct：亮度差别阈限与背景亮度之
比。
☻对比敏感度Sc：阈限对比的倒数。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
(三) 可见度 －能见度 人眼确定物体存在或形状的难易程度。 在室内应用时，以目标与背景的实际亮度
对比C与阈限对比Ct来描述。
在室外应用时，以人眼恰可看到标准目标 的距离定义。
例如：在一块黄色背景上放张白纸，用眼睛注视 白纸中心几分钟，白纸会出现蓝色。黄色和蓝色为互 补色，即每种颜色都在其周围诱导出一种确定的颜 色，这种颜色称为被诱导色(原来诱导颜色的互补色或 相似颜色)。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
(二) 颜色适应 人眼在颜色刺激下所造成的颜色视觉变
物体的颜色是物体对光源的光谱辐射有选 择性地反射或透射对人眼所产生的感觉。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
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• (a)白炽灯、 卤钨灯
• (b)荧光灯 • (c)荧光高
压汞灯 • (d)高压钠
灯
• 图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率 分布
《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
•4 颜色显色
• 色温和照明水平
• 人们通过经验得知，用暖色（低色温）光源 产生的低照明水平可以使室内形成缓和的气 氛，而工作环境则可以用冷色（高色温）光 源产生的高照明水平来形成。
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暗，车灯亮度与周围背景亮度形成大的亮度对比。 • 夏日晴天的太空，仰望晴空感到刺眼。冬日阳光下
的白雪会刺眼。因为视野内出现了太亮的发光体。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
（一）眩光的分类
① 根据其造成的后果分类： 不舒适眩光
产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的 可见度的眩光。 失能眩光
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
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• 图2-9 颜色适应
《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
(三) 彩色对人的生理、心理作用 • 生理方面
蓝、紫色最易引起疲劳，红、橙色次之， 黄绿、蓝绿、淡青等颜色最小。设备外壳颜色 宜采用黄绿、蓝绿等颜色
眼睛对黄色较为敏感，常用黄与黑与蓝相 间的色彩作为危险部位的警告色标。 ۞ 心理方面
•5:1 •低戏剧性效果
•15:1 •戏剧性的效果
•*30:1 •生动的效果
•*50:1 •非常生动的效果
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
一、视觉 明视觉
亮度超过10cd/m2，锥状细胞参与视觉工作， 这种视觉状态为明视觉。 暗视觉
亮度在10-6~10-2cd/m2时，柱状细胞参与视觉 工作，这种视觉状态为暗视觉。 中介视觉
800～900K温度下，黑体辐射呈红色 3000K呈黄白色 5000K左右呈白色 8000～10000K呈淡蓝色
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4 颜色显色
• 各种光源的色 温
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
亮度在10-2~10cd/m2时，柱状细胞、锥状细胞 同时参与视觉工作，这种视觉状态为中介视觉。
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2 视觉特性
• 二、光谱灵敏
度
• 555nm－锥状细胞最大灵敏度
波长
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• 507nm－柱状细胞最大灵敏度波 长
• V(λ)为明视觉的光 • 谱光视效率曲线 • V’(λ)为暗视觉的 • 光谱光视效率曲线
• 图2-6 兰道尔环
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
四、对比灵敏度与可见度 (一) 亮度对比
目标亮度和背景亮度之差与背景亮度之 比。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
(二) 对比敏感度
• 亮度差别阈限ΔLt：人眼刚刚能识别目标与
背景的最小亮度差。
3 颜色
• (e)钠铊铟 灯
• (f )管形镝 灯
• (g)管形氙 灯、日光
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• 图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率 分布
《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
二、颜色视觉 人的视觉器官不但能反映光的强度－亮度
感觉，还能反映光的波长特性－颜色感觉。 (一) 颜色对比
相邻的不同颜色，在观看时存在着相互影 响，这种现象称为颜色对比。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
1 人眼与视觉
二、人眼的视觉
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• 图2-2 视网 膜
☼ 锥状细胞：锥状神经的功
能是在昼间看物体，而且可 看到颜色。
☼ 柱状细胞：柱状神经在黄
昏下活跃，在夜视起作用， 但不能感知颜色。
☼ 视觉产生：在柱状细胞和
锥状细胞里都含有一种感光 物质，当光线照到视网膜上 时，感光物质粉刷化学变化， 刺激神经细胞，最后由神经 传到大脑，产生视觉。
绝对阈限的倒数称为视觉的“绝对感受 性”。人眼的绝对感受性是很大的。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
视觉阈限的影响因素 ①与目标物大小有关
目标物大小用目标物 对眼睛所张的角度表示， 称为视角。
当视角超过30o时，亮度 阈限不再降低。
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• 图2-4 亮度阈限与视角的 关系
低，即使是亮度较低的光，也会有明显的眩 光。
② 光源表面或灯具反射面的亮度越高， 眩光越明显。
③ 光源的大小
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3 颜色特性
一、光谱能量(功率)分布 光源的光谱辐射能量(功率)按波长的分布
称为光谱能量 (功率)分布，以光谱能量的任意 值来表示光谱能量分布，称为相对光谱能量分 布。
降低视觉对象的可见度，但不一定产生不 舒适感觉的眩光。
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2 视觉特性
② 根据其形式分类： 直接眩光
由发光体的直接照射引起的。 反射眩光
由反射面反射发光体发出的光而形成的眩光。
反射眩光：当反射面光泽度较高时，能把发光体 的像清楚地反映出来，即由发光体的像直射引起的。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
②与目标物发出的颜色有关
在相同视角下，对波长较长的光：红、 黄光，其亮度阈限就高；
对波长较短的光：蓝光，亮度阈限值要 低些。
在暗视觉条件下，光谱光效率向短波方 向偏移。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
③与观察时间有关 不超过0.1s，而目标物较小，视角不超
《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
五、视力
视力的定性含义是指眼睛辨认物体轮廓和 细节的能力。
视力定量含义是指人眼能够区别两个相邻 物体最小张角D的倒数。
国际眼科学会于1909年规定用白底黑色兰 道尔环作为检查视力的标准视环。
• D=1.5mm，α=1'， • 视力为1.0。 • D=1mm， α=40"， • 视力为1.5。
红、橙、黄等颜色有种温暖的感觉－暖色 青、蓝、紫等颜色有冷、凉的感觉－冷色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
一、光源的颜色 (一) 光源的色表与色温
① 光源的色表指的是人眼观看光源所发出光 的颜色(灯光的表观颜色)。
② 常用色温来定量描述光源色表。 当一个光源的颜色与黑体(完全辐射体)在
过1o，则目标物呈现时间越短，亮度阈限百度文库 越高；呈现时间 越长，亮度阈限值就越 低。
作用时间超过0.2s时，视觉阈限就与时 间无关了。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
四、视觉适应 @明适应：视觉系统适应高于几个cd/m2亮度变
化过程及终极状态。 发生在由暗处到亮处，需几十秒。
某一温度时发出的光色相同时，黑体的温度就 称为该光源的色温。
符号Tc，单位为开尔文(K)。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
黑体
在任何温度下某物体能把投射到它表面的任 何波长的能量全部吸收，该物体称之为黑体。
• 图2-3 CIE光度标准观察者光谱光效率
• 注：CIE为法文缩写，国际照明委 员会
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
三、视觉阈限 能引起光感觉的最低限度的亮度称为视觉
的“绝对阈限”。 对于在人眼中长时间出现的大目标，视觉 阈限亮度为10-6cd/m2
视觉可以忍受的亮度上限为106cd/m2。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
@应用
在照明设计中，尤其是隧道的照明设计，应考虑暗适 应因素，即在隧道入口的一段距离内应有过渡照明， 也即隧道入口处亮度应高些，然后逐渐降低亮度，使 司机有个适应过程。
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• 锥状视觉适应 过程
• 柱状视 觉
• 适应过 程
• 图2-5 明适应与暗适 应
化，称为颜色视觉。
如：先在日光下看物体的颜色，然后突然改在室 内白炽灯先看物体的颜色，开始时，室内照明看起来 带有白炽灯的黄色，物体的颜色也带有一些黄色，几 分钟后，视觉适应了白炽灯光的颜色，室内照明趋向 变白，物体的颜色趋向恢复到日光下的原来的颜色。
如：在暗色背景上照射一小块黄光，当眼睛先看 过强烈红光之后，再看这黄光，此时呈现绿色，经过 一段时间，眼睛会从红光的适应中逐渐恢复，绿色渐 淡，几分钟后又成为原理的黄色。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
•光射入人眼落到视网膜上，产生光化学反应，刺激视 神经而形成视觉
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
❖立体感
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•强
中
弱
《电气照明第二章视觉与颜色》55
•1 人眼与视觉
•重点照明系数(AF) •=
•聚光的照度 •基础照明的照度
•2:1 •显著的效果
《电气照明-第二章视觉 与颜色》55
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2020/11/6
《电气照明第二章视觉与颜色》55
第二章 视觉与颜色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
1 人眼与视觉
一、人眼的构造
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• 图2-1 眼睛的构 造
• 1－透膜变圆 • 2－视网膜 • 3－巩膜 • 4－中央凹 • 5－盲点 • 6－视神经 • 7－睫状体 • 8－透膜变平 • 9－虹膜张开 • 10－瞳孔 • 11－虹膜收缩 • 12－角膜
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
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四、视野 头部不动时，眼睛能看见的范围。 在正常情况下，人单眼的水平视场为
180°，垂直视场为130°，水平面上方60°， 水平面下方为70°。
✓ 中间白色部分为双眼都看 到部分。
✓ 左右两侧阴影部分为左右 两眼分别看到。
✓ 黑色部分为被眼眉、两颊 和鼻子遮挡部分。
• 图2-7 人眼的正常 视野
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
五、眩光 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适
宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒 适感觉或者降低观察细部(或目标)的能力，这种
视觉现象称为眩光。
• 夜里汽车开着大灯，感到刺眼。因为晚上，周围很
《电气照明第二章视觉与颜色》55
•高照度+低色温=酷热 低照度+高色温=阴沉
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
(二) 光源的显色性 照明光源显现被照物体颜色的性能称为显
色性。 标准光源
CIE规定了四种，常以标准光源A作为低色 温光源的参照标准。
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• 图2-5 明适应与暗适
应
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
@暗适应：视觉系统适应低于百分之几cd/m2亮 度变化过程及终极状态。 从亮处到黑处视觉阈限下降过程，所需过渡 时间较长，30min。
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• 锥状视觉适应 过程
• 柱状视 觉
• 适应过 程
• 图2-5 明适应与暗适 应
光幕反射：当反射面反射亮度并不高，且不清楚 地反映发光体的像，然而却使被观察目标的对比度降 低，减小了能见度。黑板发生光幕。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
（二）影响眩光的因素 ① 周围环境较暗时，眼睛的适应亮度很
比。
☻对比敏感度Sc：阈限对比的倒数。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
(三) 可见度 －能见度 人眼确定物体存在或形状的难易程度。 在室内应用时，以目标与背景的实际亮度
对比C与阈限对比Ct来描述。
在室外应用时，以人眼恰可看到标准目标 的距离定义。
例如：在一块黄色背景上放张白纸，用眼睛注视 白纸中心几分钟，白纸会出现蓝色。黄色和蓝色为互 补色，即每种颜色都在其周围诱导出一种确定的颜 色，这种颜色称为被诱导色(原来诱导颜色的互补色或 相似颜色)。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
(二) 颜色适应 人眼在颜色刺激下所造成的颜色视觉变
物体的颜色是物体对光源的光谱辐射有选 择性地反射或透射对人眼所产生的感觉。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
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• (a)白炽灯、 卤钨灯
• (b)荧光灯 • (c)荧光高
压汞灯 • (d)高压钠
灯
• 图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率 分布
《电气照明第二章视觉与颜色》55
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
•4 颜色显色
• 色温和照明水平
• 人们通过经验得知，用暖色（低色温）光源 产生的低照明水平可以使室内形成缓和的气 氛，而工作环境则可以用冷色（高色温）光 源产生的高照明水平来形成。
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暗，车灯亮度与周围背景亮度形成大的亮度对比。 • 夏日晴天的太空，仰望晴空感到刺眼。冬日阳光下
的白雪会刺眼。因为视野内出现了太亮的发光体。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
（一）眩光的分类
① 根据其造成的后果分类： 不舒适眩光
产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的 可见度的眩光。 失能眩光
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
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• 图2-9 颜色适应
《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
(三) 彩色对人的生理、心理作用 • 生理方面
蓝、紫色最易引起疲劳，红、橙色次之， 黄绿、蓝绿、淡青等颜色最小。设备外壳颜色 宜采用黄绿、蓝绿等颜色
眼睛对黄色较为敏感，常用黄与黑与蓝相 间的色彩作为危险部位的警告色标。 ۞ 心理方面
•5:1 •低戏剧性效果
•15:1 •戏剧性的效果
•*30:1 •生动的效果
•*50:1 •非常生动的效果
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
一、视觉 明视觉
亮度超过10cd/m2，锥状细胞参与视觉工作， 这种视觉状态为明视觉。 暗视觉
亮度在10-6~10-2cd/m2时，柱状细胞参与视觉 工作，这种视觉状态为暗视觉。 中介视觉
800～900K温度下，黑体辐射呈红色 3000K呈黄白色 5000K左右呈白色 8000～10000K呈淡蓝色
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4 颜色显色
• 各种光源的色 温
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
亮度在10-2~10cd/m2时，柱状细胞、锥状细胞 同时参与视觉工作，这种视觉状态为中介视觉。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
• 二、光谱灵敏
度
• 555nm－锥状细胞最大灵敏度
波长
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• 507nm－柱状细胞最大灵敏度波 长
• V(λ)为明视觉的光 • 谱光视效率曲线 • V’(λ)为暗视觉的 • 光谱光视效率曲线
• 图2-6 兰道尔环
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2 视觉特性
四、对比灵敏度与可见度 (一) 亮度对比
目标亮度和背景亮度之差与背景亮度之 比。
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
(二) 对比敏感度
• 亮度差别阈限ΔLt：人眼刚刚能识别目标与
背景的最小亮度差。
3 颜色
• (e)钠铊铟 灯
• (f )管形镝 灯
• (g)管形氙 灯、日光
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• 图2-8 常用照明电光源的相对光谱功率 分布
《电气照明第二章视觉与颜色》55
3 颜色
二、颜色视觉 人的视觉器官不但能反映光的强度－亮度
感觉，还能反映光的波长特性－颜色感觉。 (一) 颜色对比
相邻的不同颜色，在观看时存在着相互影 响，这种现象称为颜色对比。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
1 人眼与视觉
二、人眼的视觉
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• 图2-2 视网 膜
☼ 锥状细胞：锥状神经的功
能是在昼间看物体，而且可 看到颜色。
☼ 柱状细胞：柱状神经在黄
昏下活跃，在夜视起作用， 但不能感知颜色。
☼ 视觉产生：在柱状细胞和
锥状细胞里都含有一种感光 物质，当光线照到视网膜上 时，感光物质粉刷化学变化， 刺激神经细胞，最后由神经 传到大脑，产生视觉。
绝对阈限的倒数称为视觉的“绝对感受 性”。人眼的绝对感受性是很大的。
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2 视觉特性
视觉阈限的影响因素 ①与目标物大小有关
目标物大小用目标物 对眼睛所张的角度表示， 称为视角。
当视角超过30o时，亮度 阈限不再降低。
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• 图2-4 亮度阈限与视角的 关系
低，即使是亮度较低的光，也会有明显的眩 光。
② 光源表面或灯具反射面的亮度越高， 眩光越明显。
③ 光源的大小
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3 颜色特性
一、光谱能量(功率)分布 光源的光谱辐射能量(功率)按波长的分布
称为光谱能量 (功率)分布，以光谱能量的任意 值来表示光谱能量分布，称为相对光谱能量分 布。
降低视觉对象的可见度，但不一定产生不 舒适感觉的眩光。
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2 视觉特性
② 根据其形式分类： 直接眩光
由发光体的直接照射引起的。 反射眩光
由反射面反射发光体发出的光而形成的眩光。
反射眩光：当反射面光泽度较高时，能把发光体 的像清楚地反映出来，即由发光体的像直射引起的。
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
②与目标物发出的颜色有关
在相同视角下，对波长较长的光：红、 黄光，其亮度阈限就高；
对波长较短的光：蓝光，亮度阈限值要 低些。
在暗视觉条件下，光谱光效率向短波方 向偏移。
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2 视觉特性
③与观察时间有关 不超过0.1s，而目标物较小，视角不超
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2 视觉特性
五、视力
视力的定性含义是指眼睛辨认物体轮廓和 细节的能力。
视力定量含义是指人眼能够区别两个相邻 物体最小张角D的倒数。
国际眼科学会于1909年规定用白底黑色兰 道尔环作为检查视力的标准视环。
• D=1.5mm，α=1'， • 视力为1.0。 • D=1mm， α=40"， • 视力为1.5。
红、橙、黄等颜色有种温暖的感觉－暖色 青、蓝、紫等颜色有冷、凉的感觉－冷色
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4 颜色显色
一、光源的颜色 (一) 光源的色表与色温
① 光源的色表指的是人眼观看光源所发出光 的颜色(灯光的表观颜色)。
② 常用色温来定量描述光源色表。 当一个光源的颜色与黑体(完全辐射体)在
过1o，则目标物呈现时间越短，亮度阈限百度文库 越高；呈现时间 越长，亮度阈限值就越 低。
作用时间超过0.2s时，视觉阈限就与时 间无关了。
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2 视觉特性
四、视觉适应 @明适应：视觉系统适应高于几个cd/m2亮度变
化过程及终极状态。 发生在由暗处到亮处，需几十秒。
某一温度时发出的光色相同时，黑体的温度就 称为该光源的色温。
符号Tc，单位为开尔文(K)。
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4 颜色显色
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4 颜色显色
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4 颜色显色
黑体
在任何温度下某物体能把投射到它表面的任 何波长的能量全部吸收，该物体称之为黑体。
• 图2-3 CIE光度标准观察者光谱光效率
• 注：CIE为法文缩写，国际照明委 员会
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2 视觉特性
三、视觉阈限 能引起光感觉的最低限度的亮度称为视觉
的“绝对阈限”。 对于在人眼中长时间出现的大目标，视觉 阈限亮度为10-6cd/m2
视觉可以忍受的亮度上限为106cd/m2。
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2 视觉特性
@应用
在照明设计中，尤其是隧道的照明设计，应考虑暗适 应因素，即在隧道入口的一段距离内应有过渡照明， 也即隧道入口处亮度应高些，然后逐渐降低亮度，使 司机有个适应过程。
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• 锥状视觉适应 过程
• 柱状视 觉
• 适应过 程
• 图2-5 明适应与暗适 应
化，称为颜色视觉。
如：先在日光下看物体的颜色，然后突然改在室 内白炽灯先看物体的颜色，开始时，室内照明看起来 带有白炽灯的黄色，物体的颜色也带有一些黄色，几 分钟后，视觉适应了白炽灯光的颜色，室内照明趋向 变白，物体的颜色趋向恢复到日光下的原来的颜色。
如：在暗色背景上照射一小块黄光，当眼睛先看 过强烈红光之后，再看这黄光，此时呈现绿色，经过 一段时间，眼睛会从红光的适应中逐渐恢复，绿色渐 淡，几分钟后又成为原理的黄色。
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•光射入人眼落到视网膜上，产生光化学反应，刺激视 神经而形成视觉
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❖立体感
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•强
中
弱
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•1 人眼与视觉
•重点照明系数(AF) •=
•聚光的照度 •基础照明的照度
•2:1 •显著的效果
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2020/11/6
《电气照明第二章视觉与颜色》55
第二章 视觉与颜色
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1 人眼与视觉
一、人眼的构造
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• 图2-1 眼睛的构 造
• 1－透膜变圆 • 2－视网膜 • 3－巩膜 • 4－中央凹 • 5－盲点 • 6－视神经 • 7－睫状体 • 8－透膜变平 • 9－虹膜张开 • 10－瞳孔 • 11－虹膜收缩 • 12－角膜
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2 视觉特性
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四、视野 头部不动时，眼睛能看见的范围。 在正常情况下，人单眼的水平视场为
180°，垂直视场为130°，水平面上方60°， 水平面下方为70°。
✓ 中间白色部分为双眼都看 到部分。
✓ 左右两侧阴影部分为左右 两眼分别看到。
✓ 黑色部分为被眼眉、两颊 和鼻子遮挡部分。
• 图2-7 人眼的正常 视野
《电气照明第二章视觉与颜色》55
2 视觉特性
五、眩光 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适
宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒 适感觉或者降低观察细部(或目标)的能力，这种
视觉现象称为眩光。
• 夜里汽车开着大灯，感到刺眼。因为晚上，周围很
《电气照明第二章视觉与颜色》55
•高照度+低色温=酷热 低照度+高色温=阴沉
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《电气照明第二章视觉与颜色》55
4 颜色显色
(二) 光源的显色性 照明光源显现被照物体颜色的性能称为显
色性。 标准光源
CIE规定了四种，常以标准光源A作为低色 温光源的参照标准。
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• 图2-5 明适应与暗适
应
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2 视觉特性
@暗适应：视觉系统适应低于百分之几cd/m2亮 度变化过程及终极状态。 从亮处到黑处视觉阈限下降过程，所需过渡 时间较长，30min。
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• 锥状视觉适应 过程
• 柱状视 觉
• 适应过 程
• 图2-5 明适应与暗适 应
光幕反射：当反射面反射亮度并不高，且不清楚 地反映发光体的像，然而却使被观察目标的对比度降 低，减小了能见度。黑板发生光幕。
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2 视觉特性
（二）影响眩光的因素 ① 周围环境较暗时，眼睛的适应亮度很