400
500
黄橙 600
可见光
780
红
红外
700
800 nm
10-13 宇宙线
fm
10-12
10-9
线 X射线 紫外线
pm (A) nm
10-4 10-2 10
102
105 m
红 外
远红外
雷达
UHF
VHF
短 波
无线电
um
mm
m
km
黄
蓝紫 蓝 绿 橙
红
1.0
0.8 暗视觉
0.6
明视觉
相对光谱光视效率V（ ）
95～99
荧光灯
50～93
400W荧光高压汞灯
40～50
1000W镝灯
85～95
高压钠灯
20、40、60
2.物体色
物体色 CYM
（二）颜色的表色体系
1.孟塞尔体系:
色 调 H(Hue) 明 度 V(Value) / 彩 度 C(Chroma)
例：下列哪项指标不属于孟塞尔颜色体系的三属性指标？
二、材料的光学性质 （二）规则反射和透射（定向反射和透射）
n i
r
偏离距离
（三）扩散反射和透射 1.漫反射（均匀扩散反射）
氧化镁、粉刷、砖墙、绘图纸
n
I
L
I I0 cos L E
L E
Cd
Cd/m2 asb
例：当光投射到漫反射表面的照度相同时，下列哪个反射比 的亮度最高？
A. 70
B. 60
200
500
天然光
1000 2000 人工光
视功能曲线
物体亮度、视角大小、和亮度对比对 可见度的影响：
1．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同可见度；
2．视角愈小，需要的照度愈高；
3．天然光比人工光更有利于可见度的提高。
（四）识别时间 明适应：3-6 s 暗适应：10-35 min
E Lcosi lx
A cos
r2
sr
二、材料的光学性质 （一）反射比、透射比、吸收比
反射比
吸收比
透射比
1
石膏的反射比为0.91 白乳胶漆表面的反射比为0.84 灰色水泥砂浆面的反射比为0.32
3 mm的普通玻璃的透射比为0.82 3 mm的磨砂玻璃的透射比为0.60
（二）物体的相对尺寸（视角）
d 344 0
l 1弧度 57.3 1 60
亮度对比系数C
（三）亮度对比
1.0 0.7 0.5 0.3 0.2
0.1 0.07 0.05
0.03 0.02
a=0.67'
a=1' a=2' a=4' a=10'
0.01
1
2
5 10
20
50 100
照度（lx)
立体角
球
S球 r2
4r 2
r2
4
sr
I 1260 100 cd 12.57
Φ=1260 lm
3 照度 (Illuminanance)
被照面单位面积上接受多少光通量，符号是E，单位是勒 克斯（lx）
E
I r2
cosi
4 亮度 (luminance)
发光面或反光面在单位面积上的发光强度是亮度 ，符号L， 单位是坎德拉每平米（cd / m2）
第十五章 建筑光学
李德富 教授
建筑光学
第一节 光、颜色与视觉的基本知识 第二节 天然采光设计标准和采光计算 第三节 人工照明
第一节 光、颜色与视觉的基本知识
一、光的特性和基本量 二、材料的光学性质 三、可见度及其影响因素 四、颜色的基本知识
一、光的特性和基本量
（一）光的特性
380
紫外 紫 蓝 绿
四、颜色的基本知识
（一）光源色和物体色
1.光源色 （1）光源色温 （2）光源显色指数
2.物体色 （二）颜色的表色体系
1.孟塞尔表色体系 2.CIE色度体系
1.光源色
光源色 RGB
（1）光源色温
当光源的颜色和一完全辐射体（黑体）在某一温度下发 出的光色相同时，完全辐射体的温度就叫作光源的色 温，符号Tc，单位为K（绝对温度）。
45°
微弱眩光区
27°
中等眩光区
14° 强烈眩光区
极强烈眩光区 0°
极强烈眩光区
（五）避免眩光
反射眩光的控制方法是：
（1）视觉作业的表面为无光泽表面； （2）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； （3）使用发光表面面积大，亮度低的光源； （4）使引起规则反射的光源形成的照度在总 照度中所占的比例减少。
（五）避免眩光
直接眩光的控制方法是：
（1）限制光源亮度； （2）增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮 度对比；
（3）减小眩光源对观察者眼睛形成的立体角； （4）尽可能增大眩光源的仰角，眩光光源或灯 具的位置偏离视线的角度越大，眩光越小，仰 角超过60后就无眩光作用。
（五）避免眩光
60°
无眩光影响区
A. 色调
B. 明度
C. 亮度
D. 彩度
孟塞尔颜色体系的三属性为色调（色相），明度，彩度 （饱和度）。
（二）颜色的表色体系 2.CIE色度体系: x+y+z=1
y 1.0
500
0.8 510
540
0.6
560
2500 3240050000605000
500
0.4
490 2410000000 E
0.2 480
0.4
0.2
0 380 460 540 620 700 780 波长 (nm)
（二）光的基本量
1 光通量 (luminous flux)
光源在整个空间发出的能量，符号是Ф，单位是流明（lm）
2 发光强度 (luminous intensity)
光源或灯具发出的光通量在空间的分布密度 ，符号为I， 单位是坎德拉（cd）
暖色，冷色
黎明4000K
中午6500K
黄昏3000K
（2）光源显色指数
物体在待测光源下的颜色和它在参照光源下颜色相比的 符合程度叫作光源显色指数，符号Ra 。
Ra的最大值为100 100～80 ---- 显色优良 79～50 ---- 显色一般 小于50 ---- 显色较差
光源显色指数Ra
500W白炽灯
C. 50
D. 40
经漫反射（均匀扩散反射）表面的亮度为：
L(cd/m2)＝E(lx)×ρ/π
(15－15)
如果光投射到漫反射表面的照度相同，则其亮度和漫射表面
的反射比成正（均匀扩散透射）
乳白玻璃、乳白有机玻璃
n
I
L
I I0 cos L E
L E
Cd
Cd/m2 asb
（四）混合反射和透射（定向扩散反射 和透射）
n I
L
n I L
三、可见度及其影响因素（视觉的基本特性）
（一）亮度 （二）物体的相对尺寸（视角） （三）亮度对比 （四）识别时间 （五）避免眩光
（一）亮度
亮度的增大，可见度增大。照度为 1500lx～3000lx可见度最好。