四、视度及其影响因素
视度——看物体的清楚程度。 影响视度的因素有： 1.亮度 最低亮度：3.14×10-5 cd/m2 满意照度: 1500~3000 lx 最高亮度：1.6×105 cd/m2。
四、视度及其影响因素
2.物件尺寸： 视角，与物件的实际尺寸、物体到眼睛的距离有关。
α = d × 3440 / l
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做光源的色温，符号 TC ,单位为K。 例如：40瓦的白炽灯色温是2700K，40瓦荧光灯色温为3000— 7500K。 光源显色指数：物体在待测光源下的颜色和它在参考标准光源下 颜色相比的符合程度叫做光源显色指数，符号Ra。 例如：500瓦的白炽灯Ra为95—99，荧光灯Ra为50—93。
五、颜
色
六、材料的光学性质
——光遇介质时的传播特性 ——光遇介质时的传播特性
问题：光线经过介质反射和透射后，光通量的分布变化？ 总入射光通量=反射光通量+吸收光通量+透射光通量
Φα Φτ + + = ρ +α +τ =1 Φ Φ Φ Φ ρ= ρΦ α = Φα Φ τ = Φτ Φ 光通量经过介质反射和透射后， 光的分布变化取决于：
I=Φ/Ω=350/4π =27.87cd E1=Icosα 1/r12 = 6.97lx E2=Icosα 2 /r2 2 27.87 2 = 2 × = 4.99lx 2 2 2 2 +1 1 +2
7、亮度和照度的关系
亮度与照度的关系是指光源亮度和它所形成的照 度之间的关系。 E=Lα cosθ 立体角投影定律：某一亮度为Lα发光表面在被照 面上形成的照度，是这一发光表面的亮度Lα与该 发光表面在被照点上形成的立体角 在被照面的 投影（ cosθ ）的乘积。 适用于光源尺寸相对于它与被照点距离较大时。 定律表明：某一发光表面在被照面上形成的照度， 仅和发光表面的亮度及其在被照面上形成的立体 角投影有关，而和该发光表面面积的绝对值无关。
二、人眼的视觉特点
人眼的组成： 瞳孔 水晶体 视网膜 感光细胞 锥状细胞 杆状细胞
二 、人眼的视觉特点
1、视野范围（双眼不动）： 水平：180° 垂直：130°（上方60°,下方 70° ）。 从中心视场往外到30° 范围内 是视觉清楚区域，是观看物体 总体的有利位置。通常站在离 展品高度的2～1.5倍的距离观 赏展品，就是使展品处于视觉 清楚区域内。
λm----最大视感觉处的波长：
二、人眼的视觉特点
光效率有明暗视觉之分。 明视觉：555nm (黄绿光) 暗视觉：507nm (蓝绿光) _
三、基本光度单位
光通量
发光强度
照度
亮度
1、辐射通量：单位时间内从光源表面辐射出的各种波长 光能量的总和，也可理解为光源的辐射功率，是一个客观 量。 2、光通量：人眼对光的感觉量，即：辐射通量对人眼所 引起的视觉强度，用Ф 表示。其大小等于辐射通量与光效 率的乘积，单位为流明（lm）。
5、亮 度
亮度，它既与物体表面的照度有关，但又不能全由它来决 定。 例：若将黑、白两种物体分别置于房间的同一位置，则可 发现，白色物体的表面要比黑色物体的表面亮一些，但是， 它们得到的照度却是一样的。这说明，照度不能直接反映 人眼对物体的明亮感觉。 研究发现：物体的明亮程度主要通过人眼视网膜上的成像 照度来反映，成像的照度越大，则被视物体的发光或反光 就显得越亮。
思考题： 为什么有的商店大玻璃橱窗能 够像镜子似的照出人像，却看不清 里面陈列的展品？
眩光的避免
消除或减轻直接眩光的措施： 限制光源的亮度； 增加眩光光源的背景亮度，减小两者之间的亮度对比； 尽可能的增大眩光光源的仰角。
减小反射眩光的措施
尽量使视觉作业的表面为无光泽的表面； 应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； 使用发光表面积大、亮度低的光源； 使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占的 比例减少。
五、颜
颜色的基本特性： 光源色就是由光源发射的光的颜色。
色
颜色：指光作用于人眼引起除形象以外的视觉特性。
光被物体反射或透射后的颜色称为物体色。人眼感觉的表面色可 以看成是入射光中减去一些波长的光而产生的。 颜色的分类和属性： 颜色分为无彩色和有彩色两大类。 色彩的三要素： 色相（色调）：各种单色光在白色背景上呈现的颜色。 明度：指颜色相对明暗的视觉特性。 彩度（饱和度）：指的是彩色的纯洁性。
L = E × ρ /π L=E ×τ /π
六、材料的光学性质
（1）均匀扩散 特点（1）将入射光线均匀向四面八方反射或透射； （2）表面亮度完全均匀； （3） 发光强度的分布服从朗伯余弦定律
I α = I 0 × cos α
（4）看不见光源形象。
六、材料的光学性质
（2）定向扩散材料 多数材料同时具有定向和扩散两种性质。它们在定向反射 和定向透射方向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一 定亮度。可以看见光源大致形象。
材料表面的光滑程度和材料内 部分子结构
Φρ
Φ = Φρ +Φα +Φτ
六、材料的光学性质
——材料按光学性质的分类 ——材料按光学性质的分类
1、定向反射与定向透射 光线射到表面很光滑的不透明材料上，发生定向反射。 特点（1）入射角=反射角； （2）入射光线、反射光线与材料法线处于同一平面； （3）在定向反射方向可清楚看到光源形象。 光线射到表面很光滑的透明材料上，发生定向透射。 （1） 入射光线与透射光线平行； （2）入射光线、折射光线与材料法线处于同一平面； （3）在定向透射方向可清楚看到另一侧景象。
6、发光强度和照度的关系
点光源在被照面上形成的照度，与发光强度和距离有 关 “发光强度”的描述对象是光源，表示一个光源在某 个方向上发射的能量。 “照度”的描述对象是被照面（工作面） 两者之间的量化公式：E = I / r2 距离平方反比定律：点光源在一表面形成的照度与它 在这个方向上的发光强度成正比，和它到被照 面的距 离平方成 反比。
6、发光强度和照度的关系
当入射角不等于0时，而是形成α角，则： 点光源在表面法线与光线成α角处形成的 照度与它在α方向上的发光强度和入射角 α的余弦成正比，和它到被照 面的距离 平方成 反比。
E=IcoLeabharlann α/r2 A1=A2/cosα例2 :如图所示：在桌上2m处挂40w白炽灯，光通量Ф =350lm,求灯下桌面点1及点2处的照度。 解：
亮度的定义：发（反）光体或发光表面在视线方向单位 投影面积上的发光强度。 Lα=Iα / Acosα 亮度的常用单位为：坎德拉每平方米（cd/㎡ ） 另一个较大的单位为：熙提（sb），表示1 c㎡ 面积上发 出1cd时的亮度单位。 1sb=10000cd/㎡ 亮度是个主观量，我们眼睛所感受到的物体明亮程度， 除了与物体表面亮度有关外，还与环境的明暗程度有关。
经过反射或透射后，光源的亮度和发光强度降低： 亮度： 发光强度：
Lτ = L × τ , L ρ = L × ρ
I τ = I ×τ , I ρ = I × ρ
六、材料的光学性质
2、扩散反射与透射 入射光线射到半透明材料上，发生扩散透射。 入射光线射到表面粗糙的不透明材料上，发生扩散反射。 （1）均匀扩散材料 特点（1）将入射光线均匀向四面八方反射或透射； （2）材料表面亮度完全均匀； 反射材料 透射材料
Φ 589 = 683 × 10.3 × 0.78 = 5487lm
3、发光强度
立体角： =A /r2 单位：球面度(sr) =1sr 当A＝ r2时，
光通量反映的是人眼感知的单位时间内 光源向四面八方辐射的总能量。在建筑 光学中，常需感知光源向某一方向辐射 的能量，即光通量的空间分布密度，称 为“发光强度”。 发光强度的单位：坎（Candela, cd）， 它表示光源在1球面度立体角内均匀发 出1lm的光通量。
第1篇 建筑光学
第1章 建筑光学基本知识
一、光的视觉性质
光是一种电磁辐射。任何能发光 的物体均称为光源。如太阳、白 炽灯、日光灯等。 建筑光学中讨论的光通常为可见 光。波长范围为：380nm～ 780nm 。 波长不同，光色也不同。 波长> 780nm：红外光，有很好 的热效应； 波长<380nm：紫外光，有极强的 杀菌消毒能力。
Iα=Ф/
1cd=1lm / 1sr
4、照度
被照面（工作面）上单位面积上接受到的光通量，即为 “照度”，其实质为光通量的平面密度。 如果光通量Ф 均匀地分布在A面上，则A面上的照度
E=Ф/A E=Ф
照度单位是勒克斯（Lx）
性质：照度可以直接相加，几个光源同时照射在被照 面时，其上的照度为单个光源分别存在时形成的照度的 代数和。
二、人眼的视觉特点
4、光谱光视效率：人眼观看同样功率的辐射，在不同波 长时感觉到的明亮程度不一样。光的客观辐射功率转换成 人眼感知的主观功率，有一个“转换效率”问题，称为 “光谱光视效率”，简称“光效率”。其大小随波长不同 而不同，用V(λ) 表示。
V(λ )=Φm/Φ
指在特定光度条件下，波长为λm与波长λ的单色辐射获得 相同视觉感觉时，两个单色辐射通量之比。
三、基本光度单位
Φ = Km ∫ Φe, λV (λ )d λ
Φe,λ----波长为λ的单色辐射通量（w）
V(λ) ----CIE光谱光视效率 Km----最大光谱光视效能。明视觉时为683 lm/w
例1：已知纳光灯发出波长为589nm的单色光， 设其辐射通量为10.3w，试计算其发出的光通 量。 解：从图1-4相对光谱光视效率图（实线）曲 线中可查出，对应波长的V(λ) =0.78,则该单 色光源发出的光通量为
二、人眼的视觉特点
2. 明、暗视觉 人对光的感知反应称为视觉，它主要通过人眼的 感光细胞来实现。 视网膜上分布有两类感光细胞： 锥状感光细胞：引起明视觉，分辨物体的颜色和 巨细，灵敏度高； 杆状感光细胞：引起暗视觉，既不能分辨物体的 颜色，也不能分辨物体的细节，灵敏感度低。