建筑物理2014(光學(xué)) (1)

1、劉博t教學(xué)要求t期末考查：最后一次課隨堂閉卷考試t平時考查：出勤+平時作業(yè)+隨堂實驗t“平時成績”占課程總評成績的40%，“考查（試）成績”占課程總評成績的60%。t參考教材t劉加平編著建筑物理北京：中國建筑工業(yè)出版社t建筑采光設(shè)計標(biāo)準（GB/T 500332013）t建筑照明設(shè)計標(biāo)準（GB 500342013） 起 初 神 創(chuàng) 造 天 地 。 地 是 空 虛 混 沌 。 淵 面 黑 暗 。 神 的 靈 運 行 在 水 面 上 。 神 說 ， 要 有 光 ， 就 有 了 光 。 神 看 光 是 好 的 ， 就 把 光 暗 分 開 了 。 神 稱 光 為 晝 ， 稱 暗 為 夜 。 有 晚 上

2、， 有 早 晨 ， 這 是 頭 一 日 。t建筑師需要掌握什么建筑師需要掌握什么t了解建筑采光和照明的基本原理，了解建筑采光和照明的基本原理，t掌握采光設(shè)計標(biāo)準與計算；掌握采光設(shè)計標(biāo)準與計算；t了解室內(nèi)外環(huán)境照明對光和色的控制；了解室內(nèi)外環(huán)境照明對光和色的控制；t了解采光和照明節(jié)能的一般原則和措施。了解采光和照明節(jié)能的一般原則和措施。國家一級注冊建筑師考試大綱國家一級注冊建筑師考試大綱t課程結(jié)構(gòu)課程結(jié)構(gòu)t基本知識基本知識：與建筑有關(guān)的光度學(xué)、色度學(xué)；：與建筑有關(guān)的光度學(xué)、色度學(xué)；t天然采光天然采光：各種采光窗的采光特性，采光設(shè)計及其計算方：各種采光窗的采光特性，采光設(shè)計及其計算方法；法；t人工

3、照明人工照明：人工光源和燈具的光學(xué)特性，基本的照明設(shè)計：人工光源和燈具的光學(xué)特性，基本的照明設(shè)計和簡單的計算方法。和簡單的計算方法。 第七章 建筑光學(xué)基本知識t章節(jié)要點章節(jié)要點t人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)和視覺特征人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)和視覺特征 t基本光度單位及相互關(guān)系基本光度單位及相互關(guān)系 t材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) t視度及其影響因素視度及其影響因素 t一些基本概念一些基本概念 t視場、光譜光視效率、照度照度、亮度亮度、定向反射（透射）、擴散反射（透射）、視度、眩光眩光1 眼睛與視覺可見光波長范圍可見光波長范圍：380nm-780nm紫外線紫外線 380nm: 780nm:780nm:所有高于絕對零度（

4、-273.15）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。 1 眼睛與視覺 1 眼睛與視覺t眼睛的構(gòu)造t視網(wǎng)膜：視網(wǎng)膜：錐狀細胞錐狀細胞：在明亮的環(huán)境下起作用，能分辨物體的顏色和細部。對明暗變化反應(yīng)快。主要分布于視網(wǎng)膜最敏銳的黃斑部（視野中心）。桿狀細胞桿狀細胞：在黑暗環(huán)境中起作用，能看清物體的輪廓。不能分辨物體的細部和顏色。明暗變化反應(yīng)緩慢。分布于視網(wǎng)膜中心窩以外部分。ACKELWECEIDK1 眼睛與視覺視看范圍人眼的水平面視野為180，垂直面130，其中向上為60，向下為70。中心視野往外30的視覺范圍，看東西的清晰度比較好。1 眼睛與視覺明、暗視覺明視覺：主要由錐體細胞起作用。特征：有顏色感 覺，適應(yīng)亮

5、度變化能力強；暗視覺：主要由桿體細胞起作用。特征：只有明暗 感覺，無法辨別細節(jié)，適應(yīng)能力低。中間視覺：眼睛適應(yīng)亮度介于明視覺和暗視覺適應(yīng)亮度范圍之間時，由視網(wǎng)膜的錐細胞和桿細胞同時起作用的視覺。（午夜晴天下的滿月）1 眼睛與視覺1 眼睛與視覺t光視效率 luminous efficacy of light source (l)me,e,Vllff=1 眼睛與視覺t影響明暗感覺的因素：（1）光源的輻射通量輻射通量：輻射通量越大，感覺越明亮。（2）波長波長：功率相同，波長不同，明暗程度不同。t對同樣功率的光，明環(huán)境下555nm的黃綠光最亮，暗環(huán)境下507nm的綠光最亮。（可用Photoshop做個

6、小實驗）2 基本光度單位及應(yīng)用t通量：傳遞的能量t強度、亮度、出射度：從源發(fā)出的輻射t照度：被照表面積上接收到的輻射2 基本光度單位及應(yīng)用光通量 Luminous Flux 為了比較任意兩個燈發(fā)出的可見光的多少，由于光能隨波長分布不同，因此不能直接用輻射通量（瓦）多少比較，只能轉(zhuǎn)化成相當(dāng)于多少555nm標(biāo)準光通量。1、概念：光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出的以人眼感覺為基準的能量。 2、單位： 光瓦或流明lumen（lm） 1光瓦= 683lm，Km=683lm/W例： 已知低壓鈉燈發(fā)出波長為589nm的單色光，設(shè)其輻射通量為10.3W，求光通量？解 = KmV(l) fl =683 10.3 0.76

7、9=5410lm100W白熾燈： 1250lm40W 日光燈： 2200lm(l)eVl=Km S,發(fā)光強度 Luminous Intensity t描述光通量在光源空間光源空間的分布特性，它表示光源在不同方向上的光通量分布特性，某個方向上的分布密度；t符號 I ；單位：坎德拉 （cd）t光度量中最基本的單位是發(fā)光強度的單位坎德拉（Candela），記作cd，它是國際單位制中七個基本單位之一。它的定義是發(fā)出頻率為5401012 Hz （對應(yīng)在空氣中555nm的波長）的單色輻射，在給定方向上每單位立體角（1個球面度）輻射能為1683W時的發(fā)光強度規(guī)定為1cd。 （1979）dId=發(fā)光強度 Lu

8、minous Intensity t立體角t立體角：任意一個封閉圓錐面內(nèi)所包含的空間t單位：球面度 srt整個球面的立體角4發(fā)光強度 Luminous Intensity 例：一光源在0.5sr立體角內(nèi)均勻發(fā)射出100lm的光通量，求該方向上的發(fā)光強度？ 解： 例：一光源向球面均勻發(fā)射出1260lm的光通量，求該光源的發(fā)光強度？1002000.5lmIcdsr=照度 Illuminance t被照物體單位面積上接收的光通量的大小t同一本書，偏離燈正下方暗一些，說明反射到被照面上光通量不相同。E = d/dAt平均照度： E = /At單位：勒克斯lux lx， 1lx=1lm /1m2 燭光f

9、c=10.76lx（英制） 白天在教室看書需要至少 100lx例：在40w白熾燈下1m處的照度約為30lx，加一搪瓷傘形罩后照度增加到73lx； 陰天中午室外照度為800020000lx； 白天中午在陽光下的室外照度可高達80000120000lx。發(fā)光強度與照度的關(guān)系1 Lux = 1 lumen per square meter = 0.0929 footcandle 1 footcandle= 1lumen per square foot = 10.764 Lux 1 foot Lambert= 3.426 candelas per square meter (nit) 1 nit (

10、candelas per square meter) = 0.2919 foot Lambert 發(fā)光強度與照度的關(guān)系 發(fā)光強度發(fā)光強度光通量空間密度光通量空間密度 照度照度光通量被照面密度光通量被照面密度dIdf=dI d =dEdAf=2cosdAidr =2cosIiEr=余弦定律余弦定律平方反比定律平方反比定律dE=IdA例題如圖所示，在距離桌面如圖所示，在距離桌面2米處米處掛一只掛一只40w白熾燈，設(shè)白熾白熾燈，設(shè)白熾燈的發(fā)光強度燈的發(fā)光強度I025=30cd， I2545=25cd，求燈下桌，求燈下桌面上面上1、2兩點處的照度。兩點處的照度?！窘饨狻浚河桑河?式可得式可得1、2兩點

11、處的照度兩點處的照度分別分別 5lx. 70cos230cos221=rIE lxrIE4 . 55 .26cos1225cos222=+=cos2rIE =亮度 Luminance 照度相同，顏色不同的兩個物體，看起來不一樣亮。 發(fā)光體在視線方向上單位面積發(fā)出的光強密度。L L= I= I/ /（AcosAcos）t單位：單位： 尼特尼特nitsnits：ntnt（cd/mcd/m2 2） 英制單位為英尺朗伯（英制單位為英尺朗伯（Foot lambert, flFoot lambert, fl） 1 1 熙提熙提stilbstilb（sbsb）= 10= 104 4cd/mcd/m2 2 =

12、 = 1cd/cm1cd/cm2 2白熾燈燈絲亮度約為白熾燈燈絲亮度約為 300500sb300500sb熒光燈燈管表面亮度為熒光燈燈管表面亮度為 0.80.9sb0.80.9sb亮度 Luminance 1 1、亮度對光源本身的（照度是指被照面）、亮度對光源本身的（照度是指被照面）2 2、 輻射角，是光源法線與視線夾角。輻射角，是光源法線與視線夾角。 ii被照面法線與視線夾角被照面法線與視線夾角3 3、單位：面積常取平方米、單位：面積常取平方米t物理亮度物理亮度( (亮度亮度) )、表觀亮度、表觀亮度( (明亮度明亮度) )t例：白天的路燈和晚上的同一路燈亮度一致，物理亮度；例：白天的路燈和

13、晚上的同一路燈亮度一致，物理亮度；t白天的路燈看上去不如晚上的同一路燈亮，表觀亮度白天的路燈看上去不如晚上的同一路燈亮，表觀亮度亮度和照度的關(guān)系t一個在各方向上亮度相等的發(fā)光表面1，在另一表面2上形成照度E，則表面1的亮度和2的照度之間的關(guān)系為：cosdILdA=cosdIL dA=2cosdIidEr=2coscosdAdELir=2cosdAdr =cosdEL di=cosELi=某一發(fā)光表面在被照面上形成的照某一發(fā)光表面在被照面上形成的照度，僅和發(fā)光表面的照度及其在被度，僅和發(fā)光表面的照度及其在被照面上形成的立體角投影有關(guān)。照面上形成的立體角投影有關(guān)。亮度和照度的關(guān)系基本光度量的名稱、

14、符號和定義方程 名 稱定 義符號單 位公 式 光通量 光源發(fā)出可見光的總量 流明 (lm) Kme,lV(l) 發(fā)光強度 光源光通量在空間的分布密度I 坎德拉 1cd1lm/1sr Id/d 照 度 被照面接收的光通量E 勒克斯 1lx1lm/1m2 Ed/dA 亮 度 光源或被照面的明亮程度L 坎德拉每平方米 (cd/m2)，nt LI/(ACos)3 材料的光學(xué)性質(zhì)采光材料采光材料 照明材料照明材料發(fā)光物體發(fā)光物體 不發(fā)光物體不發(fā)光物體一、光線的傳播過程一、光線的傳播過程t直線傳播t能夠透射t能夠反射t作為一種能量，能夠被吸收和轉(zhuǎn)化光線的傳播過程 透射光線的傳播過程 透射光線的傳播過程 透

15、射光線的傳播過程 吸收光線的傳播過程 反射光線的傳播過程 反射光線的傳播過程 反射光線的傳播過程 能量守恒定律：反射、吸收、透射1=+=+ = + +,=定向反射和透射t定向反射和透射：光經(jīng)過材料反射或透射后，光分布立體角不改變：鏡子、磨光金屬、磨光石材：玻璃t亮度和發(fā)光強度：,LLLLIIII=或或擴散反射和透射 按光分布大小分成兩類：均勻擴散和定向擴散 均勻擴散反射 均勻擴散透射 發(fā)光強度：朗伯余弦定律2/ELcd m=入射2/ELcd m=入射0cosiIIi=擴散反射和透射t定向擴散反射t定向擴散透射常用材料光學(xué)特性 在天然采光和人工照明中在天然采光和人工照明中 透光材料：玻璃 裝飾材

16、料4 可見度及其影響因素t人眼辨認物體存在或形狀的難易程度稱為可見度。t又可稱為能見度、視度。影響因素一：亮度影響因素一：亮度視覺下限：視覺下限：3.23.21010-6 -6 cd/mcd/m2 2感到刺眼：感到刺眼：1.61.610105 5 cd/mcd/m2 2視覺舒適的照度視覺舒適的照度( (西歐西歐) )1500-3000 lx1500-3000 lx影響因素一：亮度t物體的尺寸，眼睛至物件的距離都會影響人們觀看物件的可見度。t大而近的物體看得清楚，反之則可見度下降。影響因素二：物體相對尺寸影響因素二：物體相對尺寸影響因素二：物體相對尺寸 ：視角 d：需要辨別的物體尺寸 l：眼睛至

17、物件的距離影響因素三：亮度對比t觀看對象和其背景之間的亮度差異，稱為亮度對比；t差異越大，可見度越高。比如： 影響因素三：亮度對比t觀看對象和其背景之間的亮度差異，稱為亮度對比；t差異越大，可見度越高。比如： 我愛上劉老師的課我愛上劉老師的課 快點下課吧快點下課吧影響因素三：亮度對比t亮度對比系數(shù)亮度對比系數(shù)C C：tC C = (L= (Lt t- -L Lb b)/)/L Lb b = L/ = L/ L Lb b tL Lt t目標(biāo)亮度目標(biāo)亮度tL Lb b背景背景亮度亮度對于對于均勻照明、無光澤均勻照明、無光澤的背景和目標(biāo)的背景和目標(biāo)tC C = (= (t t-b b)/)/b b

18、= = / / b bttt目標(biāo)光反射比目標(biāo)光反射比tbb背景光反射比背景光反射比影響因素三：亮度對比以增大亮度對比，來塑造建筑視覺感受亮度、物體相對尺寸、亮度對比對可見度的綜合影響視覺功效曲線亮度(照度)視角亮度對比系數(shù)C影響因素四：識別時間t在一定的條件下：在一定的條件下： 亮度亮度時間時間= =常數(shù)常數(shù)t識別時間與背景亮度的關(guān)系識別時間與背景亮度的關(guān)系影響因素四：識別時間t明適應(yīng)： 由暗到亮，1-2分鐘t暗適應(yīng)： 由亮到暗，40分鐘影響因素四：識別時間t隧道照明中的暗適應(yīng)及明適應(yīng)駛?cè)胨淼腊颠m應(yīng)駛出隧道明適應(yīng)影響因素四：識別時間中國電影博物館的視覺過渡空間影響因素五：眩光t在視野中由于或（

19、），以致引起感覺（）的視覺現(xiàn)象。 影響因素五：眩光不舒適眩光 失能眩光影響因素五：眩光t依據(jù)形成形式：t直接眩光：視野中存在不需要的發(fā)光體；t反射眩光：視野中存在不需要的反射光。影響因素五：眩光建筑光亮外立面產(chǎn)生的反射眩光反射眩光影響因素五：眩光t控制辦法t直接眩光t限制光源亮度：減少亮度t增加眩光源的背景亮度：減少對比t減小形成眩光的光源視看面積：表觀面積t盡可能增大眩光源的仰角t反射眩光t選擇無光澤表面t視覺作業(yè)區(qū)遠離鏡面反射區(qū)t用發(fā)光面積大、亮度低的光源t減少引起鏡面反射光源的照度值在總照度中的比例關(guān)于可見度t可見度的概念？t可見度的影響因素：t亮度t物體的相對尺寸t亮度對比t識別時間t

20、明適應(yīng)、暗適應(yīng)特征t眩光t分類t基本防治方法三者之間的關(guān)系關(guān)于可見度t如何運用可見度的各影響因素，設(shè)計適用、舒適的光環(huán)境？t如何在復(fù)雜的采光和照明環(huán)境中避免眩光？山西博物館 蘇州博物館 洛陽博物館5 顏色一、光色的三原色l三原色不能由其他色混合得到，三原色的波長如下：l紅：700nm，綠：546.1nm，藍：435.8nml由RGB構(gòu)成白光，亮度比為LR=LG:LB=1:4.5907:0.0601 Lm/(srm2)l加法法則l紅：Rl綠：Gl藍：Bl粉、品紅：R+B，Magental黃：R+G，Yellowl靛藍、青：G+B，Cyanl白色：R+G+B光色的三原色t色光混合規(guī)律1、色光連續(xù)變

21、化規(guī)律由兩種色光組成的混合色中，如果一種色光連續(xù)變化，混合色的外貌也連續(xù)變化。2、補色律如果兩種色光混合后得到白光，這兩種色光稱為互補色光，這兩種顏色稱為補色。3、中間色律中間色律的主要內(nèi)容是：任何兩種非補色光混合，便產(chǎn)生中間色。 4、代替律顏色外貌相同的光，不管它們的光譜成份是否一樣在色光混合中都具有相同的效果。凡是在視覺上相同的顏色都是等效的。即相似色混合后仍相似。5、亮度相加律由幾種色光混合組成的混合色的總亮度等于組成混合色的各種色光亮度的總和。物色的三原色l透明體：透射與吸收l不透明體：反射與吸收l減法原理l粉、品紅：R+B，Magental黃：R+G，Yellowl靛藍、青：G+B，

22、CyanlBlue=C+MlGreen=C+YlRed=Y+MlBlack=C+Y+M無彩色系t無彩色系是指白色、黑色和由白色黑色調(diào)合形成的各種深淺不同的灰色。t無彩色系的顏色只有一種基本性質(zhì)。它們不具備色相和純度的性質(zhì)，也就是說它們的色相與純度在理論上都等于零。色彩的明度可用黑白度來表示，愈接近白色，明度愈高；愈接近黑色，明度愈低。黑與白做為顏料，可以調(diào)節(jié)物體色的反射率，使物體色提高明度或降低明度。 顏色定量t色調(diào)（色相）：色調(diào)（色相）：HueHuet明度：明度：ValueValuet彩度（飽和度）：彩度（飽和度）：ChromeChromet色度學(xué)中所應(yīng)用的方法和工具，都是以目視顏色匹配定律

23、色度學(xué)中所應(yīng)用的方法和工具，都是以目視顏色匹配定律和國際上一致采用的標(biāo)準為基礎(chǔ)的。國際照明委員會和國際上一致采用的標(biāo)準為基礎(chǔ)的。國際照明委員會（CIECIE），通過其色度學(xué)委員會，推薦了色度學(xué)方法和基本），通過其色度學(xué)委員會，推薦了色度學(xué)方法和基本的標(biāo)準。的標(biāo)準。t孟塞爾標(biāo)色體系：孟塞爾標(biāo)色體系： V / CV / CtCIECIE（國際照明委員會）（國際照明委員會）tCIE1931CIE1931標(biāo)準色度系統(tǒng)標(biāo)準色度系統(tǒng)t等色實驗等色實驗t刺激值刺激值t色度空間色度空間顏色定量t色調(diào)（Hue） t當(dāng)人們被要求描述一個物體的色彩時，通常會首先說出它的色調(diào)，如“紅”“橙”“綠”“藍”等，色調(diào)就是我

24、們感知到的物體的色彩。圖1的色輪顯示了色彩從一個色調(diào)到另一個色調(diào)的閉環(huán)，就象這個色輪所展示的。如果你將藍色和綠色顏料混合，就會得到藍綠色，在綠色中加入黃色后得到黃綠色。 顏色定量t明度（明度（ValueValue）第二個用于描述色彩特性的是其明亮的強度，也就是亮度，色彩在其高亮度方面可以用深、淺來區(qū)分。顏色定量t彩度（彩度（ChromaChroma）色彩鮮明或暗淡就是用來描述色度的。 顏色定量t孟塞爾表色系統(tǒng)t目前世界上廣泛應(yīng)用的顏色系統(tǒng)，這一系統(tǒng)包括表色方法和標(biāo)準色度卡。t孟塞爾表色系統(tǒng)是孟塞爾立體圖，見圖。該立體圖是一非對稱旋轉(zhuǎn)體，其內(nèi)部有一根中央軸、有10個剖面、還有一個底面。t圖中的中

25、央軸代表照度，它在底盤位置的明度為0，代表黑色；而在中央軸的頂端的照度為102，代表白色；在此二位置的中間則均分為10等分。由此，照度軸上共有11個刻度，各代表的明度值如下表所示。 刻度值v0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10明度值y0 10.2 20.4 30.6 40.8 51.0 61.2 71.4 81.6 91.8 102顏色定量t孟塞爾立體的剖面還用橫豎線分成很多小格,每個小格離底盤的高度仍用與中央軸上等高的明度V表示，而離中央軸的水平距離則用彩度C表示，此彩度的數(shù)值有：t2 4 6 8 10 12 14t由此，剖面上每個小格可用VC表記，如86則代表該小格的明度為8，而彩

26、度則為6。 顏色定量t孟塞爾立體的每個剖面在圓周上的角度用色調(diào)角H表示，并可在此立體圖的底盤上給予標(biāo)記，見圖。t共有五個主要色調(diào)：紅（R）、黃（Y）、綠（G）、藍（B）、紫（P）t五個中間色調(diào)：黃紅（YR）、綠黃（GY）、藍綠（BG）、紫藍（PB）、紅紫（RP）。 顏色定量t因此，孟塞爾表色系統(tǒng)是用孟塞爾立體表示顏色的，而立體內(nèi)的任一位置，即任一剖面上的任一方格的坐標(biāo)，則是用明度V、彩度C、色調(diào)角H的顏色三屬性描述的，而且標(biāo)注順序為：對于有彩色的記為色調(diào)明度彩度，即HV/C；對于無彩色的記為NV，N代表無彩色。t孟塞爾表色系統(tǒng)與CIE之間的參數(shù)轉(zhuǎn)換有表可查。 t根據(jù)孟塞爾表色系統(tǒng)已經(jīng)制出了標(biāo)準

27、色度卡，為定標(biāo)創(chuàng)造了條件。這些標(biāo)準色度卡有兩類：有光澤標(biāo)準色度卡和無光澤標(biāo)準色度卡；此外，還有帶顏色的和中性色的。t每塊卡上均注明有HVC值。 顏色卡塊數(shù)中性卡塊數(shù)1974年卡冊1976年卡冊145014883737顏色定量t 色相 明 度 純 度t紅 4 14t黃橙 6 12t黃 8 12t黃綠 7 10t綠 5 8t藍綠 5 6t藍 4 8t藍紫 3 12t紫 4 12t紫紅 4 12顏色定量t任何顏色都可以用顏色立體上的色相、明度值和彩度這三項坐標(biāo)來標(biāo)定，并給一標(biāo)號。標(biāo)定的方法是先寫出色相H，再寫明度值V，在斜線后寫彩度C。H VC色相 明度值彩度t例如標(biāo)號為10Y812的顏色：它的色相

28、是黃（Y）與綠黃（GY）的中間色，明度值是8，彩度是12。這個標(biāo)號還說明，該顏色比較明亮，具有較高的彩度。t3YR65標(biāo)號表示：色相在紅（R）與黃紅（YR）之間，偏黃紅，明度是6，彩度是5。t對于非彩色的黑白系列（中性色）用N表示，在N后標(biāo)明度值V，斜線后面不寫彩度。NV中性色明度值t例如標(biāo)號N5的意義：明度值是5的灰色。t另外對于彩度低于0.3的中性色，如果需要做精確標(biāo)定時，可采用下式：NV（H，C）中性色明度值（色相，彩度）t例如標(biāo)號為N8（Y，0.2）的顏色，該色是略帶黃色明度為8的淺灰色。顏色定量t色度坐標(biāo)和色品坐標(biāo)t三原色坐標(biāo)：R，G，B，是三維色度坐標(biāo)。t色品坐標(biāo)(歸一化坐標(biāo))：t

29、r=R/(R+G+B), g=G/(R+G+B) ,b=B/(R+G+B) , t并有 r +g + b = 1t光譜三刺激值（色匹配函數(shù)）t 代表匹配一種顏色，需要R、G、B的比例。即取 = ，t就可以匹配出所要求的顏色.并且 , , 是有表可查的，其規(guī)律可參見圖。)(lr)(lg)(lb)(lc)(lcBbGgRr)()()(lll+)(lr)(lg)(lb顏色定量tCIECIE標(biāo)準色度系統(tǒng)標(biāo)準色度系統(tǒng)t設(shè)立標(biāo)準光源和標(biāo)準觀察者,建立假想色度坐標(biāo) ，歸一化坐標(biāo)和色匹配函數(shù)，以此來建立CIE標(biāo)準色度系統(tǒng)。tCIE1931CIE1931標(biāo)準色度系統(tǒng)標(biāo)準色度系統(tǒng)t這一色度系統(tǒng)是在觀測視場為2的情

30、況下制訂出來的。 tCIE1964標(biāo)準色度系統(tǒng)t它的觀測視場是10，其定義式、數(shù)據(jù)及曲線略有變化。 CIE（國際發(fā)光照明委員會）：原文為Commission Internationale de LEclairage（法） 或International Commission on Illumination（英）。 色差t顏色寬容量顏色寬容量tNBSNBS色差單位色差單位t均勻顏色空間：均勻顏色空間：CIE1976CIE1976（L L、a a* *、b b* *）或）或CIE1976CIE1976（L L* *、U U、V V）tCIE1976（L、a*、b*）或CIELAB和CIE1976（L

31、*、U、V）或稱CIELUV，這2個色彩的描述尺度是基出色彩對立理論而來的，即一個色彩不可能既是綠色同時又是紅色。因此，某種色彩可以被用來描述紅、綠和黃、藍屬性，當(dāng)我們用CIELAB來描述色彩時，L代表亮度，a*表示紅/綠值，b*表示黃/藍值，同樣在CIELUV中，L代表亮度，U代表綠/綠值，V代表黃/藍值 光源的色溫t人造光源有各種電光源和熱輻射光源，如電燈光源等。t不同的光源，由于發(fā)光物質(zhì)不同，其光譜能量分布也不相同。一定的光譜能量分布表現(xiàn)為一定的光色，對光源的光色變化，我們用色溫來描述。 tCT- Colour temperature 光源的色溫t黑體輻射的發(fā)射本領(lǐng)只與溫度有關(guān)。t嚴格地

32、說，一個黑體若被加熱，其表面按單位面積輻射光譜能量的大小及其分布完全決定于它的溫度。t因此我們把任一光源發(fā)出的光的顏色與黑體加熱到一定溫度下發(fā)出的光的顏色相比較，來描述光源的光色。光源的色溫t色溫可以定義為： “當(dāng)某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度?！眛因此，色溫是以溫度的數(shù)值來表示光源顏色的特征。t在人工光源中，只有白熾燈燈絲通電加熱與黑體加熱的情況相似。t對白熾燈以外的其它人工光源的光色，其色度不一定準確地與黑體加熱時的色度相同。所以只能用光源的色度與最相接近的黑體的色度的色溫來確定光源的色溫，這樣確定的色溫叫相關(guān)色溫。t相關(guān)色溫 CCT-correlated

33、 Colour temperature 光源的色溫t色溫用絕對溫度“K” （kelvim）表示，絕對溫度等于攝氏溫度加273。如正午的日光具有色溫為6500K，就是說黑體加熱到6500K時發(fā)出的光的顏色與正午的顏色相同。其它如白熾燈色溫約為2600K。t晴天室外光13000 t全陰天室外光6500t白天直射日光5550t白天45斜射日光4800t晝光色、熒光燈6500t氙燈5600t炭精燈55006500光源的色溫t色溫是光源的重要指標(biāo)，一定的色光具有一定的相對能量分布：當(dāng)黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時，其相對光譜能量分布的峰值部位將向短波方向變化，所發(fā)的光帶有一定的顏色，其變化順序是紅-黃-白

34、-藍。 t電熱絲溫度很低（700），呈暗紅色 t電熱絲溫度較低（900），呈鮮紅色 t電熱絲溫度較高（1100），呈黃紅色 t電熱絲溫度更高（1300），呈黃白色 光源的色溫t色溫對彩色攝影有很大的影響。t它與彩色有極密切的關(guān)系。t只有當(dāng)感光材料的特性與光源的色溫相符合時，紅、綠、藍三種色光才能得到平衡，獲得理想的彩色景象。t例如日光型彩色片，當(dāng)色溫在5600K左右時，拍攝不同景物都能得到良好的彩色效果。t當(dāng)色溫偏低時，照片上反映出來的顏色偏紅；t當(dāng)色溫偏高時，則照片上的顏色偏藍。t專供碘鎢燈照明的燈光型彩色片，色溫要求一般在 2800K3 400K之間，可正確地再現(xiàn)被攝對象的色彩。 自然光6

35、000K 鎢絲燈3200K光源的色溫t光色的舒適感t在人類視覺器官發(fā)展和進化中，一直習(xí)慣于日光和火光。人的眼睛在白晝一直適應(yīng)自然光。太陽的輻射光是連續(xù)光譜，日出前和日落后色溫較低。約2 0004 000K，中午和陰天色溫較高，約 5 0007 000K。t低照度時的舒適光色是火光（篝火、燭光、油燈光）的低色溫光色；t偏低或中等照度時，舒適的光色是接近黎明和黃昏時的、色溫略高的光色；高照度時，舒適的光色是接近中午的陽光或偏藍的高色溫天空光色。光源的色溫t光源色溫不同，光色也不同。 色溫色溫光色光色氣氛效果氣氛效果5000K清涼(帶藍的白色) 冷的氣氛3300-5000K中間(白) 爽快的氣氛33

36、00K溫暖(帶紅的白色)穩(wěn)重的氣氛光源的色溫t色溫與亮度: 高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種陰氣的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。t光色的對比: 在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對比將會出現(xiàn)層次效果，光色對比大時，在獲得亮度層次的同時，又可獲得光色的層次。 光源顯色性t不同光源的光譜 光源顯色性t由于同一個顏色樣品在不同的光源下可能使人眼產(chǎn)生不同的色彩感覺，而在日光下物體顯現(xiàn)的顏色是最準確的。因此，可以用日光標(biāo)準（參照光源），將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源（待測光源）與其比較，顯示同色能力的強弱叫做該人工光源的顯色性。光源顯色性t1974年CIE推薦了

37、用“試驗色”法來定量評價光源顯色性的方法，它是測量參照光源照明下和待測光源照明下標(biāo)準樣品的總色位移量為基礎(chǔ)來規(guī)定待測光源的顯色性，用一個顯色指數(shù)值來表示。光源顯色性tCIE規(guī)定14塊測驗用的標(biāo)準顏色樣品，CIE規(guī)定用普朗克輻射體或標(biāo)準照明體D作為參照光源,并將其顯色指數(shù)定為100；tCIE規(guī)定以這些樣品在參照光源下和另一色溫為3000 K 標(biāo)準熒光燈下的顏色色差E為尺度，約定標(biāo)準熒光燈的顯色指數(shù)為50。tCIE根據(jù)在參照光源下和待測光源下顏色樣品的色差，導(dǎo)出計算光源顯色指數(shù)的公式。t光源對某一顏色樣品的顯色指數(shù)稱為特殊顯色指數(shù)Ri ,光源對特定8個顏色樣品的平均顯色指數(shù)稱為一般顯色指數(shù)Ra。t

38、1-8號為中等飽和度、中等明度的常用代表性色調(diào)樣品，第9至14號樣品包括紅、黃、綠、藍等幾種飽和色、歐美的皮膚色和樹葉綠色。在一些特殊場合使用的LED光源，必須考核其特殊的顯色指數(shù)。1985年國家制定了“光源顯色性評價方法”標(biāo)準，并增加了中國人女性膚色的色樣，作為第十五種標(biāo)準色樣。光源顯色性號數(shù)孟塞爾標(biāo)號日光下的顏色號數(shù)孟塞爾標(biāo)號日光下的顏色17.5R 6/4淡灰紅色810P6/8淡紅紫色25Y 6/4暗灰黃色94.5R 4/13飽和紅色35GY6/8飽和黃綠色105Y 8/10飽和黃色42.5G 6/6中等黃綠色114.5G 5/8飽和綠色510BG6/4淡藍綠色123PB 3/11飽和藍色

39、65PB 6/8淡藍色135YR 8/4人的膚色淡黃粉色72.5P 6/8淡紫藍色145GY 4/4樹葉151YR 6/4中國女性膚色光源顯色性tRa：colour rendering index t特殊顯色指數(shù):Ri = 100 - 4.6 Eit一般顯色指數(shù):Ra = ( Ri) / 8 ( i = 1, 2 , 8 )光源顯色性t光源的顯色性以一般顯色性指數(shù)Ra值區(qū)分，Ra值為：10080 顯色優(yōu)良7950 顯色一般49以下 顯色性差t特殊顯色指數(shù)Rit在一些特殊場合使用的LED光源，必須考核其特殊的顯色指數(shù)。對于評價在電視演播室、商場、美容場所等照明用LED光源的顯色性尤為重要。指數(shù)(Ra)等級顯色性一般應(yīng)用90-1001A優(yōu)良需要色彩精確對比的場所80-891B需要色彩正確判斷的場所60-792普通需要中等顯色性的場所40-593對顯色性的要求較低，色差較小的場所20-394較差對顯色性無具體要求的場所光源顯色性t光源的顯色性是由光源的光譜能量分布決定的。日光、白熾燈具有連續(xù)光譜，連續(xù)光譜的光源均有較好的顯色性。t通過對新光源的研究發(fā)現(xiàn)，除連續(xù)光譜的光源具有較好的顯色性外，由幾個特定波長色光組成的混合光源也有很好的顯色效果。如450nm的藍光，540nm