眼的视觉性与照明设计

人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。

1.1色觉向度

光波具有三种可以量化的物理学向度,那就是波长 波幅和纯度。所谓纯度是指同一束光所含光波的种类数。如果该束光只含有一种光波,即为同质光。若含两种以上的光波,就称为异质光或多彩光。
当人眼睛的视网膜受到光的刺激时,所引起的色觉经验具有三种心理性向度,即色彩亮度和饱和度。
色彩之不同,取决于光的波长,而亮度的高低则与光的波幅成正比,但也与光的波长有关。在白天,波长550nm左右的光最亮,而在夜晚,波长510nm左右的光最亮饱和度是指颜色的纯度。其饱和度越大,其色彩越鲜艳,反之,越灰暗。

1.2人眼对光谱的灵敏度

在人眼的视网膜上有两种视觉细胞,即锥状细胞和杆状细胞。锥状细胞不但可以接受色彩的刺激,还可以感受亮度的刺激。所以,在白天书画光下,人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体,但到了夜间或暗处,锥状细胞即失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代.此时,人眼便无法感觉彩色,仅能辨别白色和灰色。

1.3明视觉 暗视觉与中介视觉

明视觉
在环境亮度大于10cd.m-²时,视觉完全由锥状细胞起作用,最的的视觉响应在光谱蓝绿区间的555nm处,在这样亮度的环境中的视觉特性称为明视觉。

暗视觉
在环境亮度低于10-²cd.m-²时,锥状细胞失去感光作用,视觉功能由杆状细胞取代,人眼失去感觉彩色的能力,仅能辨别白色和灰色.在这样亮度的环境中的视觉特性称为暗视觉.

中介视觉
当景物的亮度增加到10-²cd.m-²以上时,除明亮度增加外,还可以发现三个效应。首先,中心凹的察觉开始变得和边缘部分的察觉一样容易。其次,可以感觉到颜色,开始时弱,其后增强。第三,随着亮度的变化,锥状细胞和杆状细胞对视觉的作用也随之发生变化。

1.4明适应 暗适应和比视感度
明适应
人由暗处走到亮处时的视觉适应过程,称为明适应。
当人由暗处走到亮处时,人眼一时无法辨认清物体,需要大约一分钟的调整适应时间,其调整过程分为三个阶段:
(1)瞳孔缩小,减少光线的进入。
(2)锥状细胞敏感度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速降低。

暗适应
人由亮处走到暗处时的视觉适应过程,称为暗适应。
当人由亮处走到暗处时,人眼一时无法辨认物体,需要大约三十分钟的调整适应时间,其调整过程也分为三个阶段:
(1)瞳孔放大,增加光线的进入。
(2)锥状细胞敏感度减弱,感光度逐渐增加。
(3)杆状细胞敏感度迅速增加,以取代锥状细胞,担负视觉功能。

比视感度
可见光的波长约在380 至780 nm之间,其中黄绿色对人眼的视觉感度最高,设定为100%,则波长为480nm的蓝色光和波长为650nm的红色光的比视感度就只有0.1左右了,所以这两种光的视觉感度较差。
所以,在汽车防雾灯和道路照明中采用能发出黄绿光的光源,为的就是增加人眼的视觉感度来提高照明亮度,从而保证安全行车。

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