灯光基础知识

“家”是家人团聚生活，居住的空间；照明在营造氛围中起着至关重要的作用，不仅影响着空间的视觉效果，还能直接影响家人的健康和情绪。

    集光照明对设计细节的要求与把控，源于对细致产品的要求、舒适性和艺术的追求。

    合理的照明设计对健康的影响至关重要。在健康照明方面需注意以下几个问题：

1、睡眠问题：过多的光照会抑制褪黑激素的分泌，导致睡眠障碍，如入睡困难、睡眠质量下降等问题。

2、眼睛健康：长时间暴露在强光下可能导致眼睛疲劳、干涩、模糊视觉等问题，甚至增加患上眼部疾病的风险，如白内障和黄斑变性。

3、心理健康：夜间过度暴露在灯光下可能干扰生物钟，导致抑郁、焦虑等心理健康问题。

4、代谢和内分泌问题：过度暴露在亮光下可能扰乱内分泌系统的正常功能，进而影响身体的代谢调节，增加患肥胖、糖尿病等疾病的风险。

    色温（Color temperature）是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位，单位用开尔文K表示。

    在住宅照明设计中，客餐厅、卧室等主要区域出于营造整体氛围和格调的需要，通常选用光色偏黄的低色温，因为这种光色能给人温暖、舒适的感觉。

（不同色温的光、上图中左为3000K，右为4000K）

    显色指数（Color rendering index）通常简称显指，是显示物体真实颜色的一种指数标准，一般用Ra表示。

    显色指数Ra越接近100，可以更好还原物体的真实色彩，呈现更多细部颜色。显色指数高的灯具在日常生活中应用在很多空间，室内有美术馆、博物馆、餐厅、客厅台灯（学习用灯）等.... 用显色指数高的灯具能确保色彩的真实呈现和视觉上的舒适度。 

（左图Ra为90，右图Ra为97）

    光束角(Beam angle)指在垂直光束中心线的平面上，发光强度等于50%最大光强的两个方向之间的夹角。

    这个参量常用来衡量角度比较窄的反射型光源、射灯和筒灯的光强分布。

    光在照明中常用的四种基本物理量：

1、光通量（Light quantity）是衡量光源发出光数量的一个量纲，通常用‌流明（‌lm）为单位。光通量是按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量，表示光源发出的光的总量。

2、发光强度（Light intensity）在光度学中简称光强或光度。用于表示光源给定方向上单位立体角内光通量的物理量，国际单位为坎德拉cd。

3、照度（illuminance）指单位面积上所接受可见光的光通量。单位勒克斯（Lux或lx）。用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。

4、亮度（Luminance）也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，单位为nit，1nit等于1坎德拉每平方米（cd/m2）。

    防眩角（Non-glare angle）也叫遮光角，是指筒射灯出光口水平线与光源切线的夹角，也就是这两边夹角的位置都属于防眩角。防眩角能保证人们在一定的视角范围内，不直接看到光源。

    相对视见度（Relative luminous efficiency）是亮度感觉的一个基本特征，CIE制定了一个国际标准，即人的平均相对视见度，也就是视见函数，如图所示，分为明视觉和暗视觉：

1、在明视觉中，光的波长在555nm附近即黄绿色光时，人会感觉最明亮；

2、在暗视觉中，波长在507nm附近即绿光时，人会感觉最明亮；

    另外，根据韦伯-费希纳定律，人对明亮度的感觉量与刺激物强度的对数成正比。比如5 lx和10 lx的光相比较时，能够感知到5 lx的差异，，而100 lx和105 lx相比较时，人确无法发现差异；

（相对视见函数曲线）

    光线进入眼中由虹膜包围的瞳孔，虹膜会根据周围的明亮度自动调节瞳孔的进光量。进入瞳孔的光线经过晶状体折射，被聚焦在视网膜上。晶状体相当于照相机镜头，而视网膜相当于胶片。两只眼球可以对周围环境形成立体面面，同时视野也更广阔。

    因此想看见东西，需要信息从视网膜传输到视神经，再传输到大脑的视觉神经中枢。也就是说，人眼不同于照相机，即使眼功能正常，若视神经、大脑受到损伤，一样会损害视觉功能。

    眼睛在成长过程中接受的光刺激对视觉功能会产生终生的影响。特别是儿童时期，眼球本身很小，不适合长期膨胀晶状体看近物，因此要尽量减少看近物的时间，多在户外运动，增加看远处的机会，保持晶状体的灵活性，对于保护眼睛非常重要。

    眩光（Glare）是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。

    如果我们长时间地处于眩光的环境下，轻则眼睛酸痛、引发视觉疲劳，重则视力下降、对眼睛造成不可逆的伤害。

    频闪效应(Stroboscopic effect)是在以一定频率变化的光照射下，使人们观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象。频闪效应是由光源的闪烁而引起的，闪烁(Flicker)是因亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的不稳定的视觉现象。

    频闪现象对眼睛的影响包括眼睛酸痛、偏头痛、加剧孤僻症以及特定条件下诱发光敏性癫痫症。

    如今市场上广泛应用的LED灯具蓝光含量较多，眼睛长时间接受蓝光会对健康产生有害影响：

1、有害蓝光具有极高能量，能够穿透人眼晶状体直达视网膜，引起视网膜色素上皮细胞的萎缩甚至死亡。光敏感细胞的死亡将会导致视力下降甚至完全丧失，这种损坏是不可逆的。

2、蓝光还会导致黄斑病变。人眼中的晶状体会吸收部分蓝光渐渐混浊形成白内障，而大部分的蓝光会穿透晶状体，尤其是儿童晶状体较清澈，无法有效抵挡蓝光，从而更容易导致黄斑病变以及白内障。

3、由于蓝光的波长短，聚焦点并不是落在视网膜中心位置，而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚，眼球会长时间处于紧张状态，引起视疲劳。长时间的视觉疲劳，可能导致人们近视加深、出现复视、阅读时易串行、注意力无法集中等症状，影响人们的学习与工作效率。

4、蓝光会抑制褪黑色素的分泌，而褪黑色素是影响睡眠的一种重要激素，已知的作用是促进睡眠、调节时差。

（睡前玩手机会抑制褪黑素分泌，导致难以入睡）

    由年龄增长所导致的视功能衰退，俗称为老花眼。眼睛的老化过程包括

1、晶状体的硬化即老花眼；

2、瞳孔缩小：随着年龄增长，收光力降低，暗适应能力下降；

3、晶状体浑浊：适应眩光的能力减弱；

（随年龄变化的晶状体对不同波长的光的透射率曲线图）

    光的非视觉效应（Non visual effects of light），就是光线对人的行为及生理学效应的影响。

1、视网膜除了可以将接收到的光线提供给大脑形成视觉画面之外，还可以通过其光敏感受细胞，接收会引起生理反应的光线，从而调节人的内分泌系统、睡眠周期和情绪。

2、高对比度的照明让人振奋、有利于让人保持清醒；相对少一些的对比，可以让人感到平和与放松。

3、灯光的不同色温可在设计中发挥不同的作用。暖色调的灯光可营造出温馨、浪漫的氛围，适合用于卧室或休闲区域。而冷色调的光线则能增加警觉性和专注力，适合用于工作或学习的区域。