5视觉与环境

视觉与环境主要介绍视觉与视觉环境交互作用所显示的视觉特性，根据眼的机能所表现的视区分布，以及客观环境的形态、光影、色影、物体的质感、空间旷奥度等与视觉的关系，并简介室内视觉环境设计概念。一、视觉特性二、光线与视觉三、色彩与视觉四、形态与视觉五、质地与视觉六、空间与视觉一视觉特性这里的“视觉”指视知觉，即视觉是各种环境因子对视感官的刺激作用，表现出来的视知觉效应。1光知觉特性2颜色知觉特性3形状知觉特性4质地知觉特性5空间知觉特性6时间知觉特性7恒常特性1光知觉特性人对光的刺激反应表现为分辨能力、适应性、敏感程度、可见范围、变化反应和立体感等一系列光觉特性。2颜色知觉特性•颜色的本质同光一样，是不同频率的电磁波，各种颜色的波长也在可见光的光谱范围内。•人对颜色的反应，表现在颜色的基本特性的知觉，即对色调、明度和饱和度的知觉及其心理表现。3形状知觉特性由于光对物体各部分的作用不同，产生了人对物体形状的图形知觉，形状知觉特性表现为人对图形和背景，良好形态和空间形象的认识。4质地知觉特性•由于光对物体表现作用的差异，物体表面的质地也就呈现出来。•人对物体表面质地的感觉，即质感，表现为光洁程度、柔软度等。5空间知觉特性•人在空间视觉中依靠多种客观条件和机体内部条件来判断物体的空间位置，从而产生空间知觉。•空间知觉特性表现为人对空间的认识，空间的开放性和封闭性。6时间知觉特性•由于光对物体和环境作用的强度和时间长短的不同，人对环境的适应和辨别率也不一样，这就是视觉的时间特性。7恒常特性•人对固定物体的形状、大小、质地、颜色、空间等特性的认识，不因时间和空间的变化而改变，这就是视觉的恒常性。•由于环境因子刺激量和人的接受水平的差异，故同一室内环境，给各人的反应是各不相同的。•在众多因子中，光和颜色对环境氛围影响最大。二光线与视觉（一）人与光线1光线的作用2光与健康3室内光的利用和遮挡（二）视觉机能1视力2适应3视敏度4视野5闪烁6眩光7立体视觉（三）视度（四）光觉质量1日照2天然采光3人工照明（五）室内光环境设计（一）人与光线1光线的作用•太阳光有生物学、化学作用•照亮物体，看清世界•直射阳光对居室有杀菌作用•光能改变周围环境，利用光线可创造丰富的艺术效果2光与健康•长期在阳光下工作会易疲劳，过多紫外线照射皮肤易病变。过多直射光易造成室内过热。不合理的光照会使工作面产生炫光，伤害视力。因此，应科学进行采光和照明设计。3室内光的利用与遮挡•利用直射阳光照亮室内环境，制造室内环境气氛，提高卫生水平，因此要保证建筑合理间距，选择好采光口；•利用直射光进行日光浴，治疗疾病，也要选择采光方向和位置。•采用人工照明，照亮室内环境，制造室内环境气氛，要选择合理的光源、正确的照明设计。•防止夏季过多直射光进入室内，需进行建筑遮阳，建筑隔热。1视力视力与视觉生理•视力—眼睛对物体形态的分辨能力。•中心视觉—眼球不动能看到的最鲜明的映像范围约为2°左右•周边视觉—中心视觉的外侧模糊视角，视力下降•暗处视力偏离中心5°左右为最高。对夜间活动十分重要。视力与亮度•背景越亮，清晰度越高视力与年龄•老年人的视觉环境应有足够亮度视力是眼睛能辨别物体很小间距的能力。照明性质和照明水平，对象与背景的亮度对比都对视力有很明显的影响，观察距离对视力也有影响。2适应•人的感觉器官在外界条件刺激下，由于生理机制，会使感受性发生变化。它既能免受过强刺激的损害，又能对弱刺激具有敏感的反应能力。这种感觉器官感受性变化的过程及其变化达到的状态，叫适应。•眼睛向暗处的适应叫暗适应，适应时间长达10多分钟；从暗处进入亮处的适应叫亮适应或明适应，约1分钟完成。•人的明适应和暗适应的视觉特性对室内设计的影响较大。如地道的出入口，采取在近入口的亮处设置日光灯照明系统，在地道暗处采用白炽灯照明，使人适应环境的变化。3视敏度•在可见光范围内，眼睛对各种波长的光具有不同的感受性。眼睛对某波长的光的敏感程度，称视敏度。•最高视敏度为1，其它各波长的相对视敏度为对比视敏度。•锥状体（白天）对波长555nm的黄绿色具有最高感受性，棒状体（晚上）对波长510的绿色光敏感度最高。•应用：商店橱窗设计和室内商品陈列，红色物品宜搁置在明亮处，或采用近似日光的照明系统使其鲜艳。对近似绿色的物品，宜设在较暗处或使用单色照明系统使其鲜明。4视野•视野—视线固定时眼睛看到的范围。•静视野—两眼静视时的合成视野•动视野—让眼球自由运动的视野•注视野—注视范围大约停留在40°界限内。•应用在室内空间设计中，人在室内，如果各围合界面在视野范围内，一般会感觉太小，压抑。反之则显得宽广。正常人的视野范围正常人的色视野5闪烁•闪烁—眼睛会感觉光的周期性时间变动的现象•一般光越高，闪烁越明显；偏离视网膜中心越远，闪烁感觉越大，如侧视光源或被照物。•应用:在室内设计中选择光源时要注意不选用闪熄频率次数低的荧光灯，光的方向或被照物不要布置在侧视范围。如在窗口上方布置日光灯，要注意避免闪烁现象。6眩光•眩光—眼睛遇到过强的光，整个视野感到刺激，眼睛不能完全发挥机能。会导致降低视敏度和降低视力。•如白天眼睛正视阳光，夜间眼睛正视迎面而来的汽车灯光，一个很大的高亮度光源，悬吊在接近视线的高度上会感到刺眼，都会出现眩光。•不恰当的阳光采光口，不合理的高度，不恰当的强光方向，均会在室内形成眩光。特别是展厅的展面设计，尤其应避免。发光体角度与眩光的关系7立体视觉•人的视网膜获得的外界信息是二维映像，然而，人能够知觉客观物体的第三维的深度，这就是立体视觉。•立体视觉为物体的立体感知提供了理论依据，在室内设计和造型设计时，既要考虑视觉图形的客观规律，又要考虑立体视觉的特点，使设计更符合视觉要求。（三）视度视度就是指观看物体清楚的程度。这个问题是天然采光和人工照明需要解决的问题。•物体的视度和以下因素有关：（1）物体的视角（物体在眼前所张的角）白天光线下，看清物体的视角约4°~5°，照度小，视角要增大。（2）物体和其背景间的亮度对比（3）物体的亮度（4）观察者与物体的距离（5）观察时间的长短（四）光觉质量1日照（1）建筑物的日照时间、方位及间距我国规定，住宅必须保证在冬至有1小时的满窗口的有效日照。建筑的朝向最好朝南或适当的偏东或偏西。建筑物的间距与高度的比值在1：1.1以上。（2）紫外线的有效辐射范围。对于幼儿园疗养院等建筑物，要有一定的紫外线辐射，应选择好建筑物地点和确定室内采光口的位置和大小。有条件可设阳光室。（3）绿化的合理配置。在夏季为减少阳光对室内辐射的影响，在室外配置树木。种植时，尽可能在辐射强的一方但不能影响正常的采光。（4）建筑物阴影。建筑物阴影可增强室内或室外的建筑视觉形象，减少夏季的热辐射。为满足光照等要求，可设置移动的窗帘或活动遮阳板。（5）室内日照面积。主要通过向阳面采光口获得。采光口大小通过计算确定，有效面积是阳光射到地板上的面积。2天然采光采光质量主要取决于采光口的大小（宽度和高度）和形状，采光口离地高低，采光口分布和间距。在确定采光系统时，对有特殊要求的室内环境需特殊处理，防止眩光。处理办法有两种，一是提高背景的相对平均亮度，二是提高窗口高度使窗下的墙体对眼睛产生一个保护角。•室内面积和窗户大小无人工光源时的室内照度=0.2×全天空照度×（窗面积/室内地面积）计算：若室内要求250lx，室内地面长3米，宽5米，求窗户面积大小？（全天空照度一般按5000lx）3人工照明•均匀式照明或环境照明多数室内采用，以均匀的方式照亮空间。这种照明可有效降低工作面上的照明与室内环境照明之间的对比度，还可以减弱阴影，使墙角变得柔和舒展。•局部照明或工作照明为满足某种视力要求而照亮空间的一块特定区域。光源在工作面附近，效率较高。•重点照明是局部照明的一种形式，产生各种聚焦点以及明与暗的有节奏的图形。可以缓解普通照明的单调性，突出房间特色或强调某种艺术品。室内光环境设计•室内光环境主要是采光、照明和色彩环境。•室内光环境的合理与否直接影响情绪、安全、作业效率、作业疲劳及视觉机能。•色彩在日常生活和工作具有重要的心理效果，直接影响情绪和安全。室内光环境概念•天然采光•人工照明•光通量•照度•亮度•照度与亮度的关系室内照明设计•照明的作用•照明的方式•照明的设计要点•照明设计常用的处理手法•室内空间照明设计原则天然采光通过不同形式的窗户以及建筑构件利用天然光线，使室内形成一个合理舒适的光环境。住宅建筑在白天一般以自然采光为主，自然光具有明朗、健康、舒适、节能的特点•影响因素：窗户大小、玻璃颜色、玻璃的反射和折射率、朝向（方位）人工照明•人工照明具有光照稳定，不受房间方向、位置的影响等特点。在设计中可根据每个空间的需要灵活设置灯具。•人工照明不仅应满足照度的需要，还应向环境照明，艺术照明发展，满足人的心理需要。光通量光通量(luminousflus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).照度照度是反映光照强度的一个单位，是照明设计的数量指标。定义为单位面积的光通量。作业内容推荐照度（lx）极精密作业1500~3000较精密作业750~1500普通事务1000左右一般制造，家庭居室300~750照度计算•分粗略计算和精确计算•对于住宅，照度要求不高•对于路面照明，若达不到要求照度指标，易发生交通事故•对于商店照明，超出要求照度指标，造成经济负担•在计算地板、桌面、作业台面平均照度可以用下列基本公式进行，略估算出灯具。照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m2)：平均照度(Eav)=单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽)公式说明：单个灯具光通量Φ——是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值。空间利用系数(CU)——是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。如常用灯盘在3米左右高的空间使用，其利用系数CU可取0.6--0.75之间；而悬挂灯铝罩，空间高度6--10米时，其利用系数CU取值范围在0.7--0.45；筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4--0.55；而像光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3--0.5。可由公司提供以上数据。维护系数（K)——是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发生光衰;或由于房间灰尘的积累，致使空间反射效率降低，致使照度降低而乘上的系数。一般较清洁的场所,如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8；而一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、机械加工车间、车站等场所维护系数K取0.7；而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。实例•东莞某机械加工生产车间长为58m、宽为18m、高为8m，矩形，员工作业台面为0.8m。顶棚混合水泥土结构，墙壁刷成白色。经各方面综合考虑现推荐采用我司悬挂灯PAK-H01-250L-AP-LJ配250W金卤光源作为照明使用，经查《建筑照明标准手册》，400Lx照度即可达到该车间照明需求。试计算需多少套灯具？解：根据室内计算公式：EAV=(Φ×N×CU×K)/(A×B)查资料得各参数：(1)、250W单端涂粉形金卤光源的总光通量为：Φ=18500；(2)、CU取=0.65；K=0.7将以上各参数代入公式得：N=？(套)亮度•物体本身的明亮程度，单位是坎德拉每平方米。•为减少眼睛疲劳，作业环境各部分亮度分布和反射率建议值如下：对比部位车间（最大值）办公室（最大值）工作对象与其邻近3：13：1工作对象与较远处10：15：1照明器与其附近20：1在视野任何处40：1部位反射率值房顶80%~90%墙壁，窗帘（平均）50%~60%机器设备及家具表面25%~45%地面20%~40%亮度分布各部分反射率照度与亮度的关系•家具、墙体等物体的亮度与表