光學(xué)知識(shí)：照明光學(xué)基礎(chǔ)

照明效果與光度學(xué)、色度學(xué)等因素密切相關(guān)。人眼對(duì)各種不同波長(zhǎng)的光的相對(duì)敏感度是不一樣的，這取決于多項(xiàng)光學(xué)"特性"。

光度學(xué)

人眼觀測(cè)物體感受到的亮度是由光源照射到物體表面的光通量和物體表面反射率共同決定的，并且在計(jì)算時(shí)需要考慮人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的感知效果。

發(fā)光強(qiáng)度描述了光源在特定方向上的輻射能力，光通量表示光源總的輻射亮度，亮度是人眼對(duì)光的主觀感知，照度描述了物體表面接收到的光強(qiáng)度。

其中光通量尤為重要，它不僅是計(jì)算發(fā)光強(qiáng)度、亮度和照度的必要參數(shù)，還可以直接反映燈具的亮度大小。

可見(jiàn)光（Visible Light）

可見(jiàn)光是指人眼可感知的光譜范圍，波長(zhǎng)大約在380到780納米之間，其中紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短。

光通量（Luminous Flux）

衡量光源輻射的總光功率，單位為流明（Lumen，lm）。光通量描述了光源整體輻射的亮度，它不涉及方向性。光通量可以看作是光源發(fā)出的光的總量。

光學(xué)效率（Optical Efficiency）

光學(xué)效率是指光源將輸入電能轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的效率。光學(xué)效率通常用百分比表示，表示光源的能量利用效率。高光學(xué)效率的光源能夠更有效地將電能轉(zhuǎn)化為光能。

立體角（Solid Angle）

用于描述空間中的角度大小，單位為球面度（Steradian，sr）。立體角用于衡量光源輻射的方向性。一個(gè)球面度等于球面上半徑為1米的球體上的面積等于球面半徑平方。

發(fā)光強(qiáng)度（Luminous Intensity）

發(fā)光強(qiáng)度是指光源在某一方向上輻射光的能力，單位為坎德拉（Candela，cd）。發(fā)光強(qiáng)度描述了光源在特定方向上的亮度。根據(jù)光源光強(qiáng)分布特性，設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)和光源的位置，以獲得最大光效。

光照度（Illuminance）

光照度是指光照射到物體表面上的光強(qiáng)度，單位為勒克斯（Lux，lx）。照度與光通量和照射距離有關(guān)。它描述了特定區(qū)域或物體表面接收到的光的數(shù)量。照度可以用來(lái)評(píng)估照明場(chǎng)景下的亮度。

亮度（Brightness）

亮度是對(duì)人眼感知到的光的強(qiáng)度的主觀評(píng)價(jià)。亮度與發(fā)光強(qiáng)度和觀察角度有關(guān)。同樣的光源，在不同的觀察角度下可能會(huì)有不同的亮度感覺(jué)。亮度可以用來(lái)描述物體表面自身發(fā)出的光的強(qiáng)度，亮度及均勻性都隨角度變化而變化。

發(fā)光面積（Light Emitting Area）

發(fā)光面積是指光源輻射光的表面區(qū)域的大小。發(fā)光面積越大，光源所輻射的光通量將更多地分布在更廣闊的區(qū)域內(nèi)。

對(duì)于燈具而言，光通量決定了燈具的亮度和照明效果，合格的燈具應(yīng)提供更高的光通量，從而提供更好的照明效果，如提供足夠的亮度、良好的色彩還原效果，以及適當(dāng)?shù)墓庹辗植肌?/p>

此外，除了光通量這一衡量標(biāo)準(zhǔn)，光學(xué)效率也是一個(gè)非常重要的因素。通常較高的光通量，也就意味著更高的能耗，但一臺(tái)高質(zhì)量燈具卻可以以更少的能量消耗，產(chǎn)生更多的光通量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。因此，光學(xué)效率的高低可以直接影響燈具的能耗和節(jié)能性能。

?色度學(xué)

以上我們通過(guò)不同的物理量對(duì)光的特性有了一定的了解，然而，當(dāng)我們開(kāi)始考慮光的顏色特性時(shí)，我們需要另一個(gè)框架來(lái)描述它。這就是色坐標(biāo)、普朗克黑體輻射定律、色溫、顯色性和相關(guān)色溫等概念。

這些概念描述了光的顏色屬性和其對(duì)物體視覺(jué)效果的影響。色溫確定了光源的顏色特性，顯色性評(píng)估了光源對(duì)物體顏色還原的能力，而相關(guān)色溫描述了物體在特定光源下的顏色感覺(jué)。這些概念提供了一個(gè)有條理的框架，幫助我們理解和描述光的顏色特性。

色坐標(biāo)CIE1931（Color Coordinates）

色坐標(biāo)是用來(lái)描述光源或物體發(fā)出的光在彩色空間中的位置。常用的色坐標(biāo)系統(tǒng)包括CIE XYZ色度學(xué)系統(tǒng)和CIE xyY色度學(xué)系統(tǒng)。色坐標(biāo)通常由兩個(gè)分量表示，比如CIE xy色坐標(biāo)表示為(x, y)。通過(guò)色坐標(biāo)，我們可以確定光源或物體的顏色。

普朗克黑體輻射定律（Planck's Law of Black Body Radiation）

由德國(guó)物理學(xué)家馬克斯·普朗克于1900年提出的一項(xiàng)重要物理定律，用于描述黑體輻射的能譜分布。該定律說(shuō)明了黑體輻射的特性，即隨著頻率的增加，輻射功率密度也會(huì)增加，但增長(zhǎng)率會(huì)逐漸減小。同時(shí)，隨著溫度的升高，整個(gè)頻譜向高頻率方向移動(dòng)，并且峰值輻射頻率也隨之增加。

該定律為光學(xué)設(shè)計(jì)提供了重要的理論基礎(chǔ)，幫助優(yōu)化光源選擇，進(jìn)行光譜分析和評(píng)估，從而實(shí)現(xiàn)所需光學(xué)性能和光學(xué)器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

色溫（Color Temperature）

色溫是用來(lái)描述光源的顏色特性的參數(shù)，單位為開(kāi)爾文（Kelvin，K）。色溫定義了光源輻射出的光的顏色偏暖還是偏冷。較低的色溫（約2700-3500K）通常被認(rèn)為是暖色調(diào)，類似于黃色或橙色的光。較高的色溫（約5000-6500K）通常被認(rèn)為是冷色調(diào)，類似于藍(lán)色或白色的光。

顯色性（Color Rendering）

顯色性是用來(lái)評(píng)價(jià)光源或燈具對(duì)物體顏色還原能力的指標(biāo)。常用的顯色性指標(biāo)包括顯色指數(shù)（Color Rendering Index，CRI）和色質(zhì)指數(shù)（Color Quality Scale，CQS）。這些指標(biāo)描述了光源對(duì)不同顏色的物體的呈現(xiàn)效果，即它們是否能夠準(zhǔn)確還原物體的真實(shí)顏色。

相關(guān)色溫（Correlated Color Temperature，CCT）

相關(guān)色溫是用來(lái)描述物體自發(fā)光（非光源輻射）的顏色特征的參數(shù)。它與光源的色溫有關(guān)，但并不相同。相關(guān)色溫用于描述物體在特定光源照射下所呈現(xiàn)的顏色感覺(jué)。

前照燈色溫差異

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