照明场所的眩光分析

眩光是影响光环境健康的主要因素之一。虽然人眼能在约14个数量级的范围内适应亮度，但当经历一段时间对某一视场亮度水平适应后，能够适应的亮度有效区域将降低到4到5个数量级，其它高于该区域的物体或光源便会产生眩光。
眩光的分类及其危害

● 按眩光产生的方式，眩光可分为直接眩光和间接眩光。

直接眩光：

由视野中,特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光；

间接眩光：

即使光源本身不会被观察者看到，但是反射率或光泽度较高的物体经过光源照射后会作为间接光源产生眩光。可进一步将间接眩光分为反射眩光和光幕反射：

● 按视觉状态的不同，眩光可分为两种：失能眩光和不舒适眩光。

失能眩光：

使人眼丧失一定的视觉功能，瞬时降低人眼对于物体的探测能力；

不舒适眩光：

尚未对视觉功能产生影响，仅仅造成主观感受上的不舒适感。

长期眩光作用会造成心理不适感和视觉疲劳，进而引发烦躁、注意力不集中、偏头痛、眼部疾病等生理不适现象。

眩光的评价指标

目前，眩光的评价指标和方法有多种不同的模型，根据具体的照明应用环境使用不同的评价算法。例如，在道路照明用常用阈值增量（TI）来评价失能眩光、室内工作场所中常用统一眩光指数（UGR）评价不舒适眩光，此外，评价不舒适眩光的指数还有眩光指数（GR）、英式眩光指数（BGI）、CIE眩光指数（CGI）等。关于眩光模型的基础研究工作仍在进行中，特别是LED发光原理和特点挑战了眩光评价方法的通用性，已有部分研究针对LED对原有眩光评估方法的修正，但尚未形成统一性的公认结论。
以UGR为例，分析眩光指标的决定因素，其计算公式如下：

注：如果眩光源是小光源，则UGR的计算公式与式(1)有略微差别。
其中，
Lb——背景亮度（cd/m2）；
ω——每个灯具发光部分对观察者眼睛所形成的立体角（sr）；
Lα——灯具在观察者眼睛方向的亮度（cd/m2）；
P——每个单独灯具的位置指数。

 

1-灯具发光部分；2-观察者眼睛方向；3-灯具发光中心与观察者眼睛连线；4-观察者；5-灯具发光表面法线

因此对于眩光的评价，关键在于精确获取整个现场照明的亮度分布图像，并基于图像分析理论，根据相应模型计算出对应的眩光参数。

现场眩光测量的解决方案

人眼的视场观察范围约在30°~120°，也就是说要精确测量120°范围内的二维图像亮度。因此有使用鱼眼镜头来采集图像的方案，但鱼眼镜头带来的图像畸变问题非常严重，而且普通相机的线性度只有3个数量级，远不能满足眩光测量大宽度范围的需求。为了解决这些问题，远方可实现高达2π全空间的亮度图像测量的LGM-2B照明眩光测量系统，用于现场照明的眩光分析。LGM-2B具有高像素分辨率和高角度精度，并且探测器响应与人眼光视效率函数精密匹配，可得到高精度的UGR值和TI值等眩光参数值。