一、引言
在光學(xué)測(cè)量的廣闊領(lǐng)域中,成像眩光亮度計(jì)占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,對(duì)光環(huán)境的精確測(cè)量和評(píng)估需求日益增長(zhǎng),成像眩光亮度計(jì)應(yīng)運(yùn)而生,成為眾多行業(yè)的重要工具。無(wú)論是在建筑照明、道路照明,還是在汽車、電子、影視等領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)都發(fā)揮著關(guān)鍵作用,為光環(huán)境的優(yōu)化和視覺(jué)質(zhì)量的提升提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。接下來(lái),讓我們一同深入探索成像眩光亮度計(jì)的奧秘。
二、成像眩光亮度計(jì):定義與原理
(一)定義
成像眩光亮度計(jì),是一種專門用于精確測(cè)量眩光相關(guān)參數(shù)的先進(jìn)光學(xué)儀器 。在各類光環(huán)境中,眩光的存在會(huì)嚴(yán)重影響視覺(jué)舒適度和物體可見(jiàn)度,而成像眩光亮度計(jì)正是為解決這一問(wèn)題而誕生。它能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出眩光源的亮度、環(huán)境光的亮度、光源對(duì)照射區(qū)域形成的立體角以及眩光源的空間位置等關(guān)鍵參數(shù) ,并依據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)、室外體育場(chǎng)所眩光值(GR)、道路照明閾值增量(TI)、窗口眩光值(DGI)等重要的眩光評(píng)價(jià)指標(biāo),為照明設(shè)計(jì)、光環(huán)境評(píng)估以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。
(二)工作原理
成像眩光亮度計(jì)的工作原理融合了先進(jìn)的光學(xué)、電子和計(jì)算機(jī)技術(shù),是一個(gè)復(fù)雜而精妙的過(guò)程。當(dāng)光線進(jìn)入成像眩光亮度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí),首先會(huì)通過(guò)鏡頭收集并聚焦目標(biāo)場(chǎng)景的光線。鏡頭的設(shè)計(jì)和質(zhì)量直接影響到光線的收集效率和成像質(zhì)量,優(yōu)質(zhì)的鏡頭能夠確保光線均勻地投射到圖像傳感器上,減少像差和畸變,為后續(xù)的精確測(cè)量奠定基礎(chǔ)。
圖像傳感器是成像眩光亮度計(jì)的核心部件之一,它將接收到的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。常見(jiàn)的圖像傳感器有 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)和 CCD(電荷耦合器件)兩種類型。CMOS 傳感器具有功耗低、成本低、集成度高的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各類成像設(shè)備中;CCD 傳感器則以其高靈敏度、低噪聲和出色的圖像質(zhì)量在一些對(duì)圖像要求的領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在成像眩光亮度計(jì)中,圖像傳感器的像素?cái)?shù)量、像素尺寸、靈敏度等參數(shù)對(duì)測(cè)量精度和分辨率有著重要影響。高像素的傳感器能夠捕捉到更多的細(xì)節(jié)信息,從而更準(zhǔn)確地測(cè)量眩光參數(shù);而高靈敏度的傳感器則可以在低光照條件下獲得清晰的圖像,擴(kuò)大了成像眩光亮度計(jì)的應(yīng)用范圍。
在圖像傳感器將光線轉(zhuǎn)換為信號(hào)后,這些信號(hào)會(huì)被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和處理。算法會(huì)根據(jù)成像亮度計(jì)的標(biāo)定參數(shù),對(duì)圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)和修正,以消除傳感器的噪聲、暗電流、不均勻響應(yīng)等因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。然后,通過(guò)特定的算法從圖像中提取出眩光源的亮度信息、空間位置信息以及立體角信息等。這些算法基于光學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型,能夠準(zhǔn)確地識(shí)別和分析圖像中的各種元素,從而計(jì)算出所需的眩光參數(shù)。例如,在計(jì)算統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)時(shí),算法會(huì)綜合考慮眩光源的亮度、背景亮度、光源的位置和立體角等因素,按照相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精確計(jì)算。在整個(gè)工作過(guò)程中,成像眩光亮度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)、圖像傳感器和數(shù)據(jù)處理算法緊密配合,共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)眩光亮度的精確測(cè)量。
三、產(chǎn)品特性與優(yōu)勢(shì)
(一)高精度測(cè)量
成像眩光亮度計(jì)在測(cè)量精度上相較于傳統(tǒng)亮度計(jì)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。以某品牌成像眩光亮度計(jì)為例,其采用了像素尺寸達(dá) 3.45umx3.45um 的 4/3 英寸 CMOS 圖像傳感器,有效像素高達(dá) 1600 萬(wàn) 。在實(shí)際測(cè)量中,對(duì)于低亮度場(chǎng)景,如室內(nèi)環(huán)境光亮度為 5cd/m2 時(shí),傳統(tǒng)亮度計(jì)的測(cè)量誤差可能達(dá)到 ±0.5cd/m2 ,而成像眩光亮度計(jì)憑借其高靈敏度的傳感器和先進(jìn)的算法,測(cè)量誤差可控制在 ±0.1cd/m2 以內(nèi),精度提升了數(shù)倍。在高亮度測(cè)量方面,當(dāng)測(cè)量對(duì)象亮度達(dá)到 10 萬(wàn) cd/m2 時(shí),成像眩光亮度計(jì)的測(cè)量精度依然能保持在標(biāo)準(zhǔn),即 ±4% 讀數(shù) ±1 個(gè)讀數(shù),遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)亮度計(jì)的精度表現(xiàn)。
(二)多功能應(yīng)用
成像眩光亮度計(jì)具備強(qiáng)大的多功能應(yīng)用能力,可測(cè)量多種眩光參數(shù),如統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)、室外體育場(chǎng)所眩光值(GR)、道路照明閾值增量(TI)等 。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中,這些參數(shù)發(fā)揮著重要作用。在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中,UGR 是評(píng)估不舒適眩光的關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)成像眩光亮度計(jì)測(cè)量 UGR 值,設(shè)計(jì)師可以根據(jù)不同場(chǎng)所的需求,如辦公室、教室、醫(yī)院等,合理調(diào)整燈具的布局和亮度,以確保室內(nèi)光環(huán)境的舒適度。對(duì)于辦公室,一般要求 UGR 值不超過(guò) 19,而成像眩光亮度計(jì)能夠準(zhǔn)確測(cè)量出當(dāng)前環(huán)境的 UGR 值,幫助設(shè)計(jì)師判斷是否需要對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)整。在體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)中,GR 值則是衡量眩光對(duì)運(yùn)動(dòng)員和觀眾視覺(jué)影響的重要指標(biāo)。通過(guò)測(cè)量 GR 值,照明設(shè)計(jì)師可以優(yōu)化照明系統(tǒng),避免眩光對(duì)運(yùn)動(dòng)員的比賽表現(xiàn)和觀眾的觀賽體驗(yàn)造成不良影響。在道路照明中,TI 值用于評(píng)估失能眩光對(duì)駕駛員視覺(jué)的影響,成像眩光亮度計(jì)能夠精確測(cè)量 TI 值,為道路照明設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù),確保駕駛員在夜間行駛時(shí)的視覺(jué)安全。
(三)便捷操作與數(shù)據(jù)分析
成像眩光亮度計(jì)的操作界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔直觀,即使是初次使用的用戶也能快速上手。儀器配備了清晰的顯示屏和簡(jiǎn)潔的操作按鈕,用戶可以通過(guò)按鍵輕松實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、測(cè)量啟動(dòng)、數(shù)據(jù)保存等功能。其配套軟件具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析功能,能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析。軟件可以自動(dòng)生成各種圖表和報(bào)告,如亮度分布曲線、亮度偽色彩圖、UGR/GR/TI 等眩光參數(shù)的詳細(xì)報(bào)告等 。這些圖表和報(bào)告以直觀的方式展示了測(cè)量結(jié)果,方便用戶快速了解光環(huán)境的眩光情況。軟件還支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)出和共享,用戶可以將測(cè)量數(shù)據(jù)導(dǎo)出為常見(jiàn)的文件格式,如 Excel、PDF 等,以便與其他專業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互或與團(tuán)隊(duì)成員共享分析結(jié)果。在建筑照明項(xiàng)目的驗(yàn)收過(guò)程中,工程師可以使用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,然后通過(guò)配套軟件快速生成詳細(xì)的眩光測(cè)試報(bào)告,為項(xiàng)目驗(yàn)收提供有力的證據(jù)。
四、應(yīng)用領(lǐng)域探索
(一)照明行業(yè)
在照明行業(yè),成像眩光亮度計(jì)扮演著角色。在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中,它是打造舒適光環(huán)境的關(guān)鍵工具。以辦公室照明為例,通過(guò)成像眩光亮度計(jì)測(cè)量統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR),設(shè)計(jì)師可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果優(yōu)化燈具的布局和選型。如果在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域的 UGR 值過(guò)高,可能是由于燈具的安裝位置不當(dāng)或亮度不均勻?qū)е碌?。設(shè)計(jì)師可以據(jù)此調(diào)整燈具的懸掛高度、角度或更換為防眩光燈具,以降低 UGR 值,提高辦公人員的視覺(jué)舒適度,減少因眩光引起的視覺(jué)疲勞,從而提高工作效率。在教室照明中,成像眩光亮度計(jì)同樣發(fā)揮著重要作用。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),教室的 UGR 值應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),以確保學(xué)生在良好的光環(huán)境下學(xué)習(xí)。通過(guò)使用成像眩光亮度計(jì)對(duì)教室照明進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估,學(xué)??梢约皶r(shí)發(fā)現(xiàn)照明系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,并進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn),為學(xué)生提供一個(gè)明亮、舒適、無(wú)眩光的學(xué)習(xí)環(huán)境。
在道路照明領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)是保障交通安全的重要設(shè)備。它主要用于測(cè)量道路照明的閾值增量(TI)。TI 值反映了道路照明中失能眩光對(duì)駕駛員視覺(jué)的影響程度。通過(guò)測(cè)量 TI 值,道路照明設(shè)計(jì)師可以評(píng)估道路照明系統(tǒng)的安全性,并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。在一些夜間交通事故頻發(fā)的路段,通過(guò)成像眩光亮度計(jì)測(cè)量發(fā)現(xiàn),該路段的 TI 值過(guò)高,這意味著駕駛員在該路段行駛時(shí),由于眩光的影響,視覺(jué)能力會(huì)受到較大的削弱,從而增加了交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)師可以通過(guò)調(diào)整路燈的高度、角度、間距或更換為低眩光的燈具,來(lái)降低 TI 值,提高道路照明的安全性,減少夜間交通事故的發(fā)生。
在體育場(chǎng)館照明方面,成像眩光亮度計(jì)是提升觀賽體驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)的關(guān)鍵設(shè)備。它主要用于測(cè)量室外體育場(chǎng)所眩光值(GR)。在大型體育賽事中,,體育場(chǎng)館的照明質(zhì)量直接影響著運(yùn)動(dòng)員的比賽表現(xiàn)和觀眾的觀賽體驗(yàn)。通過(guò)成像眩光亮度計(jì)測(cè)量 GR 值,照明設(shè)計(jì)師可以優(yōu)化照明系統(tǒng),確保運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中不會(huì)受到眩光的干擾,能夠清晰地看到比賽場(chǎng)地和球的運(yùn)動(dòng)軌跡。成像眩光亮度計(jì)也可以保證觀眾在觀看比賽時(shí),不會(huì)因?yàn)檠9舛械讲贿m,能夠盡情享受比賽的精彩瞬間。在一些新建的體育場(chǎng)館中,采用了先進(jìn)的照明系統(tǒng),并通過(guò)成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行精確的測(cè)量和調(diào)試,使得場(chǎng)館的 GR 值控制在極低的水平,為運(yùn)動(dòng)員和觀眾提供了光環(huán)境。
(二)汽車工業(yè)
在汽車工業(yè)中,成像眩光亮度計(jì)在汽車前照燈和車內(nèi)照明設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。汽車前照燈的眩光性能直接關(guān)系到行車安全。在夜間行車時(shí),如果前照燈的眩光控制不當(dāng),會(huì)對(duì)迎面而來(lái)的駕駛員造成強(qiáng)烈的視覺(jué)干擾,增加交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)成像眩光亮度計(jì),汽車制造商可以精確測(cè)量前照燈的眩光參數(shù),如光強(qiáng)分布、光束角度等 。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,制造商可以對(duì)前照燈的光學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,采用先進(jìn)的反射鏡、透鏡和遮光罩等技術(shù),控制光線的傳播方向和強(qiáng)度,減少眩光的產(chǎn)生。一些汽車品牌在研發(fā)前照燈時(shí),利用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行反復(fù)測(cè)試和優(yōu)化,使得前照燈的眩光性能達(dá)到了水平,不僅提高了自身的行車安全性,也減少了對(duì)其他道路使用者的干擾。
車內(nèi)照明的眩光問(wèn)題也不容忽視,它會(huì)影響駕駛員的注意力和視覺(jué)舒適度。成像眩光亮度計(jì)可以用于測(cè)量車內(nèi)各種照明設(shè)備,如儀表盤照明、車內(nèi)氛圍燈等的眩光參數(shù) 。通過(guò)測(cè)量,汽車制造商可以合理設(shè)計(jì)車內(nèi)照明的亮度、顏色和位置,避免眩光對(duì)駕駛員的影響。在設(shè)計(jì)儀表盤照明時(shí),利用成像眩光亮度計(jì)測(cè)量發(fā)現(xiàn),某些顏色的燈光在特定角度下會(huì)產(chǎn)生眩光,影響駕駛員讀取儀表盤信息。制造商可以據(jù)此調(diào)整燈光的顏色和亮度,或者改變照明的角度和位置,確保駕駛員在駕駛過(guò)程中能夠清晰、舒適地讀取儀表盤信息,提高駕駛的安全性和舒適性。
(三)顯示技術(shù)
在顯示技術(shù)領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)是確保產(chǎn)品視覺(jué)質(zhì)量的重要工具。在平板顯示器、手機(jī)屏幕等產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中,成像眩光亮度計(jì)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。平板顯示器的眩光性能直接影響用戶的觀看體驗(yàn)。在光線復(fù)雜的環(huán)境中,如戶外或強(qiáng)光照射的室內(nèi),平板顯示器如果存在嚴(yán)重的眩光問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致圖像的清晰度和對(duì)比度下降,用戶難以看清屏幕內(nèi)容。通過(guò)成像眩光亮度計(jì),顯示器制造商可以測(cè)量屏幕在不同角度和光照條件下的眩光參數(shù),如反射率、對(duì)比度等 。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,制造商可以采用防眩光涂層、偏振片等技術(shù),降低屏幕的反射率,提高圖像的對(duì)比度和清晰度,改善用戶的觀看體驗(yàn)。一些顯示器產(chǎn)品,通過(guò)使用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和優(yōu)化,采用了先進(jìn)的防眩光技術(shù),使得屏幕在強(qiáng)光環(huán)境下依然能夠保持清晰、鮮艷的顯示效果。
手機(jī)屏幕作為人們?nèi)粘J褂米铑l繁的顯示設(shè)備之一,其眩光性能也備受關(guān)注。成像眩光亮度計(jì)可以幫助手機(jī)制造商評(píng)估手機(jī)屏幕在不同使用場(chǎng)景下的眩光情況 。在戶外陽(yáng)光直射下,手機(jī)屏幕的眩光問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致用戶無(wú)法看清屏幕內(nèi)容,影響手機(jī)的正常使用。通過(guò)成像眩光亮度計(jì)的測(cè)量,制造商可以優(yōu)化手機(jī)屏幕的亮度調(diào)節(jié)算法、屏幕材質(zhì)和表面處理工藝,提高屏幕在強(qiáng)光環(huán)境下的可讀性。一些手機(jī)廠商在研發(fā)過(guò)程中,利用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行大量的測(cè)試和分析,采用了自適應(yīng)亮度調(diào)節(jié)技術(shù)和特殊的屏幕涂層,使得手機(jī)屏幕在各種光照條件下都能提供清晰、舒適的視覺(jué)體驗(yàn)。
五、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
(一)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
在國(guó)際上,成像眩光亮度計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展受到一系列嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和指導(dǎo),其中國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有重要的影響力。
CIE 117 - 1995《室內(nèi)照明不舒適眩光》是室內(nèi)照明領(lǐng)域中評(píng)估不舒適眩光的重要標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)的計(jì)算方法和應(yīng)用條件,UGR 值用于量化室內(nèi)照明環(huán)境中不舒適眩光的程度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),UGR 測(cè)試適用于立體角為 0.1~0.0003sr 的光源,這就要求成像亮度計(jì)的分辨率必須大于 500 萬(wàn)像素,以保證能夠準(zhǔn)確測(cè)量 0.0003sr 的光源。在 Guth 位置指數(shù)表中,T/R 最大值為 3,因此測(cè)試系統(tǒng)的視野角必須大于 2×arctan3=143.14° ,以滿足全面測(cè)量的需求。這一標(biāo)準(zhǔn)為室內(nèi)照明設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù),確保了室內(nèi)光環(huán)境的舒適度,使得人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)時(shí)能夠避免受到過(guò)多眩光的干擾。
CIE 112 - 1994《室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和區(qū)域照明的眩光評(píng)價(jià)系統(tǒng)》主要應(yīng)用于室外體育場(chǎng)所和區(qū)域照明的眩光評(píng)價(jià)。該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)計(jì)算眩光值(GR)來(lái)評(píng)估照明系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員和觀眾視覺(jué)的影響。GR 值的計(jì)算基于光源產(chǎn)生的等效光幕亮度和觀察者前面的環(huán)境產(chǎn)生的等效光幕亮度,GR 值越低,眩光限制越好。在大型體育賽事中,,體育場(chǎng)館的照明必須嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和評(píng)估,以確保運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中能夠清晰地看到比賽場(chǎng)地和球的運(yùn)動(dòng)軌跡,同時(shí)保證觀眾在觀看比賽時(shí)不會(huì)因?yàn)檠9舛械讲贿m。
CIE 140 - 2000《道路照明計(jì)算》則是道路照明領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)定了道路照明閾值增量(TI)的計(jì)算方法和應(yīng)用。TI 用于描述光在眼睛里的散射效應(yīng),反映了道路照明中失能眩光對(duì)駕駛員視覺(jué)的影響程度。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),道路照明設(shè)計(jì)必須控制 TI 值在一定范圍內(nèi),以確保駕駛員在夜間行駛時(shí)能夠保持良好的視覺(jué)能力,提高道路交通安全。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,如德國(guó)、美國(guó)等,道路照明工程在設(shè)計(jì)和驗(yàn)收過(guò)程中,都嚴(yán)格按照 CIE 140 - 2000 標(biāo)準(zhǔn)使用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行 TI 值的測(cè)量和評(píng)估。
這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成像眩光亮度計(jì)的性能和測(cè)量方法提出了明確的要求。在像素分辨率方面,為了滿足對(duì)微小立體角光源的測(cè)量需求,成像眩光亮度計(jì)的像素分辨率必須足夠高,以捕捉到精確的光信息。視野角要求成像眩光亮度計(jì)能夠覆蓋足夠大的范圍,以全面測(cè)量眩光參數(shù)。在測(cè)量精度和穩(wěn)定性方面,成像眩光亮度計(jì)需要具備高精度的光學(xué)系統(tǒng)和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)處理能力,以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中,各品牌的成像眩光亮度計(jì)都需要通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和校準(zhǔn),以證明其符合這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求,從而在全球市場(chǎng)上獲得認(rèn)可和應(yīng)用。
(二)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
在國(guó)內(nèi),成像眩光亮度計(jì)的應(yīng)用也遵循一系列嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況和需求,對(duì)成像眩光亮度計(jì)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了規(guī)范和指導(dǎo)。
GB 50034 - 2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》是國(guó)內(nèi)建筑照明領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了室內(nèi)眩光評(píng)價(jià)指標(biāo)為統(tǒng)一眩光值(UGR),以及體育場(chǎng)設(shè)施的眩光評(píng)價(jià)指標(biāo)眩光值(GR),其計(jì)算方法來(lái)源于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) CIE 117 - 1995 和 CIE 112 - 1994。在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中,對(duì)于不同功能的場(chǎng)所,如辦公室、教室、醫(yī)院等,標(biāo)準(zhǔn)都明確規(guī)定了 UGR 的限值。辦公室的 UGR 限值一般為 19,教室的 UGR 限值也有相應(yīng)的規(guī)定,以確保室內(nèi)光環(huán)境的舒適度,減少眩光對(duì)人們視覺(jué)的影響。在體育場(chǎng)設(shè)施的照明設(shè)計(jì)中,GR 值的控制同樣重要,以滿足運(yùn)動(dòng)員比賽和觀眾觀賽的需求。
JGJ/T153 - 2007《體育場(chǎng)館照明設(shè)計(jì)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》具體規(guī)定了體育場(chǎng)館類的眩光評(píng)價(jià)指標(biāo)為眩光值(GR),評(píng)價(jià)方法來(lái)自國(guó)際照明委員會(huì) CIE112 - 1994《關(guān)于室外體育設(shè)施和區(qū)域照明的眩光評(píng)價(jià)系統(tǒng)》。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)體育場(chǎng)館的照明設(shè)計(jì)和檢測(cè)提出了詳細(xì)的要求,包括燈具的布置、安裝高度、角度等方面,以確保體育場(chǎng)館的照明能夠滿足比賽和觀眾觀看的需求,同時(shí)控制眩光的產(chǎn)生。在一些大型體育場(chǎng)館的建設(shè)和改造過(guò)程中,都嚴(yán)格按照該標(biāo)準(zhǔn)使用成像眩光亮度計(jì)進(jìn)行 GR 值的測(cè)量和評(píng)估,以保證照明系統(tǒng)的質(zhì)量。
CJJ45 - 2015《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了眩光的評(píng)價(jià)指標(biāo)為閾值增量(TI),采用的是國(guó)際照明委員會(huì) (CIE),北美照明國(guó)際學(xué)會(huì) (IESNA) 等國(guó)際組織的照明標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)城市道路照明的設(shè)計(jì)、建設(shè)和維護(hù)提供了指導(dǎo),要求在道路照明設(shè)計(jì)中,必須控制 TI 值在一定范圍內(nèi),以確保駕駛員在夜間行駛時(shí)的視覺(jué)安全。在城市道路照明工程的驗(yàn)收過(guò)程中,通常會(huì)使用成像眩光亮度計(jì)測(cè)量 TI 值,以驗(yàn)證道路照明是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
這些國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成像眩光亮度計(jì)的性能和應(yīng)用提出了具體的要求。在測(cè)量精度方面,成像眩光亮度計(jì)需要滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)量誤差范圍,以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在功能方面,要求成像眩光亮度計(jì)能夠準(zhǔn)確測(cè)量各種眩光參數(shù),如 UGR、GR、TI 等,并具備數(shù)據(jù)處理和分析功能,以生成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試報(bào)告。在實(shí)際應(yīng)用中,國(guó)內(nèi)的照明工程公司、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)等在使用成像眩光亮度計(jì)時(shí),都必須嚴(yán)格按照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和檢測(cè),以保證照明工程的質(zhì)量和安全性。
七、選購(gòu)指南
(一)明確需求
在選購(gòu)成像眩光亮度計(jì)之前,用戶需要根據(jù)自身的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和測(cè)量需求來(lái)確定所需的功能和參數(shù)。如果是用于室內(nèi)照明設(shè)計(jì),主要關(guān)注統(tǒng)一眩光指數(shù)(UGR)的測(cè)量,那么成像眩光亮度計(jì)應(yīng)具備高精度的 UGR 測(cè)量功能,并且能夠適應(yīng)室內(nèi)復(fù)雜的光環(huán)境。在測(cè)量辦公室照明時(shí),需要準(zhǔn)確測(cè)量出不同燈具布局和亮度設(shè)置下的 UGR 值,以評(píng)估照明方案的舒適度。如果是用于道路照明檢測(cè),重點(diǎn)則在于道路照明閾值增量(TI)的測(cè)量,成像眩光亮度計(jì)需要具備快速、準(zhǔn)確測(cè)量 TI 值的能力,以及適應(yīng)戶外不同光照條件和測(cè)量距離的要求。在檢測(cè)高速公路照明時(shí),要能夠在不同天氣和時(shí)間條件下,準(zhǔn)確測(cè)量出道路的 TI 值,以確保道路照明的安全性。
(二)對(duì)比參數(shù)
在選購(gòu)成像眩光亮度計(jì)時(shí),需要重點(diǎn)關(guān)注多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。像素分辨率直接影響測(cè)量的精度和圖像細(xì)節(jié)捕捉能力。高像素分辨率的成像眩光亮度計(jì)能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量微小光源和復(fù)雜光環(huán)境中的眩光參數(shù)。例如,對(duì)于測(cè)量汽車前照燈的眩光,高像素分辨率可以清晰地捕捉到前照燈的光束細(xì)節(jié)和光強(qiáng)分布,從而更準(zhǔn)確地評(píng)估其眩光性能。測(cè)量精度是衡量成像眩光亮度計(jì)性能的重要指標(biāo),高精度的測(cè)量能夠提供更可靠的數(shù)據(jù)。在科研和制造領(lǐng)域,對(duì)測(cè)量精度要求嚴(yán)格,成像眩光亮度計(jì)的測(cè)量誤差應(yīng)控制在極小的范圍內(nèi),以滿足實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)的需要。動(dòng)態(tài)范圍決定了成像眩光亮度計(jì)能夠測(cè)量的亮度范圍,寬動(dòng)態(tài)范圍可以在不同亮度條件下準(zhǔn)確測(cè)量眩光參數(shù),避免過(guò)曝或欠曝的情況。在測(cè)量城市夜景照明時(shí),既有明亮的路燈,又有較暗的建筑物表面,寬動(dòng)態(tài)范圍的成像眩光亮度計(jì)能夠同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量不同亮度區(qū)域的眩光參數(shù)。
(三)品牌與售后
選擇成像眩光亮度計(jì)至關(guān)重要。擁有先進(jìn)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系,能夠保證產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。例如,先鋒科技在成像亮度計(jì)領(lǐng)域擁有多年的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),其產(chǎn)品采用先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的材料,性能穩(wěn)定可靠,在市場(chǎng)上享有良好的口碑。良好的售后服務(wù)也是保障產(chǎn)品正常使用的關(guān)鍵。售后服務(wù)包括儀器的校準(zhǔn)、維修、技術(shù)支持等方面。在使用過(guò)程中,如果成像眩光亮度計(jì)出現(xiàn)故障,能夠及時(shí)得到廠家的維修和技術(shù)支持,確保測(cè)量工作的順利進(jìn)行。一些品牌還提供定期的儀器校準(zhǔn)服務(wù),保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在選擇成像眩光亮度計(jì)時(shí),要了解廠家的售后服務(wù)政策和網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況,選擇售后服務(wù)完善的品牌。
八、未來(lái)展望
(一)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
隨著科技的飛速發(fā)展,成像眩光亮度計(jì)在未來(lái)將在多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域取得顯著突破和發(fā)展。在傳感器技術(shù)方面,未來(lái)的成像眩光亮度計(jì)有望采用更先進(jìn)的傳感器,進(jìn)一步提高像素分辨率和靈敏度。索尼公司已經(jīng)在研發(fā)超高像素的 CMOS 傳感器,預(yù)計(jì)未來(lái)其像素分辨率將達(dá)到數(shù)億級(jí)別,這將使得成像眩光亮度計(jì)能夠捕捉到更微小的光信號(hào)變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)眩光參數(shù)的更精確測(cè)量。新的傳感器技術(shù)還可能在量子點(diǎn)技術(shù)、有機(jī)光電二極管(OPD)等領(lǐng)域取得突破,這些技術(shù)將賦予成像眩光亮度計(jì)更高的靈敏度和更寬的動(dòng)態(tài)范圍,使其能夠在更復(fù)雜的光環(huán)境下準(zhǔn)確測(cè)量眩光參數(shù)。
算法優(yōu)化也是成像眩光亮度計(jì)未來(lái)發(fā)展的重要方向。隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷進(jìn)步,成像眩光亮度計(jì)將能夠利用這些先進(jìn)的算法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行更智能、更高效的分析。通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法,成像眩光亮度計(jì)可以自動(dòng)識(shí)別和分類不同類型的眩光,根據(jù)大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù),準(zhǔn)確預(yù)測(cè)眩光的發(fā)展趨勢(shì),為照明系統(tǒng)的優(yōu)化提供更具前瞻性的建議。在道路照明中,成像眩光亮度計(jì)可以通過(guò)分析不同時(shí)間段、不同天氣條件下的眩光數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)未來(lái)可能出現(xiàn)的眩光問(wèn)題,并提前采取措施進(jìn)行預(yù)防,如調(diào)整路燈的亮度、角度或更換燈具等。
智能化也是成像眩光亮度計(jì)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。未來(lái)的成像眩光亮度計(jì)將具備更強(qiáng)大的智能功能,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量和數(shù)據(jù)分析。通過(guò)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,成像眩光亮度計(jì)可以實(shí)時(shí)上傳測(cè)量數(shù)據(jù),并與其他智能設(shè)備進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。在大型體育場(chǎng)館中,成像眩光亮度計(jì)可以將測(cè)量到的眩光數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到場(chǎng)館的照明管理系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整照明設(shè)備的參數(shù),以確保場(chǎng)館內(nèi)的眩光始終控制在合理范圍內(nèi)。成像眩光亮度計(jì)還可能具備語(yǔ)音交互功能,用戶可以通過(guò)語(yǔ)音指令進(jìn)行測(cè)量操作和數(shù)據(jù)查詢,提高使用的便捷性。
(二)應(yīng)用拓展
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,成像眩光亮度計(jì)在未來(lái)將在新興領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)將發(fā)揮重要作用。VR 和 AR 設(shè)備的顯示效果直接影響用戶的體驗(yàn),而眩光問(wèn)題是影響顯示效果的重要因素之一。通過(guò)使用成像眩光亮度計(jì),VR 和 AR 設(shè)備制造商可以精確測(cè)量設(shè)備在不同使用場(chǎng)景下的眩光參數(shù),如屏幕的反射率、對(duì)比度等 。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,制造商可以優(yōu)化設(shè)備的光學(xué)設(shè)計(jì),采用防眩光涂層、優(yōu)化屏幕亮度和色彩校準(zhǔn)等技術(shù),減少眩光對(duì)用戶視覺(jué)的影響,提高 VR 和 AR 設(shè)備的顯示質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。在 VR 游戲中,玩家需要長(zhǎng)時(shí)間佩戴 VR 設(shè)備,如果設(shè)備存在嚴(yán)重的眩光問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致玩家眼睛疲勞、頭暈等不適癥狀,影響游戲體驗(yàn)。通過(guò)成像眩光亮度計(jì)的測(cè)量和優(yōu)化,可以有效解決這些問(wèn)題,為玩家提供更加舒適、沉浸的游戲體驗(yàn)。
在智能交通領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)也將有廣闊的應(yīng)用前景。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展,車輛對(duì)環(huán)境光的感知和適應(yīng)能力變得越來(lái)越重要。成像眩光亮度計(jì)可以用于測(cè)量車輛周圍環(huán)境的眩光情況,為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的光環(huán)境信息。在強(qiáng)光照射下,如陽(yáng)光直射或?qū)γ孳囕v的遠(yuǎn)光燈照射時(shí),成像眩光亮度計(jì)可以及時(shí)檢測(cè)到眩光的存在,并將信息傳輸給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)根據(jù)這些信息,調(diào)整車輛的行駛策略,如降低車速、調(diào)整行駛方向等,以確保行車安全。成像眩光亮度計(jì)還可以用于智能交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,通過(guò)測(cè)量不同時(shí)間段和天氣條件下的眩光情況,合理調(diào)整信號(hào)燈的亮度和顏色,提高信號(hào)燈的可見(jiàn)性,減少交通事故的發(fā)生。
成像眩光亮度計(jì)作為光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備,在現(xiàn)代社會(huì)的眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著作用。從照明行業(yè)到汽車工業(yè),再到顯示技術(shù)領(lǐng)域,成像眩光亮度計(jì)的高精度測(cè)量、多功能應(yīng)用和便捷操作,為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展提供了有力的支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,成像眩光亮度計(jì)的未來(lái)充滿了無(wú)限的可能性。我們期待在未來(lái),成像眩光亮度計(jì)能夠在更多的新興領(lǐng)域中得到應(yīng)用,為我們創(chuàng)造更加舒適、安全、高效的光環(huán)境,推動(dòng)各行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。