•
Wpływ
ś
wiatła na funkcjonowanie człowieka
•
Pomiary
ś
wiatła
•
Wytwarzanie
ś
wiatła
•
Kształtowanie rozsyłu
ś
wiatła
•
Zastosowanie
ś
wiatła w celu uwidocznienia
ś
rodowiska człowieka
Podstawy Techniki Świetlnej
•
dr inŜ. Małgorzata Górczewska
•
luxel@hot.pl
•
Zakład Techniki Świetlnej i Elektrotermii
•
http://lumen.iee.put.poznan.pl/studenci
•
www.swiatlo.tak.pl
Podstawowe dziedziny Techniki
Ś
wietlnej
•
Psychofizjologia widzenia
•
Fotometria i kolorymetria
•
Ź
ródła
ś
wiatła
•
Oprawy o
ś
wietleniowe
•
Technika o
ś
wietlania
Podstawowe zagadnienia Techniki
Ś
wietlnej
Psychofizjologia widzenia zajmuje si
ę
:
•
- badaniem fizjologicznych i psychologicznych reakcji układu widzenia
człowieka na promieniowanie widzialne
•
- zwi
ą
zkami pomi
ę
dzy bod
ź
cami a wra
Ŝ
eniami
Fotometria i kolorymetria
•
Fotometria
– pomiary
ś
wiatła, na podstawie których okre
ś
la si
ę
warto
ś
ci
podstawowych wielko
ś
ci i wska
ź
ników charakteryzuj
ą
cych
ź
ródła
ś
wiatła, oprawy
o
ś
wietleniowe oraz o
ś
wietlane wn
ę
trza lub przestrzenie zewn
ę
trzne
•
Kolorymetria
– pomiary i obliczenia barwy
ś
wiatła, prowadzone w celu
charakteryzowania niektórych cech
ź
ródeł
ś
wiatła i efektów zwi
ą
zanych z ich
zastosowaniem
Ź
ródła
ś
wiatła
•
Konstrukcja i zasada działania
•
Cechy
ź
ródeł
ś
wiatła – parametry ilo
ś
ciowe i jako
ś
ciowe wytwarzanego
ś
wiatła
prawidłowe warunki działania
•
Układy pracy lamp – elementy stabilizacyjno-zapłonowe
•
Regulacja i sterowanie
•
Eksploatacja
Oprawy o
ś
wietleniowe
Urz
ą
dzenia słu
Ŝą
ce do:
•
- zasilania lamp
•
- kształtowania rozsyłu strumienia
ś
wietlnego
•
- filtrowania lub przekształcania
ś
wiatła
•
- ochrony lamp i układów stabilizacyjno- zapłonowych
•
- mocowania
Technika o
ś
wietlania
•
Zasady i sposoby stosowania
ś
wiatła w celu uwidocznienia obiektów i ich otoczenia
•
o
ś
wietlenie wn
ę
trz
:
•
- o
ś
wietlenie wn
ę
trz
ś
wiatłem naturalnym
•
- o
ś
wietlenie wn
ę
trz
ś
wiatłem sztucznym
•
o
ś
wietlenie zewn
ę
trzne
•
- o
ś
wietlenie dróg i ulic
•
- o
ś
wietlenie placów, terenów otwartych
•
- o
ś
wietlenie iluminacyjne
Percepcja otoczenia
0%
50%
100%
83%
11%
3,5%
1,5%
1%
wzrok słuch
w
ę
ch
dotyk
smak
Psychofizjologia widzenia zajmuje si
ę
:
•
- badaniem fizjologicznych i psychologicznych reakcji układu widzenia
człowieka na promieniowanie widzialne
•
- zwi
ą
zkami pomi
ę
dzy bod
ź
cami a wra
Ŝ
eniami
Oko jako kamera
(Rys. Philips)
Budowa oka
Rozmieszczenie fotoreceptorów na siatkówce
•
Pr
ę
ciki - 120 mln
•
- rozło
Ŝ
enie na całej siatkówce (poza dołkiem
ś
rodkowym)
•
- du
Ŝ
a
ś
wiatłoczuło
ść
(500x czulsze od czopków)
•
- niska zdolno
ść
rozdzielcza
•
Czopki – 6 mln
•
- koncentracja w okolicach dołka
ś
rodkowego
•
(1 mln w dołku
ś
rodkowym o wymiarze k
ą
towym 1°)
•
- du
Ŝ
a rozdzielczo
ść
•
- rozró
Ŝ
nianie barw –
•
- s
ą
trzy rodzaje czopków o ró
Ŝ
nej czuło
ś
ci widmowej
Krzywa czułości względnej oka
dla widzenia dziennego (fotopowego)
(Rys. Philips)
Czynno
ś
ci wzroku
•
adaptacja
•
akomodacja
•
ruchy oczu
•
widzenie barw
•
pole widzenia
•
Adaptacja
- zmiana wra
Ŝ
liwo
ś
ci systemu wzrokowego na
ś
wiatło
•
- oko ludzkie mo
Ŝ
e przetwarza
ć
informacje w szerokim zakresie luminancji
•
0,000001 cd/m
2
do 100 000 cd/m
2
Czynno
ś
ci wzroku
•
Akomodacja -
zmiana stopnia załamywania promieni w wyniku zmian wypukło
ś
ci i poło
Ŝ
enia
soczewki oka w celu otrzymania ostrego obrazu na siatkówce.
•
- z wiekiem szybko maleje:
•
punkt bli
Ŝ
y akomodacji - 20lat - ok. 9 cm
•
punkt bli
Ŝ
y akomodacji - 50lat - ok. 50 cm
Czynno
ś
ci wzroku – ruchy oczu
Czynno
ś
ci wzroku
•
Widzenie barw – zdolno
ść
rozpoznawania barw, b
ę
d
ą
ca funkcj
ą
czopków - tj. fotoreceptorów
zgrupowanych w dołku
ś
rodkowym oraz jego otoczeniu
•
pole widzenia -
jest to zbiór wszystkich punktów w przestrzeni postrzeganych jednocze
ś
nie z
punktem, na który patrzymy
•
Jest ono zale
Ŝ
ne od anatomii obserwatora
(Rys. Philips)
Zdolno
ść
widzenia
•
1.
Rozpoznawanie kontrastu
– dokładno
ść
postrzegania wzrasta ze wzrostem kontrastu
•
2.
Ostro
ść
wzroku
•
zdolno
ść
rozró
Ŝ
nienia obiektów znajduj
ą
cych si
ę
bardzo blisko siebie
•
ilo
ś
ciowo - odwrotno
ść
najmniejszej odległo
ś
ci k
ą
towej (wyra
Ŝ
onej w minutach k
ą
towych) pomi
ę
dzy
dwoma rozpoznawalnymi wzrokiem testowanymi obiektami (np. punktami lub liniami)
Tablice
Snellena
Pier
ś
cienie
Landolta
Prawo Webera (1831)
•
Najmniejszy odczuwalny przyrost bod
ź
ca jest proporcjonalny do jego warto
ś
ci
•
Przy reakcji na
ś
wiatło przyrost ten wynosi 1% do 2%.
const
B
B
=
∆
Prawo Webera-Fechnera
•
Du
Ŝ
ym przyrostom bod
ź
ca odpowiadaj
ą
proporcjonalne, ale małe przyrosty reakcji
•
Równe przyrosty wra
Ŝ
enia wynikaj
ą
z równych logarytmicznych przyrostów bod
ź
ca
1
2
3
1
10
100
1000
Przyrost bod
ź
ca
Przyrost
wra
Ŝ
enia