照度VS亮度

什么是照度(illuminance)？

　　从《建筑照明设计标准GB 50034-2013》术语中我们知道：入射在包含该点的面元上的光通量d Φ 除以该面元面积dA所得之商。

　　单位为勒克斯(lx)，1 lx=l lm/m2(流明每平方米)。照度是一个客观存在的量，与被照面和人的感受无关，如根据经验和不断总结，标准规定办公室的作业面照度为500lx，这样的视觉环境人们就可以长期工作了，至于是否舒适，还有其它的考核标准。

　　但我们要知道标准中规定的这个量，其实是维持平均照度及照度均匀度，同时标准还规定，在一般情况下，设计的照度值与照度的标准值相比较，可有不超过±10%的偏差。

　　照度是一个矢量，有大小和方向性，所有照度都可分解为不同方向上(即角度上)的照度值，通常仅仅考察水平照度和垂直照度。水平照度是与被照面垂直方向上的照度（见下图）。

　　垂直照明是与被照面平行方向上的照度（见下图）。

　　另外，还有半柱面照度(semi-cylindrical illuminance)的定义，所谓半柱面照度是指被垂直放置于计算点上的足够小半圆柱体侧表面上的平均照度，即一个无限小的垂直半圆柱体上的平均照度（见下图）。

　　当我们工作的时候，我们强调的是工作面的水平照度，但我们看不看得清观察物，观察物是什么颜色、外形大小，立体感怎样？这就需要我们了解另外一个很重要的概念，什么是亮度？

　　什么是亮度(luminance)呢？

　　由公式L= d2Φ/(dA·cosθ· dΩ)定义的量。单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。

　　式中：

　　dΦ ----- 由给定点的光束元传输的并包含给定方向的立体角dΩ 内传播的光通量(lm) ;

　　dA----- 包括给定点的射束截面积(m2 ) ;

　　θ ----- 射束截面法线与射束方向间的夹角。

　　由此可知，亮度与照度的物理量纲一致，一般亮度是表示照度中经被照面反射出多少可见光的量，由反射面的反射系数和反射角度决定，亮度是一个客观测量值，由空间环境、光线强度及方向等因素决定，这就是亮度本身的含义。

　　但反应在我们眼睛中的亮度，则称为视亮度，视亮度是观察者的一个主观评估值，它表示反射的可见光有多少进入人眼而被感知，视亮度很大程度上取决于被照表面的亮度，但是和其它因素也有关，如观察者的年龄，观察者视野内的总体光亮度分布，即使两个具有相同亮度的表面可能也会让人产生不同的明亮感(图中的灰色方块在白色背景的衬托下看上去比在黑色背景的衬托下颜色更深一些，但实际上亮度相同)。

　　同时亮度还有入射和出射两种亮度分别，如一根荧光灯管表面的亮度约为1.0cd/m2 ，而采用荧光灯作为照明设备的工作面的亮度则可能大于100cd/m2。

　　照度和亮度有什么应用呢？

　　照度主要用于衡量照明质量水平，是人们看得见的最低要求。亮度主要用于判断照明空间气氛，是人们看得舒适的一个量，但不是唯一的量。在相同被照面情况下，照度由光通量决定，用照度计就可以测量，但必须在明视觉的条件下，即被测试的表面亮度要大于3 cd/m2。

　　亮度的测试采用亮度计，不仅与光通量有关，还与光谱光视觉函数有关，即与可见光中所含波谱的成分有关。

　　所有室内空间照明都需要考核作业面的水平照度，但要注意照度与色温的适配性，一般照度越低，要求色温也较低，如运动场高照度，高色温，不光是舒适，也是为了转播要求，同时对摄像机的照度，其实就是半柱面照度的应用。

　　道路照明和立面照明则需要考核其表面亮度，关键是突出细节，同时还需在中间视觉情况下看得更加清楚。