第３４卷第３期
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２０１０年９月
灯与照明光源光色对人眼视觉功能影响的模拟研究
轰
荡
（ＴＣＬ照明电器配光研究中心，惠州５１６００６）
摘要：人眼可见光波长范围在３８０ａｍ到７８０ａｍ范围内，在此波段内人眼对辐射进行选择性反应。由于外界刺激辐射光谱的组成不同，使得人眼产生不同的颜色感觉即颜色视觉，因此人眼不仅能感受
到外界刺激带来的明暗差别，同时能够感受到事物丰富的色彩变化。人眼的明暗感觉对视觉功效起着
重要的作用，在各领域研究人眼视觉功效都主要讨论非彩色条件下的明暗刺激问题（光谱响应度），而对于人眼的视觉机制来说，色彩刺激是视觉感受必不可分的部分。在人工光源照明条件下，光色对视觉功效的影响除了与生理机制相关以外，还会涉及到视觉心理、心理物理等领域，目前还缺乏系统的理论研究方法及成果，该文基于人眼视觉机理及光谱响应特性的研究方法，尝试利用计算机模拟视觉功效法研究探讨光源光色对人眼视觉功能的影响。关键词：光色；视觉功效；光谱感受性；反应时间
ＴｈｅＳｉｍｕｌａｔｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
ｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＣｏｌｏｒｏｆ
ＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅ
ｏｎ
ＨｕｍａｎＶｉｓｉｏｎａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ
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ＤｅｓｉｇｎＣｅｎｔｅｒ
ｏｆＴＣＬＬｉｇｈｔＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｐｐｌｉａｎｃｅＣｏ．，Ｌｉｄ，Ｈｕｉｚｈｏｕ５１６００６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖｉｓｉｂｌｅｓｐｅｃｔｒｕｍｒａｎｇｅｉｓ３８０ｎｍｔｏ７８０ｎｍ，ｈｕｍａｎｅｙｅｓｄｏｓｅｌｅｃｔｉｖｅｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｒａｎｇｅ．Ｓｏｗｅｃａｎｏｂｔａｉｎｄｉｖｅｒｓｅｏｆｃｏｌｏｒｆｕｌｖｉｓｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｃｔｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｉｎｍｏｓｔｆｉｅｌｄ。ｗｅｄｏｒｅ．
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ｖｉｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｕｍｉｎａｒｉｅｓ．ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｌｏｒｏｆｌｉｇｈｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｏｒｏｆｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ；ｖｉｓｉｏｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｓｐｅｃｔｒａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ
的网络通路，把刺激初步处理为神经冲动，并由视神１
人眼的视觉机制
经传送到丘脑的外侧膝状体（ＬＧＮ）。
１．１视网膜感光机理
锥状细胞和杆状细胞有着不同的视觉功能，锥状人眼进行视看时，外界刺激通过角膜、房水、晶状
细胞在明视觉条件下起着主导作用，而杆状细胞则主
体及玻璃体到达视网膜，视网膜上的锥状及杆状感光要在暗视觉条件下起作用。杆状细胞对光刺激敏感
细胞与双极细胞、神经节细胞及水平细胞等构成复杂
度高，没有颜色感应，只能分辨粗略轮廓；锥状细胞具有较高轮廓分辨率，按所含视色素的不同吸收特性分
收稿日期：２０１０－０５－１７
作者简介：黄彦（１９８０－），男，汉族，重庆大学博士研究生，建筑光学专业，研究方向主要为城市夜景照明、公路隧道照明应用等，目
前就职于ＴＣＬ照明电器（武汉）有限公司配光研究中心。主要从事照明设计、产品光学应用研究、专业渠道推广等工作。
・４・
万方数据
２０１０年９月
灯与照明第３４卷第３期
为Ｌ，Ｍ，ｓ三种细胞，其共同作用而产生了颜色的
感觉。
．
１．２颜色视觉过程
基于现代颜色视觉理论，不同的锥状感光细胞对外界刺激进行选择性吸收，而每一种感光细胞亦可以
单独产生明暗（黑白）反应，在感受器这一水平符合杨
一赫姆霍尔兹三色学说。
神经冲动在传输过程中，则三色反应重新组合成
三组拮抗神经反应，即红一绿、黄一蓝及白一黑，这与
赫林四色学说相符合，视觉过程的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢，使人产生明暗及颜色感觉，对刺激的明暗感受与颜色的感觉过程是相互交织的。
２人眼视觉功效评价
２．１光谱感受性的确定
在明视觉条件下，人眼光谱感受性由亮度匹配法确定，其简要原理即要求若干观察者调节光谱不同单色光强度以匹配一个固定亮度的参考光源，这是以主观明亮感受作为依据确定出的人眼响应，ＣＩＥ采用了得出的等能光谱感受曲线，即明视觉光谱光视效率，以此作为明视觉光度计算的基础。
在暗视觉水平，采用视觉阈值测量法来确定人眼的感受性，即测量各波长单色光刚好能被观察者看到
时所需要的辐射能量，从而得到在暗视觉条件下的光谱光视效率。
当亮度水平处于明视觉与暗视觉之间时，一般为
０．００１—３
ｃｄ／ｍ２，ＣＩＥ规定为中间视觉，近年逐渐开展
了对中间视觉的人眼感受性研究。在中间视觉条件下，锥状和杆状细胞共同产生作用，并随着亮度水平的不同而发生变化，因此也决定了中间视觉人眼响应研究的复杂性，目前还没有相应的光度学标准。‘在以上不同视觉水平条件下对人眼光谱感受性的研究，考虑的是人的主观明暗感觉，而单从视觉机理来说人眼的视觉感受过程是复杂的，不仅仅是只有明暗刺激感受，光色刺激同样也会影响视觉功效的评价。
２．２色彩与视觉功效评价
在前述视觉机理中，不同的光感受器对刺激有分
类的感应，三类锥状细胞在选择性吸收刺激后，经由神经节细胞处理的过程是复杂的反应过程；杆状细胞仅接受明暗的刺激信息，通过反应后，由锥状细胞通路传递至神经节细胞，神经节细胞具有拮抗式的结构
分布，也就是红一绿、黄一蓝及白一黑（明暗）拮抗，最
万方数据
终由神经节细胞传递至大脑中枢的信息是颜色及明暗拮抗通道共同完成，在这些神经节细胞中，有占
３９％的非颜色拮抗细胞，它们主要负责对光明暗刺激
的反应，曾有研究仅对无颜色拮抗细胞的光谱响应曲线进行过测定，结果表明其光谱敏感度与ＣＩＥ明视觉Ｖ（入）相符，而这一结果并没有考虑颜色通道的影响，
而实际上后来的实验研究结果证明了颜色拮抗细胞
对于光刺激的响应与ＣＩＥＶ（入）并不吻合。
基于ＬＧＮ能够很好地表示传递到视皮层的信息
特性，ＤｅＶＭｏｉｓ对ＬＧＮ进行了光谱响应特性的实验，
分为明暗以及颜色拈抗两组测试，同样考虑了颜色拮抗的光谱感受性曲线与非颜色明暗相应曲线有很大
的区别，可见光刺激中颜色通道对人眼光谱感受性的作用是存在的；因此，在评价和研究人眼视觉阈限、敏锐度等相关的视觉功效时，颜色拮抗通道对光谱感受性的影响不能忽略。
３研究方法探讨
３．１
视觉功效法的优点
采用合适的方法对人眼视觉功效进行科学的评
价是必要的，综上可知，在照明条件下，人眼的视觉过
程应当考虑光源光色的影响。传统的光谱感受性测
定，其实验方法诸如视亮度匹配法、闪烁法及阈限法等等，这些方法并没有考虑颜色通道对视觉功效的影
响，而视亮度概念的提出，也表明不能完全把上述方
法所得出的光谱响应曲线用于主观视觉感受评价，因不同光感受器细胞在复合光刺激时会产生交互效应，从而会产生复合光亮度小于各单光亮度和的现象，也就是相加性问题，从而导致测量亮度与主观视亮度不匹配；同时，考虑色彩影响的视觉功效评价，还应当考虑光色色温的不同带来的冷暖感受、色适应、颜色偏
好、思维定势等颜色心理学问题。
目前中间视觉研究提出的视觉功效法，是较为完善的评价方法，从研究成果来看，解决了颜色通道效应以及相加性问题，同时不论是反应时间法、探测法
都是基于人眼视觉功效的实验方法，人的机理响应已
经包括了各种心理因素的影响，因此用此方法测定色彩对视觉功效的影响是合理的，且简便可行。
３．２计算机模拟测试
为了测试视觉功效法评价的可行性，尝试采用计
算机模拟实验的方式，测定和评价光色与人眼视觉功
效的关系。
（１）实验原理及步骤
・５・
＝：：；＝＝：：＝：＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
２０１０年９月
灯与照明
第３４卷第３期
对实验测试条件、色彩数量及被试者数量等方面景、目标物的色彩参数、亮度参数进行设定，如图１所进行了限制，其主要目的是测试该方法的可行性。
示。因此可以测定目标彩色、背景彩色或目标背景都由于暗视觉可近似看作无色彩响应，因此实验视是彩色的视觉情况，本次实验是目标彩色的测试。
觉条件可选择范围为明视觉及中间视觉，中间视觉光计算机ＣＲＴ显示屏显示背景，目标物在程序运行感受性多变且较复杂，本试验选择明视觉条件，即环后随机出现，如图２所示，在明视觉条件下，分３组对境亮度、屏幕背景亮度水平高于３ｃｄ／ｍ２，程序可对背
比度，采用５种光谱色目标来进行。
图ｌ测试开始前参数的设定和输入界面
图２
目标物于背景中随机出现
在彩色目标的实验中，背景设定为灰色（为了尽颜色随机出现５次，则一个特定条件下观察者测定
量避免色彩对比效应的影响），在特定的对比度条件５×５＝２５次，共５个观察者，３组对比度，共有３７５组下，亮度相等的目标以５种光谱色在背景上随机出现数据。
（不同色彩的目标亮度通过调整亮度因素，并用ＢＭ一
（２）实验结果
５亮度计测试来达到屏幕显示亮度相等），人眼适应
对每个观察者对每种颜色的５次测量结果采用
背景后测试开始，目标出现后计算机开始计时，观察
取均值的方式得到在不同对比度条件下的平均反应
者看到目标后按键，计算机记录反应时间，平均每种
时间，如表１所示。
・６・
万方数据
２０１０年９月
灯与照明第３４卷第３期
表１
观察者在不同对比度条件下相同亮度彩色目标的反应时间均值
把所有观察者不同对比度的反应时间再进行综
合平均处理，如图３所示。
图３不同对比度观察者的总平均反应时间
由图３可看出，５６０ｎｍ处三对比度都出现峰值，两侧几乎呈现靠近短波及长波端反应时间越短，视觉功效越优；如果参照光谱光视效率ｖ（）Ｌ）的确定方法进行归一化，可得到基于本次测试结果的明视觉色彩视觉功效曲线，如图４所示，以实验中视觉功效最优处（４００ｎｍ）为最大值。
图４也表明了在明视觉条件下。色彩因素会对视本次测试的样本及数据过少，视觉范围单一、测
试方法以及计算机测试程序的误差都会降低所得数
万方数据
据的可信度和精度。在实验方法确立后，应当严格控制实验条件，在实际操作中不断地对测试方法进行改进和完善。
ａｎ
４基于本次测试结果的明视觉色彩视觉功效曲线
４
小结
在照明环境中，光源光色与人眼响应有着密切的
关系，在进行视觉功效的评价时，从光谱响应、视觉机理及心理物理等方面考虑都应当加入色彩对人眼视觉功能的影响，而采用视觉功效法来评价色彩的视觉影响是可行的，ＴＣＬ照明对光源光色与视觉功能的关
系的研究还会继续开展和深入下去。
参考文献：
［１］李农译．日本照明手册（第二版）［Ｍ］．北京：科学出版社［２】荆其诚，焦书兰，喻柏林．色度学［Ｍ］．北京：科学出版
社。１９７９［３］Ｄｅ
ＶａｌｏｉｓＲＬ，Ａｂｒａｍｏｖ
Ｉ，ＪａｃｏｂｓＧＨ．ａｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅ－
ｓｐｏｎｓｅＰａｔｔｅｒｎｓｏｆＬＧＮＣｅｉｌｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＳｏ—
ｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ，１９６６
［４］林燕丹，陈大华，邵红．基于视觉功能法的中间视觉光度学模型及其在道路照明中的应用［Ｊ］．照明工程学报，
２００６（３）：４—８
・７・
觉功效产生影响，也说明采用类似的视觉功效法来研究色彩与人眼视觉功能的关系是可行的。
光源光色对人眼视觉功能影响的模拟研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄彦， Huang Yan
TCL 照明电器配光研究中心,惠州,516006灯与照明
LIGHT & LIGHTING2010,34(3)
参考文献(4条)1. 李农 日本照明手册
2. 荆其诚;焦书兰;喻柏林 色度学 1979
3. De Valois R L;Abramov I;Jacobs G H analysis of Response Patterns of LGN Cells 2006(03)
4. 林燕丹;陈大华;邵红 基于视觉功能法的中间视觉光度学模型及其在道路照明中的应用[期刊论文]-照明工程学报 2006(03)
本文读者也读过(10条)
1. 林燕丹. 陈文成. 陈大华 基于视觉功能法的中间视觉光度学模型及其在道路照明中的应用[会议论文]-20062. 林燕丹 中间视觉状态下人眼视觉功能的光谱响应特性研究[学位论文]2004
3. 陈盛强. 郑锦涛. 燕启江. 柳息洪. 王延平. 玉梅. 李丹. 黄绍宽. 邓永萍. 贺奇才. 籍涛. 谭润初 使用瞳孔孔径动态变化测量分析装置定量检测正常人瞳孔对光反射[期刊论文]-中国医学物理学杂志2003,20(4)
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8. 张丽琼. 崔浩. 傅少颖. 于楠楠. 张威. Zhang Liqiong. Cui Hao. Fu Shaoying. Yu Nannan. Zhang Wei 兔视网膜光损伤模型的建立[期刊论文]-眼科研究2007,25(7)
9. 张震. 张效房. ZHANG Zhen. Zhang Xiao-fang 视网膜光损伤机制中NOS作用的实验研究[期刊论文]-眼外伤职业眼病杂志2005,27(4)
10. 曲勃. 马立威. 张劲松. Bo Qu. Li-Wei Ma. Jin-Song Zhong 黄色晶状体Acrysof Natural对急性视网膜光损伤保护作用的形态学研究[期刊论文]-国际眼科杂志2005,5(4)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dyzm201003002.aspx
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灯与照明光源光色对人眼视觉功能影响的模拟研究
轰
荡
（ＴＣＬ照明电器配光研究中心，惠州５１６００６）
摘要：人眼可见光波长范围在３８０ａｍ到７８０ａｍ范围内，在此波段内人眼对辐射进行选择性反应。由于外界刺激辐射光谱的组成不同，使得人眼产生不同的颜色感觉即颜色视觉，因此人眼不仅能感受
到外界刺激带来的明暗差别，同时能够感受到事物丰富的色彩变化。人眼的明暗感觉对视觉功效起着
重要的作用，在各领域研究人眼视觉功效都主要讨论非彩色条件下的明暗刺激问题（光谱响应度），而对于人眼的视觉机制来说，色彩刺激是视觉感受必不可分的部分。在人工光源照明条件下，光色对视觉功效的影响除了与生理机制相关以外，还会涉及到视觉心理、心理物理等领域，目前还缺乏系统的理论研究方法及成果，该文基于人眼视觉机理及光谱响应特性的研究方法，尝试利用计算机模拟视觉功效法研究探讨光源光色对人眼视觉功能的影响。关键词：光色；视觉功效；光谱感受性；反应时间
ＴｈｅＳｉｍｕｌａｔｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
ｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＣｏｌｏｒｏｆ
ＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅ
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（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ
ＤｅｓｉｇｎＣｅｎｔｅｒ
ｏｆＴＣＬＬｉｇｈｔＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｐｐｌｉａｎｃｅＣｏ．，Ｌｉｄ，Ｈｕｉｚｈｏｕ５１６００６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖｉｓｉｂｌｅｓｐｅｃｔｒｕｍｒａｎｇｅｉｓ３８０ｎｍｔｏ７８０ｎｍ，ｈｕｍａｎｅｙｅｓｄｏｓｅｌｅｃｔｉｖｅｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｒａｎｇｅ．Ｓｏｗｅｃａｎｏｂｔａｉｎｄｉｖｅｒｓｅｏｆｃｏｌｏｒｆｕｌｖｉｓｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｃｔｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｉｎｍｏｓｔｆｉｅｌｄ。ｗｅｄｏｒｅ．
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ｖｉｓｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｕｍｉｎａｒｉｅｓ．ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃｏｌｏｒｏｆｌｉｇｈｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｏｒｏｆｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ；ｖｉｓｉｏｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｓｐｅｃｔｒａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ
的网络通路，把刺激初步处理为神经冲动，并由视神１
人眼的视觉机制
经传送到丘脑的外侧膝状体（ＬＧＮ）。
１．１视网膜感光机理
锥状细胞和杆状细胞有着不同的视觉功能，锥状人眼进行视看时，外界刺激通过角膜、房水、晶状
细胞在明视觉条件下起着主导作用，而杆状细胞则主
体及玻璃体到达视网膜，视网膜上的锥状及杆状感光要在暗视觉条件下起作用。杆状细胞对光刺激敏感
细胞与双极细胞、神经节细胞及水平细胞等构成复杂
度高，没有颜色感应，只能分辨粗略轮廓；锥状细胞具有较高轮廓分辨率，按所含视色素的不同吸收特性分
收稿日期：２０１０－０５－１７
作者简介：黄彦（１９８０－），男，汉族，重庆大学博士研究生，建筑光学专业，研究方向主要为城市夜景照明、公路隧道照明应用等，目
前就职于ＴＣＬ照明电器（武汉）有限公司配光研究中心。主要从事照明设计、产品光学应用研究、专业渠道推广等工作。
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万方数据
２０１０年９月
灯与照明第３４卷第３期
为Ｌ，Ｍ，ｓ三种细胞，其共同作用而产生了颜色的
感觉。
．
１．２颜色视觉过程
基于现代颜色视觉理论，不同的锥状感光细胞对外界刺激进行选择性吸收，而每一种感光细胞亦可以
单独产生明暗（黑白）反应，在感受器这一水平符合杨
一赫姆霍尔兹三色学说。
神经冲动在传输过程中，则三色反应重新组合成
三组拮抗神经反应，即红一绿、黄一蓝及白一黑，这与
赫林四色学说相符合，视觉过程的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢，使人产生明暗及颜色感觉，对刺激的明暗感受与颜色的感觉过程是相互交织的。
２人眼视觉功效评价
２．１光谱感受性的确定
在明视觉条件下，人眼光谱感受性由亮度匹配法确定，其简要原理即要求若干观察者调节光谱不同单色光强度以匹配一个固定亮度的参考光源，这是以主观明亮感受作为依据确定出的人眼响应，ＣＩＥ采用了得出的等能光谱感受曲线，即明视觉光谱光视效率，以此作为明视觉光度计算的基础。
在暗视觉水平，采用视觉阈值测量法来确定人眼的感受性，即测量各波长单色光刚好能被观察者看到
时所需要的辐射能量，从而得到在暗视觉条件下的光谱光视效率。
当亮度水平处于明视觉与暗视觉之间时，一般为
０．００１—３
ｃｄ／ｍ２，ＣＩＥ规定为中间视觉，近年逐渐开展
了对中间视觉的人眼感受性研究。在中间视觉条件下，锥状和杆状细胞共同产生作用，并随着亮度水平的不同而发生变化，因此也决定了中间视觉人眼响应研究的复杂性，目前还没有相应的光度学标准。‘在以上不同视觉水平条件下对人眼光谱感受性的研究，考虑的是人的主观明暗感觉，而单从视觉机理来说人眼的视觉感受过程是复杂的，不仅仅是只有明暗刺激感受，光色刺激同样也会影响视觉功效的评价。
２．２色彩与视觉功效评价
在前述视觉机理中，不同的光感受器对刺激有分
类的感应，三类锥状细胞在选择性吸收刺激后，经由神经节细胞处理的过程是复杂的反应过程；杆状细胞仅接受明暗的刺激信息，通过反应后，由锥状细胞通路传递至神经节细胞，神经节细胞具有拮抗式的结构
分布，也就是红一绿、黄一蓝及白一黑（明暗）拮抗，最
万方数据
终由神经节细胞传递至大脑中枢的信息是颜色及明暗拮抗通道共同完成，在这些神经节细胞中，有占
３９％的非颜色拮抗细胞，它们主要负责对光明暗刺激
的反应，曾有研究仅对无颜色拮抗细胞的光谱响应曲线进行过测定，结果表明其光谱敏感度与ＣＩＥ明视觉Ｖ（入）相符，而这一结果并没有考虑颜色通道的影响，
而实际上后来的实验研究结果证明了颜色拮抗细胞
对于光刺激的响应与ＣＩＥＶ（入）并不吻合。
基于ＬＧＮ能够很好地表示传递到视皮层的信息
特性，ＤｅＶＭｏｉｓ对ＬＧＮ进行了光谱响应特性的实验，
分为明暗以及颜色拈抗两组测试，同样考虑了颜色拮抗的光谱感受性曲线与非颜色明暗相应曲线有很大
的区别，可见光刺激中颜色通道对人眼光谱感受性的作用是存在的；因此，在评价和研究人眼视觉阈限、敏锐度等相关的视觉功效时，颜色拮抗通道对光谱感受性的影响不能忽略。
３研究方法探讨
３．１
视觉功效法的优点
采用合适的方法对人眼视觉功效进行科学的评
价是必要的，综上可知，在照明条件下，人眼的视觉过
程应当考虑光源光色的影响。传统的光谱感受性测
定，其实验方法诸如视亮度匹配法、闪烁法及阈限法等等，这些方法并没有考虑颜色通道对视觉功效的影
响，而视亮度概念的提出，也表明不能完全把上述方
法所得出的光谱响应曲线用于主观视觉感受评价，因不同光感受器细胞在复合光刺激时会产生交互效应，从而会产生复合光亮度小于各单光亮度和的现象，也就是相加性问题，从而导致测量亮度与主观视亮度不匹配；同时，考虑色彩影响的视觉功效评价，还应当考虑光色色温的不同带来的冷暖感受、色适应、颜色偏
好、思维定势等颜色心理学问题。
目前中间视觉研究提出的视觉功效法，是较为完善的评价方法，从研究成果来看，解决了颜色通道效应以及相加性问题，同时不论是反应时间法、探测法
都是基于人眼视觉功效的实验方法，人的机理响应已
经包括了各种心理因素的影响，因此用此方法测定色彩对视觉功效的影响是合理的，且简便可行。
３．２计算机模拟测试
为了测试视觉功效法评价的可行性，尝试采用计
算机模拟实验的方式，测定和评价光色与人眼视觉功
效的关系。
（１）实验原理及步骤
・５・
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灯与照明
第３４卷第３期
对实验测试条件、色彩数量及被试者数量等方面景、目标物的色彩参数、亮度参数进行设定，如图１所进行了限制，其主要目的是测试该方法的可行性。
示。因此可以测定目标彩色、背景彩色或目标背景都由于暗视觉可近似看作无色彩响应，因此实验视是彩色的视觉情况，本次实验是目标彩色的测试。
觉条件可选择范围为明视觉及中间视觉，中间视觉光计算机ＣＲＴ显示屏显示背景，目标物在程序运行感受性多变且较复杂，本试验选择明视觉条件，即环后随机出现，如图２所示，在明视觉条件下，分３组对境亮度、屏幕背景亮度水平高于３ｃｄ／ｍ２，程序可对背
比度，采用５种光谱色目标来进行。
图ｌ测试开始前参数的设定和输入界面
图２
目标物于背景中随机出现
在彩色目标的实验中，背景设定为灰色（为了尽颜色随机出现５次，则一个特定条件下观察者测定
量避免色彩对比效应的影响），在特定的对比度条件５×５＝２５次，共５个观察者，３组对比度，共有３７５组下，亮度相等的目标以５种光谱色在背景上随机出现数据。
（不同色彩的目标亮度通过调整亮度因素，并用ＢＭ一
（２）实验结果
５亮度计测试来达到屏幕显示亮度相等），人眼适应
对每个观察者对每种颜色的５次测量结果采用
背景后测试开始，目标出现后计算机开始计时，观察
取均值的方式得到在不同对比度条件下的平均反应
者看到目标后按键，计算机记录反应时间，平均每种
时间，如表１所示。
・６・
万方数据
２０１０年９月
灯与照明第３４卷第３期
表１
观察者在不同对比度条件下相同亮度彩色目标的反应时间均值
把所有观察者不同对比度的反应时间再进行综
合平均处理，如图３所示。
图３不同对比度观察者的总平均反应时间
由图３可看出，５６０ｎｍ处三对比度都出现峰值，两侧几乎呈现靠近短波及长波端反应时间越短，视觉功效越优；如果参照光谱光视效率ｖ（）Ｌ）的确定方法进行归一化，可得到基于本次测试结果的明视觉色彩视觉功效曲线，如图４所示，以实验中视觉功效最优处（４００ｎｍ）为最大值。
图４也表明了在明视觉条件下。色彩因素会对视本次测试的样本及数据过少，视觉范围单一、测
试方法以及计算机测试程序的误差都会降低所得数
万方数据
据的可信度和精度。在实验方法确立后，应当严格控制实验条件，在实际操作中不断地对测试方法进行改进和完善。
ａｎ
４基于本次测试结果的明视觉色彩视觉功效曲线
４
小结
在照明环境中，光源光色与人眼响应有着密切的
关系，在进行视觉功效的评价时，从光谱响应、视觉机理及心理物理等方面考虑都应当加入色彩对人眼视觉功能的影响，而采用视觉功效法来评价色彩的视觉影响是可行的，ＴＣＬ照明对光源光色与视觉功能的关
系的研究还会继续开展和深入下去。
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２００６（３）：４—８
・７・
觉功效产生影响，也说明采用类似的视觉功效法来研究色彩与人眼视觉功能的关系是可行的。
光源光色对人眼视觉功能影响的模拟研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄彦， Huang Yan
TCL 照明电器配光研究中心,惠州,516006灯与照明
LIGHT & LIGHTING2010,34(3)
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