光度學

人眼觀測物體感受到的亮度是由光源照射到物體表面的光通量和物體表面反射率共同決定的，并且在計算時需要考慮人眼對不同波長光的感知效果。發(fā)光強度描述了光源在特定方向上的輻射能力，光通量表示光源總的輻射亮度，亮度是人眼對光的主觀感知，照度描述了物體表面接收到的光強度。其中光通量尤為重要，它不僅是計算發(fā)光強度、亮度和照度的必要參數(shù)，還可以直接反映燈具的亮度大小。

1.可見光（Visible Light）

可見光是指人眼可感知的光譜范圍，波長大約在380到780納米之間，其中紅光的波長最長，紫光波長最短。

2.光通量（Luminous Flux）

衡量光源輻射的總光功率，單位為流明（Lumen，lm）。光通量描述了光源整體輻射的亮度，它不涉及方向性。光通量可以看作是光源發(fā)出的光的總量。

3.光學效率（Optical Efficiency）

光學效率是指光源將輸入電能轉換為可見光的效率。光學效率通常用百分比表示，表示光源的能量利用效率。高光學效率的光源能夠更有效地將電能轉化為光能。

4.立體角（Solid Angle）

用于描述空間中的角度大小，單位為球面度（Steradian，sr）。立體角用于衡量光源輻射的方向性。一個球面度等于球面上半徑為1米的球體上的面積等于球面半徑平方。

5.發(fā)光強度（Luminous Intensity）

發(fā)光強度是指光源在某一方向上輻射光的能力，單位為坎德拉（Candela，cd）。發(fā)光強度描述了光源在特定方向上的亮度。根據(jù)光源光強分布特性，設計光學系統(tǒng)和光源的位置，以獲得最大光效。

6.光照度（Illuminance）

光照度是指光照射到物體表面上的光強度，單位為勒克斯（Lux，lx）。照度與光通量和照射距離有關。它描述了特定區(qū)域或物體表面接收到的光的數(shù)量。照度可以用來評估照明場景下的亮度。

7.亮度（Brightness）

亮度是對人眼感知到的光的強度的主觀評價。亮度與發(fā)光強度和觀察角度有關。同樣的光源，在不同的觀察角度下可能會有不同的亮度感覺。亮度可以用來描述物體表面自身發(fā)出的光的強度，亮度及均勻性都隨角度變化而變化。

8.發(fā)光面積（Light Emitting Area）

發(fā)光面積是指光源輻射光的表面區(qū)域的大小。發(fā)光面積越大，光源所輻射的光通量將更多地分布在更廣闊的區(qū)域內。

對于燈具而言，光通量決定了燈具的亮度和照明效果，合格的燈具應提供更高的光通量，從而提供更好的照明效果，如提供足夠的亮度、良好的色彩還原效果，以及適當?shù)墓庹辗植肌?此外，除了光通量這一衡量標準，光學效率也是一個非常重要的因素。通常較高的光通量，也就意味著更高的能耗，但一臺高質量燈具卻可以以更少的能量消耗，產生更多的光通量，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。因此，光學效率的高低可以直接影響燈具的能耗和節(jié)能性能。

色度學

以上我們通過不同的物理量對光的特性有了一定的了解，然而，當我們開始考慮光的顏色特性時，我們需要另一個框架來描述它。這就是色坐標、普朗克黑體輻射定律、色溫、顯色性和相關色溫等概念。這些概念描述了光的顏色屬性和其對物體視覺效果的影響。色溫確定了光源的顏色特性，顯色性評估了光源對物體顏色還原的能力，而相關色溫描述了物體在特定光源下的顏色感覺。這些概念提供了一個有條理的框架，幫助我們理解和描述光的顏色特性。

1.色坐標CIE1931（Color Coordinates）

色坐標是用來描述光源或物體發(fā)出的光在彩色空間中的位置。常用的色坐標系統(tǒng)包括CIE XYZ色度學系統(tǒng)和CIE xyY色度學系統(tǒng)。色坐標通常由兩個分量表示，比如CIE xy色坐標表示為（x，y）。通過色坐標，我們可以確定光源或物體的顏色。

2.普朗克黑體輻射定律（Planck's Law of Black Body Radiation）

由德國物理學家馬克斯·普朗克于1900年提出的一項重要物理定律，用于描述黑體輻射的能譜分布。該定律說明了黑體輻射的特性，即隨著頻率的增加，輻射功率密度也會增加，但增長率會逐漸減小。同時，隨著溫度的升高，整個頻譜向高頻率方向移動，并且峰值輻射頻率也隨之增加。該定律為光學設計提供了重要的理論基礎，幫助優(yōu)化光源選擇，進行光譜分析和評估，從而實現(xiàn)所需光學性能和光學器件的設計優(yōu)化。

3.色溫（Color Temperature）

色溫是用來描述光源的顏色特性的參數(shù)，單位為開爾文（Kelvin，K）。色溫定義了光源輻射出的光的顏色偏暖還是偏冷。較低的色溫（約2700-3500K）通常被認為是暖色調，類似于黃色或橙色的光。較高的色溫（約5000-6500K）通常被認為是冷色調，類似于藍色或白色的光。

4.顯色性（Color Rendering）

顯色性是用來評價光源或燈具對物體顏色還原能力的指標。常用的顯色性指標包括顯色指數(shù)（Color Rendering Index，CRI）和色質指數(shù)（Color Quality Scale，CQS）。這些指標描述了光源對不同顏色的物體的呈現(xiàn)效果，即它們是否能夠準確還原物體的真實顏色。

5.相關色溫（Correlated Color Temperature，CCT）

相關色溫是用來描述物體自發(fā)光（非光源輻射）的顏色特征的參數(shù)。它與光源的色溫有關，但并不相同。相關色溫用于描述物體在特定光源照射下所呈現(xiàn)的顏色感覺。

6.前照燈色溫差異