照明基礎(chǔ)知識（一）——照明裝置
1. 基本照明專業(yè)度量與單位
以下四種基本照明專業(yè)度量與單位
數(shù)量Quantity | 符號 | 單位 |
光束(光通量) Luminous Flux | ? | 流明 lumen |
光度 Luminous Intensity | I | 燭光 Candela |
照度 Illuminance | E | 勒克斯 Lux |
輝度 Luminance | L | 單位面積的光度 Candela per square metre (cd/m2) |
照明度量與單位的關(guān)系 :
光通量 (f) 與光度 ( I ) 的關(guān)系
光度 ( I )與照度 (E) 的關(guān)系
射入角的余弦定律Cosine Law與垂直照度
照明度量會使用兩組不同的參數(shù) :
當(dāng)在已知的照明電磁輻射下考量，我們會一方面著重能量效率與另一眼睛視覺靈敏度方面；基本上這是兩種截然不同的考量角度，在照明量化過程中是完全不同的數(shù)據(jù)。為了解決這個(gè)疑慮，通常將依照明工程實(shí)例中最合宜的方案來取決：即，產(chǎn)品的耗電量與眼睛視覺靈敏度，因此，光是人類眼睛視覺靈敏度條件下光線投射的衡量基礎(chǔ)。
光的瓦特?cái)?shù) The Light Watt :
眼睛視覺靈敏度會隨著燈的波長而變化；在白晝明亮環(huán)境時(shí)，眼睛對中波長黃綠色光 (555 nm) 最敏銳；由此，在波長555 nm環(huán)境下一個(gè)電源能量(瓦特)轉(zhuǎn)換成光能量 (瓦數(shù))，在不同波長的可見光下一個(gè)瓦特能量，將會隨著白晝眼睛視覺靈敏度的光譜中各種因素而改變，這個(gè)變化曲線稱為白晝視覺曲線 V(l)；如此一來，光的瓦特?cái)?shù)是取決于光的波長，例如：一個(gè)波長 490 nm 光是坐落在波長 555 nm 白晝眼睛視覺靈敏度曲線中百分之二十的位置，且一個(gè)波長 490 nm 光只能將一個(gè)電源能量(瓦特) 轉(zhuǎn)換等于0.2 個(gè)光能量 (瓦數(shù))。
在低亮度水平，整個(gè)眼睛視覺靈敏度曲線會左移 (相當(dāng)于靠近較短波長) 而其最敏銳的高點(diǎn)是 507 nm位置，這個(gè)曲線被稱為夜晚視覺靈敏度曲線。
燭光 The candela :
光的瓦數(shù)是將可見光的視覺感受轉(zhuǎn)換成量化的單位，并排除了一些仿真兩可的因素。可是，雖然光的瓦數(shù)曾是以前的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與遵循公式，也由此衍生出光的單位 - 原先是稱"燭光源 candle power"，之后在1948年被簡稱為 "燭光 candela" ，而這才是符合真實(shí)的光度有方向特性的單位；有一燭光光度的光源每秒鐘向四面八方投射的量就被稱為 "流明 lumen"，這個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)一直持續(xù)使用至今。
最佳的光譜光源效率Maximum spectral luminous efficacy
經(jīng)由計(jì)算后，可知在波長555nm環(huán)境下一個(gè)電源能量(瓦特)相當(dāng)于683 流明，這也是"最高的光譜光源效率"，如在波長490nm環(huán)境下一個(gè)電源能量(瓦特)相當(dāng)于137流明(0.2x683=137lumens) 。因此，流明就可定義成眼睛視覺靈敏度下每秒鐘對光源發(fā)出的量的總合。
2. 余弦法則
平面上不垂直于照射方向的任意一點(diǎn)的照度等于該點(diǎn)方向的照度除以該點(diǎn)到光源距離的平方。該照度值必須乘以入射光線和平面垂線夾角g的余弦（圖八），因而得到：
該公式被稱為余弦法則。
對于水平表面，為方便起見經(jīng)常把上面的公式加以修改：替換表面上光源距離（d）作為光源高度h的一個(gè)函數(shù)。
如果光線不是垂直到達(dá)平面而是和平面成一夾角g，則得到下面的公式：
光源，距離'd'，平面A
垂直照度
按照類似推理，該點(diǎn)的垂直照度是：
3. 照度定義
照度-符號E，單位勒克斯（lx）
照度定義
照度是指落在表面單位面積上的光照總量或光通量（如圖所示）。它由符號E表示。計(jì)量單位是勒克斯（lx）。1勒克斯等于1流明/平方米 (lm/m2 )
照度可被定義為：
表面入射光通量與表面面積的比率
或：
照明度不受光通量到達(dá)表面的方向影響。
一些實(shí)際例子：
夏日正午在多云的天空下 | 100 000 勒克斯 |
同上，但在陰影里 | 10 000 勒克斯 |
戶外，在布滿厚重云層的天空下 | 5000 勒克斯 |
人造光，在光亮的辦公室里 | 1000 勒克斯 |
人造光，在普通的起居室里 | 100勒克斯 |
街道照明 | 5-30 勒克斯 |
滿月，在明凈的夜晚 | 0,25 勒克斯 |
4. 輝度的定義 Definition of luminance
輝度Luminance - 符號是L，其單位是每平方公尺的燭光數(shù) (cd/m2)
輝度的定義Definition of luminance
輝度是指從某一方向的一個(gè)表面積單位所放射光的量；這個(gè)表面可能是自行發(fā)光或只是傳送光的物體─就如同光源或太陽─但也可能是其它發(fā)光體反射的光線(就像街道的亮光是來自街燈，而街道的亮光就成為第二個(gè)光源)。輝度的符號是L，其單位是每平方公尺的燭光數(shù) (cd/m2)。