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二、光构成原理_}[+uH_R6L
(一)、色光混合三定律人眼睛不仅对单色光产生一种色觉,而且对混合光也可以产生同样的色觉。
例如520毫微米的单色光刺激人眼产生绿色觉,将510毫微米与530毫微米的单色光混合刺激人眼也可以产生绿色觉;又如580毫微米的单色光刺激人眼产生黄色觉,将700毫微米的红光与510毫微米的绿光混合刺激人眼也可以产生黄色觉,而且人眼感觉不出这两者之间有什么差别。
光谱中色光混合是一种加色混合,用3种原色光:
红(R)、绿(G)、蓝(B)、按一定比例混合可以得到白色光或光谱上任意一种光。
格拉斯曼将色光混合现象归纳为三条定律:
补光律、中间色津、代替律。
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补色律--每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色的色光,这两种色光称为互补色光。
例如蓝光和黄光,绿光与紫光,红光与青光混合都能产生白光。
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中间律--两种非补色光混合则不能产生白光,其混合的结果是介乎两者之间的中间色光。
例如红光与绿光,按混合的比例不同,可以和到介乎两者之间的橙、黄、黄橙等色光。
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代替律--看起来相同的颜色却可以由不同的光谱组成。
只要感觉上是相似的颜色,都可以相互代替。
例如颜色光A=色光B,色光C=色光D,则A+C=B+D;又如A+B=C,而X+Y=B,则A+(X+Y)=C,如:
A(黄光)=B(红光+绿光),C(青光)=D(蓝光+绿光),A(黄光)+C(青光)=B(红光+绿光)+D(蓝光+绿光),其结果是A(黄光)+C(青光)=淡绿光,B(红光+绿光)+D(蓝光+绿光)=红光+绿光+蓝光+绿光=白光+绿光=淡绿光。
这就是代替律。
它在色彩光学上是一条非常重要的定律,现代色度学就是以此为理论基础而建立的。
色光混合定律属于加色混合,它与染料、颜料的混合相反,后者为减色混合,其混合的规律也完全相反。
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(二)、三原色光混合色彩物理理论中的加色法混合理论证明,红、绿、蓝三原色光等量混合时产生白光;红光与绿光等量混合产生黄光;红光与蓝光等量混合产生品红;绿光与蓝光等量混合产生青光。
如果用字母R、G、B、Y、M、C、W分别代表红、绿、蓝、黄、品、青、白,则可以由下式得出混合结果:
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绿光(2G)+红光(2R)→黄光(Y)红光(2R)+蓝光(2B)→品红光(M)蓝光(2B)+绿光(2G)→青光(C)vF\>;_p_cT
红光(2R)+绿光(2G)+蓝光(2B)→白光(W)如果三原色光以二比一的比例混合,其结果如下:
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红光(2R)+绿光(1G)→橙色红光(1R)+绿光(2G)→黄绿红光(2R)+蓝光(1B)→曙红*_\ii+f-
红光(1R)+蓝光(2B)→紫红绿光(2G)+蓝光(1B)→翠绿绿光(1G)+蓝光(2B)→天蓝fHiL%]_z
因为黄、品、青分别为红、绿、蓝色光的间色,因此也可表示为:
2R+Y=2R+(2R+2G)=4R+2G→2R+G(橙)9NTNulD>P_
2G+Y=2G+(2R+2G)=4G+2R→2G+R(黄绿)2R+M=2R+(2B+2R)=4R+2B→2R+B(曙红)v3"6'.f;bY
2B+M=2B+(2B+2R)=4B+2R→2B+R(紫红)2G+C=2G+(2B+2G)=4G+2B→2G+B(翠绿)o~__$O$_
2B+C=2B+(2B+2G)=4B+2G→2B+G(天蓝)如图45所示,凡通过等边三角形中心点相对的两色互为补色关系,其混合的结果如下:
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蓝光(2B)+黄光(2G+2R)=2B+2G+2R→白光天蓝(2B+G)+橙光(R+G)=2B+2G+2R→白光[___8T{=+k
青光(2B+2G)+红光(2R)=2B+2G+2R→白光翠绿(2G+B)+曙红(2R+B)=2B+2G+2R→白光_|]-
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绿光(2G)+品红(2B+2R)=2B+2G+2R→白光黄绿(2G+R)+紫红(2B+R)=2B+2G+2R→白光WW:
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三、设计的原则0?
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1.功能性原则灯光照明设计必须符合功能的要求,根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具,并保证恰当的照度和亮度。
例如:
会议大厅的灯光照明设计应采用垂直式照明,要求亮度分布均匀,避免出现眩光,一般宜选用全面性照明灯具;商店的橱窗和商品陈列,为了吸引顾客,一般采用强光重点照射以强调商品的形象,其亮度比一般照明要高出3~5倍,为了强化商品的立体感、质感和广告效应,常使用方向性强的照明灯具和利用色光来提高商品的艺术感染力。
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2.美观性原则灯光照明是装饰美化环境和创造艺术气氛的重要手段。
为了对室内空间进行装饰,增加空间层次,渲染环境气氛,采用装饰照明,使用装饰灯具十分重要。
在现代家居建筑、影剧建筑、商业建筑和娱乐性建筑的环境设计中,灯光照明更成为整体的一部分。
灯具不仅起到保证照明的作用,而且十分讲究其造型、材料、色彩、比例、尺度,灯具已成为室内空间的不可缺少的装饰品。
灯光设计师通过灯光的明暗、隐现、抑扬、强弱等有节奏的控制,充分发挥灯光的光辉和色彩的作用,采用透射、反射、折射等多种手段,创造温馨柔和、宁静幽雅、怡情浪漫、光辉灿烂、富丽堂皇、欢乐喜庆、节奏明快、神秘莫测、扑朔迷离等艺术情调气氛,为人们的生活环境增添了丰富多彩的情趣。
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3.经济性原则灯光照明并不一定以多为好,以强取胜,关键是科学合理。
灯光照明设计是为了满足人们视觉生理和审美心理的需要,使室内空间最大限度地体现实用价值和欣赏价值,并达到使用功能和审美功能的统一。
华而不实的灯饰非但不能锦上添花,反而画蛇添足,同时造成电力消耗,能源浪费和经济上的损失,甚至还会造成光环境污染而有损身体的健康。
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灯光照明的亮度的标准,由于用途和分辨的清晰度要求不同,选用的标准也各不相同。
现将日本工业标准中选用的各种公共建筑的光照亮度标准介绍如下,仅供参考。
(后见附表)\m!
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4.安全性原则灯光照明设计要求绝对的安全可靠。
由于照明来自电源,必须采取严格的防触电、防断路等安全措施,以避免意外事故的发生。
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(一)灯光的表现方式u_HU@j(&c
1.面光表现面光是指室内天棚、墙面和地面做成的发光面。
天棚在光的特点是光照均匀,光线充足,表现形式多种多样。
如用日光灯吊顶,光线密度均需一致,以保每个空间都光线充足;又如用大面积筒灯吊顶,天棚上有规律的牛眼灯,犹如夜空星罗棋布;再如结合天棚梁架结构,设计成一个个光井,_BwT[SI_ 光线从井格射出,产生别具一格的空间效果。
墙面光一般为图片展览所用。
把墙面做成中空双层夹墙,面向展示的一面的墙做成发光墙面,其中嵌有若干个玻璃框,框后设置投光装置,形成发光展览墙面。
大型灯箱广告也属于此类照明。
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地面光是将地面做成发光地板,通常为舞池设置,多彩的发光地板,其光影和色彩伴随着电子音响的节奏而同步变化,大大增强了舞台表演的艺术气氛。
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2.带光表现所谓带光是将光源布置成长条形的光带。
表现形式变化多样,有方形、格子形、条形、条格形、环形(圆环形、椭圆形)、三角形以及其它多边形。
如周边平面型光带吊顶、周边凹入型光带吊顶、内框型光带吊顶、内框凹入型光带吊顶、周边光带地板、内框光带地板、环型光带地板、上投光槽、天花凹光槽、地脚凹光槽等等。
长条形光带具有一定的导向性,在人流众多的公共场所环境设计中常常用作导向照明,其它几何形光带一般作装饰之用。
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3.点光表现点光是指投光范围小而集中的光源。
由于它的光照明度强,大多用于餐厅、卧室、书房以及橱窗、舞台等场所的直接照明或重点照明。
点光表现手法多样,有顶光、底光、顺光、逆光、侧光等。
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顶光--自上而下的照明,类似夏日正午日光直射。
光照物体投影小,明暗对比强,不宜不作造型光。
底光--自下而上的照明,宜作辅助配光。
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顺光--来自正前方的照明,投影平淡,光照物体色彩显现完全,但立体感觉差。
逆光--来自正后方的照明,光照物体的外轮廓分明,具有艺术魅力的剪影效果,是摄影艺术和舞台天幕中常用的配光方式。
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侧光--光线自左右及左上,右上,左下,右下方向的照射,光照物体投影明确,立体感较强,层次丰富,是人们最容易接受的光照方式。
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4.静止灯光与流动灯光静止灯光--灯具固定不动,光照静止不变,不出现闪烁的灯光为静止灯光。
绝大多数室内照明采用静止灯光,这种照明方式,能充分利用光能,并创造出稳定、柔和、和谐的光环境气氛,适用于学校、工厂、办公大楼、商场、展览会等场所。
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流动灯光--是流动的照明方式,它具有丰富的艺术表现力,是舞台灯光和都市霓虹灯广告设计中常用的手段。
如舞台上使用"追光灯",不断追逐移动的演员,又如用作广告照明的霓虹灯不断地流动闪烁,频频变换颜色,不仅突出了艺术形象,而且渲染了环境艺术气氛。
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5.激光激光是由激光器发射的光束。
产生激光束的介质有晶体、玻璃、气体(如氩气、氪气、氦氖混合气等)和染料溶液。
某些气体激光器已作为光源用于灯光艺术,其中氦氖激光器是最为常用的一种,它产生红单色光;氩离子激光器产生蓝绿色光和绿光,这两种波长的光可通过衍射光栅分离,形成两束不同颜色的单色光。
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不同染料激光器可根据需要产生波长范围在400~750mm的任何一种激光。
不过染料激光器都是以脉冲方式工作的装置,它必须依靠其激光器或电子闪光灯作驱动源。
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(三)、灯具的种类及艺术效果灯具随着新技术新材料日新月异的发展,花色品种繁多,造型丰富,光、色、形、质可谓变化无穷,灯具不仅为人们的生活提供照明的条件,而且是室内环境设计中重要的画龙点睛之笔。
灯具按照安装方式可分为下列类型。
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悬吊类--通称吊灯。
有一般性吊灯,用于一般性室内空间;花灯,用于豪华高大的大厅空间;宫灯,一般用于具有传统古典式风格的厅堂;伸缩性吊灯,采用伸缩的蛇皮管或伸缩链作吊具,可在一定范围内根据需要调节灯具的高度。
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吸顶类--紧贴天棚的灯具。
有凸出型吸顶灯,这类灯具适用面较大,可以单盏使用,也可以组合使用,前者适用于较小的空间,后者适用于较大的空间;嵌入型吸顶灯,灯具嵌入天棚内,组合使用给人以星空繁照的感觉。
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壁灯类--壁灯有附墙式和悬挑式两种,安装在墙壁和柱子上。
壁灯造型要求富有装饰性,适用于各种空间。
落地灯--也称座地灯,是家居客厅、起居室、宾馆客房、接待室等空间的局部照明灯具,是室内陈设之一,具有装饰空间的作用。
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台灯--座落在台桌、茶几、矮柜的局部照明的灯具,也是现代家庭中富有情趣的主要陈设之一,在现代宾馆中,台灯已经成为具有特色的装饰照明手段。
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特种灯具--为各种专门制造的照明灯具,如用于舞台表演的追光灯、回光灯、天幕泛光灯、旋转灯、光束灯、流星灯等。
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(四)、灯光设计实例分析灯光设计必须根据使用场所、使用功能、使用对象而定,灯具选择、灯具安装、照明方式通讯艺术处理等各有不同,标准与尺度也难以统一,现根据有关资料综合介绍如下,仅供参考。
参见表29、30。
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四、舞台灯光设计人类祖先在茹毛饮血时期生活在洞穴中,白天凭借太阳,晚上凭借月亮和火光闻歌起舞,庆祝胜利,这是人类最原始的舞台照明。
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随着人类文明的发展,舞台照明从火光、烛光、油灯、汽灯,发展到先进的电光源,灯光设备不断更新,照明技术日趋科学,舞台灯光艺术丰富多彩。
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当今主宰舞台灯光照明的主人是灯光设计_~jw_:
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舞台灯光设计必须掌握光的加法混合原理。
灯光设计师巧妙地运用红、绿、蓝、白等色光,通过光线强弱和混合光量的比例变化,便可创造出各种理想的色光。
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舞台灯光的灯具除普通照明灯具以外,专门设计的特种灯具有适用于舞台表演的追光灯、回光灯、天幕泛光灯、旋转灯、光束灯、流星灯等,每一种灯可营造不同艺术气氛。
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激光是现代舞台灯光的新光源。
所谓激光是通过激光器发射的光束,一束激光是由若干种波长的光组成的平行光,它通常具有比普通光源发出的光束亮度大得多的功率,因此激光在舞台灯光艺术中已得到广泛应用。
如现代大型歌舞厅或强烈流动的激光束交相辉映,闪闪烁烁,震撼人心的摇滚音乐和现代舞姿,令如醉如痴的歌星、舞星和歌舞迷们沉浸于一片音乐海洋和狂热的艺术气氛之中。
光色和音乐的协调配合获得了声、光、色前所未有的综合艺术效果。
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五、霓虹灯艺术设计霓虹灯是利用气体放电发光的灯具。
将细长的玻璃管弯制成所需的各种形状的图形,然后抽去管内空气并充入少量的氩或氖等惰性气体,通电后,就能发出彩色的光。
灯光颜色随所充气体而异,如果充入是氖气则发出红橙色光;如果充入是氩气和汞混合的气体则发出青色光;如果充入是氖和汞的混合气体则发出绿色光。
为了获得更多的颜色,还可在玻璃管壁上涂有不同的荧光物质。
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霓虹灯艺术已被广泛应用于灯箱广告、路牌标记、橱窗设计、展示设计以及其它装饰艺术领域。
现代夜间都市在霓虹灯和其它电光饰的打扮装饰下,那高大的建筑犹如少女穿上晚间礼服盛装,显得更加优美动人,富有魅力;那些繁华的商业区、欢乐的娱乐场所更为热闹非凡;古老面幽静、寂寞的街道变成富有时代感的不夜城。
霓虹灯和电光饰可谓是用光绘制的艺术,它把现代都市描绘得如此美妙多姿多彩。
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霓虹灯装饰色彩设计的原理为加色法混合,由于电光源色对人眼的直射,加上光线断续时亮时灭不断变换,故容易产生视觉残象而引起眩目和疲劳,因此霓虹灯光色彩设计必须注意两方面问题:
第一,为了减少眼睛的疲劳,各种色光必须建立一定的光谱秩序,使强烈的光刺激借助秩序而增加柔和感;第二,霓虹灯点灭转换的时间间隔必须选择最佳的时间比,运用时间的律动性增加舒适的