一種基於數位相機的眩光簡易測試方法
2023-09-21 20:01:50 1
一種基於數位相機的眩光簡易測試方法
【專利摘要】本發明一種基於數位相機的眩光簡易測試方法，涉及視覺舒適度測試【技術領域】。本發明步驟包括使用數位相機在同一地點、同一時間，在設定光圈大小和感光度下，採用不同的曝光時間，連拍三張照片，與此同時使用亮度計測量出在同一視野範圍內任意點的亮度值L實測；利用RGB值和亮度值的轉化公式，根據實際亮度值和計算出的亮度值，求得比例關係，在照片上鋪設分析網格，根據照片中每個網格的實際平均亮度值、背景亮度值Lb，對實際亮度值取加權平均值，根據窗戶網格中最高的亮度值Ls和背景亮度值Lb，根據G=Ls/Lb判定該窗戶內有否眩光。本發明相對於繁瑣複雜的傳統方法，僅採用數位相機和計算機常用的軟體完成眩光測試，簡潔快速。
【專利說明】一種基於數位相機的眩光簡易測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及視覺舒適度測試【技術領域】，具體指一種基於數位相機的眩光簡易測試方法。
【背景技術】
[0002]由於視野中的亮度分布(或亮度範圍)的不適宜，或(在時間或空間上)存在極端的亮度對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標的能力的視覺現象即為眩光。按照光源的不同，眩光分為直接眩光和反射眩光，直接眩光是指由視野中，特別是在靠近視線方向存在的發光體所產生的眩光，反射眩光是視野內物體表面的反射光而引起的。而按照眼睛不適的程度，眩光也可分為不舒適眩光和失能眩光，不舒適眩光是指產生不舒適感覺，但不一定降低視覺對象的可見度的眩光，失能眩光是指除了有不舒適感外，會直接幹擾視力的眩光。
[0003]在科技高速發展的今天，人們對建築室內環境品質的要求越來越高，除了基本的視覺美感需求外，視覺的舒適度也變得異常重要，而眩光的防護是視覺舒適度的重要體現，要防護眩光，首先要準確地測量眩光。
[0004]常用的測量眩光的方法有(I)公式計算法:利用亮度計，採用公式算法，計算統一眩光值，該方法結果較為準確，但是計算過程繁瑣，且需要有專業儀器；(2)軟體模擬法:在電腦軟體中，建立虛擬的模型，由計算機模擬計算出某一固定視野中是否存在眩光以及眩光的位置，因為涉及建立虛擬模型和參數設置，工作量非常大；(3)圖像亮度測量法:利用照相機拍照得出RAW畫質的文件或高動態範圍的圖像，該方法的缺點是過程繁瑣，操作者需熟悉計算機程式語言，進行命令行的輸入等。因此，人機互動能力較差，不利於推廣採用。以上提到的幾種測量眩光的方法都較為繁瑣，需要有很強的專業背景才能完成眩光的測量。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服現有技術存在的缺失和不足，提出一種基於數位相機的眩光簡易測試方法。其包括如下步驟:
[0006]第一、使用數位相機在同一地點、同一時間，在設定光圈大小和感光度下，米用不同的曝光時間，連拍三張高、中、低曝光程度的照片1、照片2、照片3。
[0007]第二、在拍照的同時，使用亮度計測量出在同一視野範圍內任意點的亮度值L 。
[0008]第三、在數位相機的圖像處理軟體中，打開照片1，查看實測點的RGB參數值，並利用RGB值和亮度值的轉化公式:
[0009]Litw=0.2126xR值+0.7152xG值+0.0722xB值，計算出該點的相對亮度值。
[0010]第四、根據將第二步驟測得的實際亮度值和第三步驟計算出的亮度值，求得比例關係如下:
[0011]L實測/L計算=R1......照片I ο[0012]第五、以此類推分別在照片2和照片3上，重複第三步驟和第四步驟，計算得照片2比例值R2,和照片3的比例值R3。
[0013]第六、在照片1、照片2、照片3上鋪設分析網格，採用第三步驟中的計算方法，在每個網格中選取中心點，計算三張照片中每個網格的相對平均亮度值，如一個網格中有多個亮度區域，在不同亮度區域內各選一中心點採用第三步驟計算相對亮度值後取加權平均值作為該網格的相對平均亮度值。
[0014]第七、根據第四、五步驟計算出的比例值Rl、R2、R3，第六步驟計算出的照片1、照片2、照片3中每個網格的相對平均亮度，計算得到照片中每個網格的實際平均亮度值。
[0015]第八、根據第七步驟中計算出的實際平均亮度值，進一步計算背景亮度值Lb，即除窗戶以外各表面的實際亮度值取加權平均值，計算公式如下:
[0016]Lb= (L^L2............Ln)/n
[0017]其中，η為除窗戶以外各表面中的網格總數。
[0018]第九、根據第七步驟選取窗戶網格中最高的亮度值Ls和第八步驟計算出的背景亮度值Lb，求得比例關係如下:
[0019]G=LS/Lb
[0020]如果G值> 7，則判定該窗戶內有眩光。
[0021]如上所述，相對於繁瑣複雜的傳統方法，本發明不需要複雜的公式計算、專業的計算機編程技術、繁瑣的計算機虛擬建模工作等，僅採用數位相機和計算機常用的軟體完成眩光測試，簡潔快速。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的測試方法工作流程框圖；
[0023]圖2為本發明的一個實施例。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述
[0025]本發明一種基於數位相機的眩光簡易測試方法(如附圖1所示)包括以下步驟:
[0026]第一、使用數位相機連拍三張曝光度不同的照片(同一地點、同一時間)。
[0027]第二、在拍照的同時，使用亮度計測量出同一視野範圍內任意點的亮度值。
[0028]本實施例中,選取的任意點為窗戶玻璃上一點(如附圖2所示的標記),亮度計顯示該點的亮度為2135cd/m2。
[0029]第三、在Photoshop軟體(或其他任何圖像處理軟體)中打開照片1，查看實測點的RGB參數值，並利用RGB值和亮度值的轉化公式，
[0030]Litw=0.2126 xR值+0.7152xG值+0.0722xB值，計算出該點的相對亮度值。
[0031]在本實施例中
[0032]照片的曝光程度通過固定光圈大小及感光度，調整快門時間來獲取三種曝光效
果O
[0033]其中，設定光圈大小為F4，感光度ISO為100。
[0034]設定暗曝光效果的快門時間建議範圍為(l/250s~l/60s)，最佳值l/125s。[0035]設定適中曝光效果的快門時間建議範圍為(l/30s~l/8s)，最佳值l/15s。
[0036]設定明亮曝光效果的快門時間建議範圍為(l/4s~Is),最佳值l/2s。
[0037] 所述Photoshop軟體顯示的RGB值是，R值為241，G值為246，B值為252。
[0038]根據下式，計算出該點的亮度值:
[0039]L=0.2126XR值+0.7152XG值+0.0722XB 值則 L=0.2126X241+0.7152X246+0.0722X252=245.37。
[0040]第四、根據第二步測得的實際亮度值和第三步計算出的亮度值，求得比例關係如下:
[0041 ] 1^實測71^計算=8.70....................................照片I
[0042]第五、以此類推，在照片2和照片3上，重複第三、四步驟，得到如下的比例關係:
[0043]L實測丁1^計算=12.20..............................照片2
[0044]L實測丁 L計算=8.37....................................照片3
[0045]第六、在照片1、照片2、照片3上鋪設分析網格，採用第三步驟中的計算方法，在每個網格中選取中心點，計算三張照片中每個網格的相對平均亮度值，如一個網格中有多個亮度區域，在不同亮度區域內各選一中心點採用第三步驟計算相對亮度值後取加權平均值作為該網格的相對平均亮度值。
[0046]第七、根據第四、五步驟計算出的比例值Rl、R2、R3，第六步驟計算出的照片1、照片2、照片3中每個網格的相對平均亮度，計算得到照片中每個網格的實際平均亮度值。
[0047]第八、根據第七步驟中計算出的實際平均亮度值，進一步計算背景亮度值Lb，即除窗戶以外各表面的實際亮度值取加權平均值，計算公式如下:
[0048]Lb= (L^L2............Ln)/n
[0049]其中η為除窗戶以外各表面中的網格總數。
[0050]第九、根據第七步驟選取窗戶網格中最高的亮度值Ls和第八步驟計算出的背景亮度值Lb，求得比例關係如下:
[0051]G=LS/Lb
[0052]如果G值> 7，則判定該窗戶內有眩光。
[0053]綜上所述，本發明相對於傳統繁瑣複雜的方法，不需要複雜的公式計算、專業的計算機編程技術、繁瑣的計算機虛擬建模工作等，僅採用數位相機和計算機常用的軟體完成眩光測試，具有簡潔、方便、準確、快速、精度較高等特點。一般情況下總耗時不超過3小時，且可通過亮度計現場測量實驗證明。
【權利要求】
1.一種基於數位相機的眩光簡易測試方法，其特徵在於，包括以下步驟: A.使用數位相機在同一地點、同一時間，在設定光圈大小和感光度下，採用不同的曝光時間，連拍三張高、中、低曝光程度的照片1、照片2、照片3 ； B.在拍照的同時，使用亮度計測量出在同一視野範圍內任意點的亮度值L； C.在數位相機的圖像處理軟體中，打開照片1，查看實測點的RGB參數值，並利用RGB值和亮度值的轉化公式: Litw=0.2126xR值+0.7152xG值+0.0722xB值，計算出該點的相對亮度值； D.根據將B.步驟測得的實際亮度值和C.步驟計算出的亮度值，求得比例關係如下: L實測/L計算=R1......照片I ； E.以此類推分別在照片2和照片3上，重複C.步驟和D.步驟，計算得照片2的比例值R2,和照片3的比 例值R3 ； F.在照片1、照片2、照片3上鋪設分析網格，採用C.步驟中的計算方法，在每個網格中選取中心點，計算照片1、照片2、照片3中每個網格的相對平均亮度值； 如一個網格中有多個亮度區域，在不同亮度區域內各選一點採用C.步驟計算相對亮度值後取加權平均值作為該網格的相對平均亮度值； G.根據D.步驟、E.步驟計算出的比例值Rl、R2、R3，F.步驟計算出的照片1、照片2、照片3中每個網格的相對平均亮度值，計算得到照片中每個網格的實際平均亮度值； H.根據G.步驟中計算出的實際平均亮度值，進一步計算背景亮度值Lb，即除窗戶以外各表面的實際亮度值取加權平均值，計算公式: Lb_ (L1+L2............Ln) / π 其中，η為除窗戶以外各表面中的網格總數； 1.根據G.步驟選取窗戶網格中最高的亮度值Ls和H.步驟計算出的背景亮度值Lb，求得比例關係如下:
G=LS/Lb 如果G值> 7，則判定該窗戶內有眩光。
2.如權利要求1.所述的一種基於數位相機的眩光簡易測試方法，其特徵在於，在相同光圈、相同感光度下，通過不同曝光時間獲取曝光程度不同的照片； 所述光圈大小設定為F4，感光度ISO為100 ； 所述暗曝光效果的快門時間設定範圍為l/250s-l/60s，最佳值l/125s ； 所述適中曝光效果的快門時間設定議範圍為l/30s-l/8s，最佳值l/15s ； 所述明亮曝光效果的快門時間設定範圍為l/4s-ls，最佳值l/2s。
【文檔編號】G01M11/02GK103969029SQ201410142821
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】季亮, 許嘉楨, 葉森 申請人:上海市建築科學研究院