作者：BigBubbleGum
說到家居燈光你會想到什麼？我能想到的是吊頂射燈吸頂燈，暖色白色全綵色。
如果要購買一張燈具，你會考慮哪些引數？對我來說就是要亮，也就是功率要大；顏色要準，也就是 RA 值要高。
其實大部分人對家居燈光的理解也就這些了——買個品牌的燈具，裝上。
其實燈光設計也是一門學問，不同的光給人的感受完全不一樣，也催生了
「照明設計師」
這一職業。
跟其他工業設計軟體一樣，燈光設計也有專業的軟體，無處不在的「光」是可以量化的，初次瞭解這些的我感覺打開了新世界的大門。
本文並不涉及具體的住宅燈光設計，只是談一談光的基礎知識，以及如何評價一盞燈具和照明環境。
一、「燈光捕手」色溫照度計 曬單
事情的起因是我總覺得臥室的燈不夠亮，色溫調節不夠準，手機拍出來的照片放在電腦上看總覺得偏色，於是打算買個儀器測試下。
我的需求是想測試下吸頂燈的
亮度
、
色溫
和
顯指
，調研了下，能測
顯指
的只有手持光譜儀，最便宜的也要大幾千塊，基本關於燈光的一切引數都能測出來。
要麼就是幾十塊錢的只能測
亮度
的照度計。
其實手機上有 APP 可以利用自帶的光線感測器測量光強，我用 iPhone13 和小米 11 分別測量了同一環境，數值差距太大，只有相對參考的價值。
最終搜到一款能同時測量色溫和照度的機器——燈光捕手色溫照度計，這是我找到的唯一一款能測色溫的照度計，活動價 338，能接受。
引數為：色溫測量範圍 2000-7000K，照度測量範圍 10-10000lx，誤差 1。6%。
燈光捕手是一家“照明+網際網路”的網際網路企業「雲知光」推出的硬體產品，這家公司致力於照明產業的升級和泛照明產業教育培訓。這款色溫照度計勾起了我對室內照明領域的強烈興趣，於是就順便學習了下燈光設計方面的知識。
首先來看下這臺裝置。
燈光捕手的外觀很簡潔，正面中心是光線感測器，上面有一顆連線指示燈，需要連線手機 APP 才能檢視色溫與照度的數值。
背面是電池倉，需要擰下螺絲才能裝電池，或者採用 micro usb 供電，電源開關設計有 BUG，撥到一邊是電池供電，撥到另外一邊是 USB 供電，插上 USB 之後是無法關機的。
硬體電路非常簡單，主要是一顆高整合度的藍芽通訊 SOC 和一顆色溫照度感測器。
不知道為啥沒有其他廠家使用這顆感測器設計色溫測量儀。
這顆感測器應該佔了硬體成本的大頭，此外每個儀器應該會是獨立校準的，也需要一定的成本。
APP 介面簡潔，首頁顯示照度和色溫值，第二頁可以單點測量，第三頁是實時資料取樣（2s）曲線。
更詳細的曬單可以見站內這篇曬單。
儀器先放一邊，跟大家聊一聊最近學習的燈光設計方面的一些知識。
二、光的基礎
建築師高迪曾說：“一切的美好都源自於光”。
從理工男的角度來說，光就是電磁波；在攝影師心中，光是一門藝術；在建築師眼裡，光是除了水泥、鋼材、玻璃之外的第四種建材。
具體到一盞燈具或者一個環境，普通消費者如何評價光線好不好呢？主要從以下幾個維度：
照度（亮不亮），色溫（冷暖），顯指（顏色準不準），頻閃（閃不閃），眩光（晃不晃眼），藍光危害（傷不傷眼睛）
。
這些概念是不是似懂、非懂？別急，往下看。
三、光的數量
我們通常說一盞燈亮不亮，那麼如何定性的描述光的強度呢，需要了解一些概念：
1。光通量（lm）
一個光源輸出的所有光算在一起，就是
光通量
，單位為
流明（lm）
。
購買強光手電時要看的引數之一就是流明，數值越大，手電越亮。
2。照度（lx）
光通量是光源發出的光，我們實際上得到的光用
照度（勒克斯 lx，Lux）
來衡量。
光照度是指落在單位面積上光通量的大小：
1 lx=1 lm / m^2 ，勒克斯=流明/平方米。
照度也就是日常所說的亮不亮，照度跟光強和距離有關，所以不能單純用光通量來衡量。
晴天戶外陽光直射下光照度達到 100000lx，遮陽雨篷下有 6000lx，採光較好的窗戶內有 2500lx，室內中央就剩下 300lx。
國標《建築照明設計標準 GB50034-2013》規定了圖書館/辦公建築/商店建築等公共場所的照明標準值，比如說辦公室的照度應當在 300-500lx。
對於住宅，國標也給出了建議，臥室照度為 150lx，需要書寫和閱讀的環境照度建議 300lx。
購買燈具時不光要看它夠不夠亮（照度），還得看
照度均勻度
，也就是規定區域內最大照度與最小照度之比，照度均勻度是一個大於 1 的數，越接近 1，就代表著均勻度越高。
國標《讀寫作業檯燈效能要求》就是對照度和照度均勻度設定了標準，分為國 AA 和國 A，照度均勻度要求 3。
3。光強（cd）與亮度（nit）
照度是描述單位面積的光通量（二維），還可以用
發光強度（坎德拉 cd）
來描述單位立體角內的光通量（三維）。
1 cd = 1 lm/sr （sr 為立體角），1 坎德拉強度的光源發出的總光通量是 4π流明。
對於面光源，用
亮度（尼特 nit）
描述，亮度是指光源在給定方向上單位面積單位立體角內所發出的光通量，單位為 cd/m^2，也是人眼對光強度的實際感受，移動裝置的螢幕亮度就用尼特來衡量。
1 nit =1 cd/m^2 。
光源發出的
光的數量（光通量，lm）
，在某一方向以一定的
強度（光強，cd）
入射到某一表面，此時可測得這一表面獲得的光有多少
（照度，lx）
，照度可以用照度計直接測量。該表面會反射光線，可能是鏡面反射，也可能是漫反射，當我們站在某一位置觀察受照面的時候，我們就感覺到了這個表面的
明亮程度（亮度，nit）
。
4。光的效能
光源是把電能轉換成光的器件，燈具發出的總光通量與其所輸入的功率之比就是發光效能（LPW），單位為流明每瓦特（lm/W）。
白熾燈被淘汰的原因之一就是光效太低。現在普遍使用的 LED 燈具的光效都比較高、壽命長，綠色環保節能。
在白熾燈和熒光燈年代，選燈具主要看功率，而在選 LED 燈具時，首先看的是
光通量
引數，因為廠家提高功率很簡單，而且 LED 的功率可以任意調節。
光通量也不是越高越好，光通量與驅動電流不是線性關係，功率（電流）翻倍，光通量只增加了 30%，由下圖可以看出該 LED 在一倍驅動電流時 LED 光效較高。
照明功率密度 (LPD)
是指 單位面積上一般照明的安裝功率（包括光源、鎮流器或變壓器等附屬用電器件），單位為瓦特每平方米（W/m2）。國標也對照明節能提出了要求，採用照明功率密度（LPD）作為建築照明節能評價指標。
以普通辦公室為例，要想符合驗收條件的話，照明功率密度不應該超過 9W/m^2。
什麼樣的地方選多大功率的燈具，燈具的數量和位置都有專業的軟體來設計，下面來簡單計算下某 100 平米的高檔辦公室選擇的燈具是否合適：
首先根據高檔辦公室的照度標準值 500lx，選擇光源的數量與功率，比如照明燈具總功率 1800W（包含整流器功率），其中裝飾性燈具安裝功率為 800W，按照國標規定，裝飾性燈具總功率的 50%極速照明功率密度值的計算，所以該場所的實際 LPD 值為（1000+800*50%）/100=14W/m^2，符合現行值要求。
四、光的品質
1。色溫
色溫
是照明光學中用於定義光源顏色的一個物理量，其單位為
“K”（開爾文）
。也就是我們常說的冷暖光。色溫越高，光源色調越冷；色溫越低，光源色調越暖。
日常生活中，對於色溫最大感受就是一天內不同時間室外光線顏色的不同。
市面上在售的可調色溫的燈具色溫範圍一般在 2700k-6500k 之間。
不同的色溫給人的感覺是不一樣的，偏暖的低色溫，長時間看雖不易引起視疲勞，但容易使人精神倦怠讓人犯困。偏冷的高色溫雖然給人以冷靜提神的感覺，但長時間看容易引起視疲勞，容易導致黃斑變性、自由基增多，是近視發生的危險因素。
介於兩者之間 3300~5300K 的中性色溫
，給人清醒中又有溫暖的感覺的感覺，既不容易引起視疲勞，又不會讓人精神倦怠，所以是建議選擇的最佳檯燈色溫。
2。顯色指數
人類經過幾百萬年的進化，把物體在太陽光的照射下顯示的顏色認為是
物體真實的顏色
，太陽光的顯指定義為 100。但當物體在非連續光譜的氣體放電燈的照射下，顏色就會有不同程度的失真。我們把光源對物體真實顏色的呈現程度稱為光源的
顯色性
。
顯色指數（CRI）
是指光源對物體還原陽光下給人的視覺感受能力的高低。顯色性越高，顯色指數值越接近 100，對物體的色彩還原能力越強，人眼區分物體顏色越輕鬆。比如在隧道內照明用的高亮度黃色鈉燈，顯示指數就很低，無法分辨出前方汽車的真實顏色。
顯色指數有 15 種顏色，R1-R15，通常取前 8 種常見顏色的顯色指數的平均值，記為 Ra，表徵此光源顯色性。Ra 值越大，光源的顯色性越好。
光源對於紅色的顯色性是 R9，在 LED 中，特殊顯指 R9 很多時候是缺失或者不合格，R9 值較大的燈光照射下的人的膚色更加好看，比較高階的燈具一般會獨立標註 R9 值。
如果要衡量平均顯色指數應該是取色塊的平均值，取 15 種常見顏色的顯色指數的平均值，記為 Re。
國標規定，長期工作或停留的房間或場所，
照明光源的顯色指數(Ra)不應小於 80，。
3。眩光
眩光
是指視野中由於不適宜亮度分佈，或在空間或時間上存在極端的亮度對比，以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺條件。
直接眩光可能有筒燈邊緣的反射眩光，光源外露的眩光，還有直射的燈光。
間接眩光有鏡面反射以及光幕眩光，造成目標看不清。
眩光主要與燈具的結構設計有關，為限制視野內過高亮度或亮度對比引起的直接眩光，國標規定了直接型燈具的遮光角，根據燈具表面亮度的不同，遮光角也有不同的要求
對手機電腦 ipad 等顯示終端，國標也對燈具平均亮度有限制。
對於下圖螢幕中反射的兩盞燈光，右側的燈具照度太強，會造成眩光。
4。光譜與藍光危害
白光 LED 並不是直接發出白光，而是利用藍光 LED 與熒光粉配合形成白光，所以白光 LED 的光譜在 450nm 藍色波段都有一個峰值，第二個峰值是藍光激發熒光粉產生的黃光。兩者混合出來就是白光，藍光多一點就是高色溫的白，黃光多一點就是低色溫的白。
研究人員發現，有害藍光具有極高能量，能夠穿透晶狀體直達視網膜，引起引起視網膜細胞的損傷；此外藍光的波長短，聚焦點並不是落在視網膜中心位置，而是離視網膜更靠前一點的位置，要想看清楚，眼球會長時間處於緊張狀態，引起視疲勞。
傳統的白熾燈/鹵素燈/熒光燈各個波長的光強度都差不多，LED 的發光原理導致恰好藍光光譜有個窄峰，於是就有了所謂的
「藍光危害」
。
藍光危害這是個名詞，並不是說藍光=危害，合格的燈具放心使用，國標也規定了 LED 筒燈色溫不應該超過 4000K，4000K 以下即使燈具不合格，也不會造成太大的損傷，隨著行業越來越規範，後面色溫標準也會放開。
5。頻閃
頻閃
是指電光源光通量以一定頻率的波動。LED 照明產品採用 AC 轉 DC 的恆壓或者恆流電源驅動，光源本身並不會產生頻閃，有無頻閃取決於 LED 驅動電源，由於驅動器千差萬別，每個 LED 產品的頻閃表現也不一樣。特別是有些廠家為了節約成本，使用了較為簡單的驅動電路，如 AC LED，會存在較大的頻閃問題。
低頻頻閃會造成視覺疲勞與不適，用手機對準光源看到條紋分佈就是頻閃（手機拍攝燈具的頻閃並不完全科學，測試頻閃需要用到專業裝置）。
快門速度調低，可以看到我在用的兩臺顯示器，左邊老款顯示器上有明顯條紋，右側新買的顯示器則沒有條紋。
四、燈具與照明環境評價
有了上面兩節的基礎知識，下面分別針對一款爆款檯燈
「米家檯燈 1S」
和我所在的
教研室照明環境
，看看如何評價光線是否合適。
1。米家檯燈 1S
開啟米家檯燈的產品介面，跟燈具本身相關的主打賣點有三個：
「國標 A 級」
、
「RA90」
、
「無可影片閃」
，下面一項一項看。
國標 A 級：
在 3。2 節裡面說過，這裡的國標是指《讀寫作業檯燈效能要求》，國 A 要求燈下 300mm 扇形範圍內照度300lx，300-500mm 扇形範圍內照度300lx，照度均勻度要求 3。
按照米家宣傳介面的說法，檯燈 1S 的光通量為 520lm，中心照度 1250lx，500mm 開外也有 260lx，可以說已經達到了國標 AA 級的標準，小米謙虛了呀！
顯示指數：
米家檯燈 1S 的顯指為 Ra90，現在品牌燈具一般都能達到這個水平了。
頻閃：
米家檯燈 1S 沒有可影片閃，哪個燈具也不會有可影片閃，不過交流電本身就有“頻閃”，無可影片閃這個說法也沒問題，敢這樣寫的說明低亮度下頻閃控制的還是不錯的。
色溫：
米家檯燈 1S 色溫調節範圍為 2600K-5000K，亮度調節範圍 1%-100%。
眩光：
米家檯燈 1S 採用菲涅爾光學透鏡，出射光線均勻自然，LED 藏在燈體裡面，直視也不會產生眩光。
藍光危害：
米家檯燈 1S 無藍光危害測試達標。
光照均勻度：
米家檯燈 1S 採用的是長條形燈條設計，比圓盤設計照射的範圍更廣，看書學習時，燈下的光照均勻度也更高。
機械設計：
其他方面，比如外觀、操控、散熱和轉軸設計，也是米家檯燈 1S 的加分項。
總的看來，這款米家檯燈 1S 確實是個不錯的產品。
此時再來看這張檯燈的引數表和宣傳頁，是不是一清二楚了？
以後再選燈具時直接看引數，就不怕被廠商花裡胡哨的宣傳忽悠了。
2。照明環境
我的教研室面積幾十平，分為會議討論區和 12 個工位，房頂本來安裝了 4 根 80W 長條形 LED 吊燈，在我的強烈建議下（我坐在最內側），靠牆的房頂上也安裝了 2 根，一共是 6 根燈條。
首先看工位①-⑥的照度情況，只有靠近吊燈的③⑤⑥號工位桌面照度達到了 300lx 以上，而色溫都接近 7000K 的量程範圍，有的地方色溫超過範圍測不出來了，工位的平均照度為 204。8lx。
再來看看左側會議桌 6 個點的測試資料，照度全都不到 300lx，色溫全部超過 7000K，即使是在吊燈直射的 3 號位置，最大也只有 249lx。
國標規定普通辦公室的照度應該大於 300lx，高檔辦公室照度大於 500lx，顯然我們教研室是遠不達標的，我自己的桌面照度實測是 130lx，日常看電腦並沒有覺得很暗，看書寫字確實有一點暗了，我會開啟螢幕掛燈輔助照明，實測掛燈最大亮度下，桌面照度能達到 400-1200lx。
國標還規定辦公區域的色溫應當在 3300~5300K ，最好是 4000-5000K，我們教研室的色溫 7000K+，色溫太高了，容易造成視覺疲勞，影響健康（一看書就困的原因找到了！）。
此外教研室的單個 LED 燈具太亮了，安裝位置又比較低，看電腦螢幕的時候遠處的燈會直接找到眼睛裡，兩側的玻璃牆也會反射，造成各種眩光，非常不舒服。
由於測試裝置的限制，燈具的顯色指數和藍光是測不了的，用手機拍攝沒有頻閃，如果要透過驗收的話還需要計算下照明功率密度。
我們教研室的燈具是去年室內裝修完後，課題組在京東上採購的，找的電工師傅安裝，根本沒人考慮過燈光設計。說實話，日常生活學習並沒有覺得這樣的環境有啥不妥，要不是有這些資料支援，我一直以為教研室窗明几淨，空間夠大夠亮，照明環境非常好呢。（對比其他教研室觀感上確實算優秀的了）。
3。臥室照明環境改造
學校的單人間臥室的原裝吸頂燈是 18W 雷士單色燈，我覺得不夠亮，換成了 36W 三色燈，並加裝了米家智慧 LED 調光調色驅動，躺在被窩裡也能開關燈。
將燈光捕手放在兩位舍友的書桌上，實測原來燈具色溫為 6000K，照度不到 100lx，對於學習來說照度太低了，對於休息來說色溫又偏高了。也不知道當初是怎麼透過驗收的，或者說可能驗收根本就沒有光環境這一項吧。
改造後的我的宿舍光環境就較為舒適了，色溫和亮度都能調整，色溫 4700K 時照度為 500lx，亮度大幅提高，證明了之前覺得環境太暗不是我眼睛的問題。
總結
經過幾天在學校內不同教室和房間的測試後我發現，大部分燈具的色溫都偏高（>6000K），可能偏冷的白光視覺上會給人更亮的感覺，但桌面照度實測資料幾乎都不達標（<300lx），看來燈光設計還沒有得到重視。當我們逛 Apple 直營店的時候總覺比其他專賣店更高大上，除了空間佈局外，燈光可能就是原因之一。
相信經過本文的簡單介紹，你應該能夠挑選一款合格的燈具，並學會評價一個環境的照明是否合適了。
總的來說，優秀的燈具/照明環境應該滿足以下要求：
適合視覺任務的照度
均勻的照度
配合應用場合的舒適光色
良好的顯色
低眩光
低頻閃
適當的藍光
照明環境設計
還是一個較新的行業，普通人裝修時一般只會考慮水電、硬裝和軟裝，年輕人還會考慮網路和智慧家居，而燈光設計是很多人不曾瞭解的，卻是舒適生活必不可少的。
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