老贺之前曾经写过一篇文章，聊电气照明的“四度”概念与区别，今天再来梳理一下这其中最容易混淆和搞不清楚的“两度”，即照度和亮度，以及经常被搞混了的“两度”测量仪器之照度计和亮度计。

照度与亮度

先看一个很形象易懂的图：

（图源自网络，借鉴说明问题）

照    度

来看一个直观的图示：

      照度是指入射到每单位面积表面上的光线量，使用CIE光谱光视效率V(λ)进行计算，代表人眼对于明视觉的相对光谱响应。

照度（Ev）可如下进行计算： Ev=dΦv／dA 其中： dΦv：给定表面元素上的光通量入射值 dA：表面元素的面积 照度的单位是勒克斯（lx）。 可以使用照度计对照度进行测量，或者如果需要同时测量照度和颜色时，可以使用色彩照度计同时对这两者进行测量。

亮    度

     亮度是指在特定方向上光源或辅助光源（如反射面或传输面）发出的光线量，使用CIE光谱光视效率V(λ)进行计算，代表人眼对于明视觉的相对光谱响应。 亮度（Lv）可如下进行计算： Lv=d2Φv/dΩ·dΑ·cosθ 其中 d2Φv：在特定方向上到达或穿过特定面积的立体角dΩ内的光通量 dA：光通量的截面积

θ：光通量方向与垂直于横截面的法线间的角度。 亮度的单位是cd/m2（坎德拉每平方米） 可以使用亮度计对亮度进行测量，或者如果需要同时测量亮度和颜色时，可以使用色彩亮度计或分光辐射亮度计同时对这两者进行测量。

  如何正确理解照度和亮度的关系？

在相关资料中看到这样的漫画式解释，通俗易懂，来看看：

问：我们通常在做设计时说照度，但评价效果时却提亮度，如何理解这两者之间的关系？

答：在理解这两者关系前，我们需要先了解「照度」和「亮度」这两者的概念区别：

或者我们以更简单直观的方式来解释：亮度是指能进入人的眼中被感受到的光线强度，照度是指被照射面得到光的数量。

这两个都能用物理硬指标表示的概念基础上，亮度更侧重的是人的感受程度，我们常说一个地方很亮而不会说很“照”，就是人的感受，指的就是这个地方的物品被照射后，反射到我们眼中的光线相对多。而照度，指的是有多少光线落在被照的物品表面。

为什么我们常用照度衡量场所照明质量？

    实际上，一般是在无法很简单获得亮度数值的前提下，我们使用照度对场所照明质量进行评估。

    以学校为例，我们实际上走进课室去衡量它是否达到我们学习、上课的标准，看的是什么？不是灯有多亮，而是我们看黑板、课桌、书本够不够亮、或者会不会太刺眼，那些其实是黑板、课桌、书本被灯照射后反射进我们眼中的光线多少，实际上，那些是亮度概念。

    但问题是，黑板是黑色磨沙的，课桌是黄色光滑的，课本是白色，既有光滑也有哑光的。故而同样的照度前提下，上述物品的反射率是不一样的，我们肉眼看到的亮度自然就不一样。

     既然亮度才是人眼的感知，那是否我们应该规定：“教室中各处的亮度应为50cd/m²”呢？我们根据各个物体反射率倒推一下，那样就是照在黑板上的照度应该700lx，照在桌子上的照度应该是500lx，课本上的照度应该是300lx……显然，这样会更加的混乱。

     我们经常讲空间照明设计是空间亮度分布的设计，但是很显然，在实际设计时，如果对每一个物体表面的亮度分布进行规定，是不太可能的。设计和检测时候都非常困难。

    因此，这就是一个我们显然没法通过规定亮度去衡量照明质量的案例，我们只能通过设定一个一揽子常规状况范围的前提下，去评判被照物品得到的光线是多少，去综合评判照明质量。

    这个一揽子常规状况，就是一个探索的前提，包括假设大部分的书是白色的、黑板是黑色磨沙的、课桌是淡黄的等等，他们有着一个加权平均的反光率和使用常规，而在这个常规下，我们可以简单地测定他们被光源照射得到的光线多少，去评估我们适合阅读、写作的舒适程度。

图中：A教室中使用白墙白板浅色书桌，学生看白纸印刷的书，那可能就和我们目前的一揽子常规状况接近，我们用300lx照度就基本能满足日常的课堂、阅读、写作需求。但极端状况B教室中，使用黑墙（譬如，类比电影院中的深红色吸音面板墙）、黑板、黑课桌，看的书是用黑色纸张印刷的，那么要得到与A教室中同样的课堂、阅读、写作需求，或许就要把照度标准提高到500lx才能获得。

     事实上，我们国家标准规定，在符合七种理由的前提下，允许照度提高或降低一档，比方说这个地方的人眼睛很敏感，那可以适当降低。

什么情况下用亮度进行衡量？

      与上述相反，在容易获取亮度数据的情况下，就会使用亮度作为衡量标准。举两个例子：

第一，灯具表面亮度。

     表面亮度通常指的就是灯具眩光，如果一个房间内都是一些表面亮度很高的灯具，人进去之后就会很不舒服，因为上面有光刺眼。这种情况光线就是直射进眼睛的，没有经过反射，所以无法形成照度。

    这个数据是灯具厂家在做专业光学检测时可以得到的，数据比较容易获取，因而我们使用得相对较多，并且会用它去衡量一款灯具在空间中所造成的直接和间接眩光。

第二，道路照明。

     与室内不同，道路照明与驾驶安全的关系特别重大。我们知道，我们看到东西的是否明亮或者明暗对比都是因为亮度，所以道路照明更应该使用驾驶者观察方向的亮度来衡量，但是由于道路路面材质相对比较单一：沥青或是混凝土，所以国家标准同时也有一套直接按照照度标准来衡量的体系。

    在计算这个亮度时有个模型，可以计算观察者（如司机）得到的亮度数据。因为我们清楚知道道路的反射率，因此不管你使用的是沥青还是混凝土，亮度都必须达到1.0cd/m²的话，设计者可以通过调整在不同路面铺装的材质上的照度去达到同样的亮度标准。

图为：左侧沥青铺装路面，反射率较右侧混凝土铺装路面低，达到同样亮度标准的照度就会比混凝土稍高。

照度计 与 亮度计

照度计：

      照度计又称照度仪（或称勒克斯计），是一种专门测量光度、亮度的仪器仪表，由主机和一个光传感器组成，常用于测量室内灯具的照度。它所测的光照强度就是物体被照明的程度，也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比。照度计通常是由硒光电池或硅光电池，以及微安表组成。照度测量应采用不低于一级的照度计。 

      光电池是把光能直接转换成电能的光电元件。当光线射到硒光电池表面时，入射光透过金属薄膜4到达半导体硒层2和金属薄膜4的分界面上，在界面上产生光电效应。产生电位差的大小与光电池受光表面上的照 度有一定的比例关系。这时如果接上外电路，就会有电流通过，电流值从以勒克斯（Lx）为刻度的微安表上指示出来。光电流的大小取决于入射光的强弱和回路中的电阻。照度计有变档装置，因此可以测高照度，也可以测低照度。

照度计工作原理图

1—金属底板，2—硒层，3—分界层，4—金属薄膜，5—集电环

      照度计的测量范围是0~50000。室内的平均光照度是从100到1000lux，室外的太阳光照度大概是50000lux。（lux是一个光照度的单位，表示单位面积上的光照强度）。

照度计实物图

亮度计：

      亮度计是一种测量亮度的专业仪器，即：一种测光和测色的剂量仪器。是照明工程、光源和发光器件、电影电视、交通信号、建筑、大气光度学等领域常用的测试仪器。它常被用于测量室内各表面（如：台面、地面、墙面、顶棚面、室内设施等）的亮度，以及室外道路亮度等。是每个化学分析实验室必备的常用仪器设备之一，在各种定量和定性分析中得到了广泛的应用。

亮度计的原理：

     亮度计主要采用一对有一定距离的光孔接收固定立体角、固定投光面积的光通量，此值不随物体远近而变，只要物体的表面积足够大。为了瞄准被测物体，常采用成像系统。被测光源经物镜后在带孔（前光孔）反射镜上成像，其中一部分经反射镜及目镜，有人眼接收，以瞄准和监控清晰成像面与带孔反射镜重合；另一部分光则经过反射镜上的小孔经后光孔到达V(λ)接收器。亮度值用指针或数字表头显示。

      亮度计是测发光体，单位：坎德拉/平方米。亮度测量应采用不低于一级的亮度计。       

      亮度计常用于照明工程、光源和发光器件、电影电视、交通信号、建筑、大气光度学等领域常用的测试。

亮度计实物图

照度计与亮度计的关系：

       照度计与亮度计工作原理基本类似，一个是产生的结果（亮度计），一个是检测数据（照度计）。

       亮度计是测发光体；照度计是测被照面的“亮度”值，照度定义：单位面积上的光通量大小。     

       而照度计就是测照度，和光源品种没关系，和光源光效和距光源距离有关。

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