室內(nèi)設(shè)計(jì)中的光學(xué)原理

高倫

摘 要：光學(xué)原理的利用在生活中比較常見，室內(nèi)設(shè)計(jì)師也經(jīng)常會(huì)利用光的特性，探索更為獨(dú)特的室內(nèi)設(shè)計(jì)方式。本文就分析了室內(nèi)設(shè)計(jì)中的光學(xué)原理，總結(jié)了相關(guān)的光學(xué)知識(shí)和光的物理特性，然后研究如何在室內(nèi)設(shè)計(jì)中使用各類光學(xué)特性，幫助設(shè)計(jì)師提升室內(nèi)設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)設(shè)計(jì);光學(xué)原理;物理特性

引言：室內(nèi)設(shè)計(jì)中，光線的設(shè)計(jì)是極為重要的一部分，通過科學(xué)的光線設(shè)計(jì)，能夠滿足人們的視覺需要，同時(shí)也能在室內(nèi)創(chuàng)造一定的藝術(shù)情調(diào)，保證室內(nèi)的舒適度，提升人們生活的品位。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過程中，一方面需要重視對(duì)光源在點(diǎn)線面上的搭建，同時(shí)也要充分利用光學(xué)原理，在室內(nèi)創(chuàng)造獨(dú)特的照明方式，提升室內(nèi)的立體感和視覺效果，提升室內(nèi)的裝飾水平。

1 光學(xué)原理相關(guān)知識(shí)

室內(nèi)設(shè)計(jì)中使用光學(xué)原理，需要以光學(xué)原理、光的特性作為基礎(chǔ)，從而通過光的本性實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)光照的塑造。

1.1 光的反射

光照從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面商會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，反射會(huì)改變光的傳播方向，使光返回到原來的介質(zhì)當(dāng)中。無論是光照射到水面、玻璃等物體上，都會(huì)有反射的情況發(fā)生[1]。幾何光學(xué)中，認(rèn)為光入射光線和反射光線的發(fā)現(xiàn)在同一側(cè)，入射光線和反射光線在法線的兩側(cè)，入射角和反射角相等。光的反射現(xiàn)象中，也遵循光路可逆原理。室內(nèi)設(shè)計(jì)中，使用反射的例子包括燈罩、白色乳膠漆前概念等等，利用反射能提升室內(nèi)亮度，而且利用鏡面也能擴(kuò)展室內(nèi)空間，提升室內(nèi)居住環(huán)境的趣味。

1.2 薄膜干涉

薄膜干涉是由于薄膜產(chǎn)生的干涉，室內(nèi)設(shè)計(jì)中很多設(shè)計(jì)都使用了薄膜干涉的原理，創(chuàng)造特殊的光照效果和環(huán)境氛圍，比如冷光燈就是使用薄膜干涉的例子。薄膜可以是固體也可以是液體，甚至是在兩塊透明物體之間的薄氣層，薄膜干涉時(shí)，入射光線會(huì)被薄膜的上表面反射，折射光線被薄膜的下表面反射，然后再被薄膜的上表面折射，被薄膜的上表面發(fā)射和折射的光束在上表面同側(cè)，而且是相干光，所以會(huì)有分振幅干涉產(chǎn)生。如果光源為擴(kuò)展光源，那么干涉現(xiàn)象只會(huì)在相干光特定的重疊區(qū)域才能出現(xiàn)，相對(duì)于兩個(gè)面相互平行的平面薄膜，干涉條紋的定域是無窮遠(yuǎn)的，必須使用匯聚透鏡在像方焦面內(nèi)才能觀察到。

1.3 光的折射

當(dāng)光從一種介質(zhì)傳播到另外一種介質(zhì)中時(shí)，在兩種介質(zhì)交界的位置，光的傳播方向會(huì)發(fā)生偏折。折射和反射的區(qū)別在于，雖然兩者都在不同介質(zhì)的交界位置出現(xiàn)，但是光的反射會(huì)讓光線返回到原來的介質(zhì)當(dāng)中，折射光線則是進(jìn)入了另外一種介質(zhì)[2]。光的折射是由于光在不同介質(zhì)中會(huì)有不同的傳播速度，導(dǎo)致從一種介質(zhì)在入射到另一種介質(zhì)后，光的傳播方向發(fā)生改變。折射現(xiàn)象也遵循光路可逆原理。同時(shí)，折射和反射往往同時(shí)發(fā)生，在折射點(diǎn)不僅會(huì)有折射發(fā)生，也會(huì)有反射存在。所以在室內(nèi)設(shè)計(jì)中使用魚缸時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮折射和反射對(duì)室內(nèi)光纖的影響，強(qiáng)化室內(nèi)光照氛圍的塑造。

2 光的物理特性

2.1 色溫

不同光源產(chǎn)生光的顏色會(huì)有所不同，而在顏色不同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同類型的環(huán)境氛圍和藝術(shù)效果，例如顏色是紅色、黃色、橙色等低色溫光源，能給人溫暖、熱情、興奮的感覺，在設(shè)計(jì)室內(nèi)人員聚集較多的位置時(shí)，比如會(huì)客廳等等，就可以使用低色溫光源，提升環(huán)境中的家庭氛圍和生活氛圍，塑造更加溫馨的家庭氣氛。對(duì)于藍(lán)色、綠色、紫色這類高色溫光源，給人的感覺更加平靜、雅致，所以在設(shè)計(jì)獨(dú)處空間時(shí)，比如書房、寫字等空間，就可以利用高色溫光源，讓人的注意力更加集中，提升人的工作效率[3]。

2.2 顯色系數(shù)

顯色系數(shù)是光對(duì)物體的顯色能力，是利用同色溫作為參考或者使用基準(zhǔn)光源照射下的物體外觀顏色獲得。光的顏色是由光源發(fā)射出的光譜決定，相同顏色的光中一般都會(huì)包含很多不同顏色的單色光波，不同顏色的顯色性也會(huì)有很大的區(qū)別。相同顏色的光源由不同的光譜組成，并非是純粹的單色光源，能具有比較好的顯色品質(zhì)，即便光源的成分復(fù)雜，同樣可以滿足顯色品質(zhì)的要求。如果光源的光譜中沒有物體在基準(zhǔn)光源下反射的主波，光就會(huì)有明顯的色差，色差越大，則光的顯色性就會(huì)越差。目前對(duì)光源顯色性的評(píng)價(jià)方法就是顯色指數(shù)系數(shù)，在光源照射下，一般情況下人可以正確識(shí)別室內(nèi)物體的顏色，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，住宅中照明光源設(shè)計(jì)時(shí)顯色系數(shù)應(yīng)該在80以上。

2.3 色溫和顯色指數(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的科學(xué)應(yīng)用

房子的裝修工作中，燈具的選擇是比較重要的一部分，但是很多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)僅僅追求室內(nèi)設(shè)計(jì)的觀賞性，并沒有重視和人類健康、室內(nèi)氣氛關(guān)系密切的亮度、色溫、顯色指數(shù)等參數(shù)，所以雖然燈具的美觀程度、燈泡的瓦數(shù)在直觀上能滿足要求，卻依然會(huì)出現(xiàn)人們對(duì)室內(nèi)氣氛感覺到不適的情況。例如在室內(nèi)照明明亮、墻面白凈的條件下，室內(nèi)的亮度雖然明顯提升，但是依然有可能因?yàn)楣馕廴居绊懭说囊暳Γ芏嗳艘惨虼顺霈F(xiàn)視覺疲勞，導(dǎo)致眼睛受到傷害。所以在購(gòu)買燈具時(shí)，應(yīng)該控制燈具的色溫，保證室內(nèi)的舒適度。

光源的色溫一般都在2700K，比如選擇白熾燈就不會(huì)傷害到人眼，而且光源比較溫暖，但是白熾燈光源的亮度不足，因此可以在對(duì)亮度需求不高的位置使用這種燈具，比如床頭燈、壁燈等等，既能塑造氣氛，也無須考慮辦公等活動(dòng)對(duì)亮度的需求[4]。自然光光源的色溫一般都在3000K左右，也符合人眼的習(xí)慣，因此可以作為整體的色溫基調(diào);白色光源的色溫為3400K，這種色溫十分適合辦公、學(xué)習(xí)，可以集中人們的精神，降低周圍對(duì)人們工作的影響。使用顯色指數(shù)進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，白熾燈的顯色指數(shù)為100%，熒光燈顯色指數(shù)為95%，LED燈的顯色指數(shù)為75%，由于人眼最適應(yīng)的日光顯色指數(shù)為100%，因此購(gòu)買燈具時(shí)，應(yīng)保證燈具的顯色指數(shù)在80%以上。通過運(yùn)用不同的光線，增加室內(nèi)環(huán)境的層次感和節(jié)奏感，讓人們能感受到有色光的視覺環(huán)境。

3 室內(nèi)環(huán)境的綠色人性化設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)的健康環(huán)境也有了更高的要求。其中光照是很多人在創(chuàng)造健康舒適環(huán)境時(shí)忽略的條件，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中光照設(shè)計(jì)的重視，提供更高品質(zhì)的室內(nèi)居住環(huán)境。所以，在設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境的過程中，應(yīng)該提升對(duì)室內(nèi)環(huán)境的人性化重視程度，充分研究人的需求，然后設(shè)計(jì)和布置光源。比如人本身更喜歡自然光，因此室內(nèi)的光照更加接近自然光可以提升人的舒適度;而為了滿足個(gè)性化的需求，還可以加強(qiáng)自然光和人工光源之間的結(jié)合，使人們能在享受自然光舒適度的同時(shí)，也能感受人工光源在室內(nèi)創(chuàng)造的藝術(shù)效果和特殊氛圍。由于白熾燈泡耗能較高，所以目前白熾燈泡的使用明顯減少，更為節(jié)能的LED光源正在成為光源的主流。選擇LED光源時(shí)，要考慮LED光源的質(zhì)量，確保LED光源和自然光源的類似程度，保證人的舒適性。比如在設(shè)計(jì)房間時(shí)，就可以專門設(shè)計(jì)更大的窗戶，讓室內(nèi)擁有輕松、舒適的氛圍，也能使室內(nèi)的視野更加開闊，并利用新鮮空氣和陽(yáng)光，讓人們的生活更健康。

結(jié)束語：目前，室內(nèi)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為人們追求美好生活的主要方式，為了提升室內(nèi)的居住環(huán)境和藝術(shù)效果，就要合理設(shè)計(jì)光環(huán)境。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分把握光線的特性，利用光裝飾室內(nèi)環(huán)境，滿足人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ餍枨蟮耐瑫r(shí)，也能提升人們?cè)谑覂?nèi)的愉悅感受，提高室內(nèi)環(huán)境的藝術(shù)性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱冰.室內(nèi)設(shè)計(jì)中光學(xué)知識(shí)的妙用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016，45（18）：37-38.

[4]徐青齊，鐵軍.室內(nèi)設(shè)計(jì)中的光學(xué)原理及應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015，44（08）：88-89.