CN103969029B - 一种基于数码相机的眩光简易测试方法 - Google Patents

一种基于数码相机的眩光简易测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于数码相机的眩光简易测试方法，涉及视觉舒适度测试技术领域。本发明步骤包括使用数码相机在同一地点、同一时间，在设定光圈大小和感光度下，采用不同的曝光时间，连拍三张照片，与此同时使用亮度计测量出在同一视野范围内任意点的亮度值L实测；利用RGB值和亮度值的转化公式，根据实际亮度值和计算出的亮度值，求得比例关系，在照片上铺设分析网格，根据照片中每个网格的实际平均亮度值、背景亮度值Lb，对实际亮度值取加权平均值，根据窗户网格中最高的亮度值Ls和背景亮度值Lb，根据G=Ls/Lb判定该窗户内有否眩光。本发明相对于繁琐复杂的传统方法，仅采用数码相机和计算机常用的软件完成眩光测试，简洁快速。

Description

一种基于数码相机的眩光简易测试方法
技术领域
本发明涉及视觉舒适度测试技术领域，具体指一种基于数码相机的眩光简易测试方法。
背景技术
由于视野中的亮度分布（或亮度范围）的不适宜，或（在时间或空间上）存在极端的亮度对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象即为眩光。按照光源的不同，眩光分为直接眩光和反射眩光，直接眩光是指由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光，反射眩光是视野内物体表面的反射光而引起的。而按照眼睛不适的程度，眩光也可分为不舒适眩光和失能眩光，不舒适眩光是指产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光，失能眩光是指除了有不舒适感外，会直接干扰视力的眩光。
在科技高速发展的今天，人们对建筑室内环境品质的要求越来越高，除了基本的视觉美感需求外，视觉的舒适度也变得异常重要，而眩光的防护是视觉舒适度的重要体现，要防护眩光，首先要准确地测量眩光。
常用的测量眩光的方法有（1）公式计算法：利用亮度计，采用公式算法，计算统一眩光值，该方法结果较为准确，但是计算过程繁琐，且需要有专业仪器；（2）软件模拟法：在电脑软件中，建立虚拟的模型，由计算机模拟计算出某一固定视野中是否存在眩光以及眩光的位置，因为涉及建立虚拟模型和参数设置，工作量非常大；（3）图像亮度测量法：利用照相机拍照得出RAW画质的文件或高动态范围的图像，该方法的缺点是过程繁琐，操作者需熟悉计算机编程语言，进行命令行的输入等。因此，人机交互能力较差，不利于推广采用。以上提到的几种测量眩光的方法都较为繁琐，需要有很强的专业背景才能完成眩光的测量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种基于数码相机的眩光简易测试方法。其包括如下步骤：
第一、使用数码相机在同一地点、同一时间，在设定光圈大小和感光度下，采用不同的曝光时间，连拍三张高、中、低曝光程度的照片1、照片2、照片3。
第二、在拍照的同时，使用亮度计测量出在同一视野范围内任意点的亮度值L实测。
第三、在数码相机的图像处理软件中，打开照片1，查看实测点的RGB参数值，并利用RGB值和亮度值的转化公式：
L计算=0.2126xR值+0.7152xG值+0.0722xB值，计算出该点的相对亮度值。
第四、根据将第二步骤测得的实际亮度值和第三步骤计算出的亮度值，求得比例关系如下：
L实测/L计算=R1……照片1。
第五、以此类推分别在照片2和照片3上，重复第三步骤和第四步骤，计算得照片2比例值R2,和照片3的比例值R3。
第六、在照片1、照片2、照片3上铺设分析网格，采用第三步骤中的计算方法，在每个网格中选取中心点，计算三张照片中每个网格的相对平均亮度值，如一个网格中有多个亮度区域，在不同亮度区域内各选一中心点采用第三步骤计算相对亮度值后取加权平均值作为该网格的相对平均亮度值。
第七、根据第四、五步骤计算出的比例值R1、R2、R3，第六步骤计算出的照片1、照片2、照片3中每个网格的相对平均亮度，计算得到照片中每个网格的实际平均亮度值。
第八、根据第七步骤中计算出的实际平均亮度值，进一步计算背景亮度值Lb，即除窗户以外各表面的实际亮度值取加权平均值，计算公式如下：
Lb=(L1+L2…………Ln)/n
其中，n为除窗户以外各表面中的网格总数。
第九、根据第七步骤选取窗户网格中最高的亮度值Ls和第八步骤计算出的背景亮度值Lb，求得比例关系如下：
G=Ls/Lb
如果G值≥7，则判定该窗户内有眩光。
如上所述，相对于繁琐复杂的传统方法，本发明不需要复杂的公式计算、专业的计算机编程技术、繁琐的计算机虚拟建模工作等，仅采用数码相机和计算机常用的软件完成眩光测试，简洁快速。
附图说明
图1为本发明的测试方法工作流程框图；
图2为本发明的一个实施例。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述
本发明一种基于数码相机的眩光简易测试方法（如附图1所示）包括以下步骤：
第一、使用数码相机连拍三张曝光度不同的照片（同一地点、同一时间）。
第二、在拍照的同时，使用亮度计测量出同一视野范围内任意点的亮度值。
本实施例中，选取的任意点为窗户玻璃上一点（如附图2所示的标记），亮度计显示该点的亮度为2135cd/m2。
第三、在Photoshop软件（或其他任何图像处理软件）中打开照片1，查看实测点的RGB参数值，并利用RGB值和亮度值的转化公式，
L计算=0.2126xR值+0.7152xG值+0.0722xB值，计算出该点的相对亮度值。
在本实施例中
照片的曝光程度通过固定光圈大小及感光度，调整快门时间来获取三种曝光效果。
其中，设定光圈大小为F4，感光度ISO为100。
设定暗曝光效果的快门时间建议范围为（1/250s～1/60s），最佳值1/125s。
设定适中曝光效果的快门时间建议范围为（1/30s～1/8s），最佳值1/15s。
设定明亮曝光效果的快门时间建议范围为（1/4s～1s），最佳值1/2s。
所述Photoshop软件显示的RGB值是，R值为241，G值为246，B值为252。
根据下式，计算出该点的亮度值：
L=0.2126×R值+0.7152×G值+0.0722×B值则L=0.2126×241+0.7152×246+0.0722×252=245.37。
第四、根据第二步测得的实际亮度值和第三步计算出的亮度值，求得比例关系如下：
L实测÷L计算=8.70………………………………照片1
第五、以此类推，在照片2和照片3上，重复第三、四步骤，得到如下的比例关系：
L实测÷L计算=12.20…………………………照片2
L实测÷L计算=8.37………………………………照片3
第六、在照片1、照片2、照片3上铺设分析网格，采用第三步骤中的计算方法，在每个网格中选取中心点，计算三张照片中每个网格的相对平均亮度值，如一个网格中有多个亮度区域，在不同亮度区域内各选一中心点采用第三步骤计算相对亮度值后取加权平均值作为该网格的相对平均亮度值。
第七、根据第四、五步骤计算出的比例值R1、R2、R3，第六步骤计算出的照片1、照片2、照片3中每个网格的相对平均亮度，计算得到照片中每个网格的实际平均亮度值。
第八、根据第七步骤中计算出的实际平均亮度值，进一步计算背景亮度值Lb，即除窗户以外各表面的实际亮度值取加权平均值，计算公式如下：
Lb=(L1+L2…………Ln)/n
其中n为除窗户以外各表面中的网格总数。
第九、根据第七步骤选取窗户网格中最高的亮度值Ls和第八步骤计算出的背景亮度值Lb，求得比例关系如下：
G=Ls/Lb
如果G值≥7，则判定该窗户内有眩光。
综上所述，本发明相对于传统繁琐复杂的方法，不需要复杂的公式计算、专业的计算机编程技术、繁琐的计算机虚拟建模工作等，仅采用数码相机和计算机常用的软件完成眩光测试，具有简洁、方便、准确、快速、精度较高等特点。一般情况下总耗时不超过3小时，且可通过亮度计现场测量实验证明。

Claims (3)

1.一种基于数码相机的眩光简易测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.使用数码相机在同一地点、同一时间，在设定光圈大小和感光度下，通过控制快门的曝光时间，连拍三张曝光适中、曝光不足、曝光过度的照片1、照片2、照片3；
B.在拍照的同时，使用亮度计测量出在同一视野范围内任意点的亮度值L实测；
C.在数码相机的图像处理软件中，打开照片1，查看实测点的RGB参数值，并利用RGB值和亮度值的转化公式,计算出该点的相对亮度值L计算：
L计算＝0.2126xR值+0.7152xG值+0.0722xB值；
D.根据将步骤B.测得的实际亮度值和步骤C.计算出的亮度值，求得照片1的实际亮度值L实测与相对亮度值L计算比例关系R1如下：
L实测/L计算＝R1；
E.以此类推分别在照片2和照片3上，重复步骤C.和步骤D.，计算得照片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上铺设分析网格，采用步骤C.中的计算方法，在每个网格中选取中心点，计算照片1、照片2、照片3中每个网格的相对平均亮度值；
如一个网格中有多个亮度区域，在不同亮度区域内各选一点采用 步骤C.计算相对亮度值后取加权平均值作为该网格的相对平均亮度值；
G.根据步骤D.、步骤E.计算出的比例值R1、R2、R3，以及步骤F.计算出的照片1、照片2、照片3中每个网格的相对平均亮度值，计算得到照片中每个网格的实际平均亮度值Li，其中，i代表网格的编号，i的取值从1到n，n为除窗户以外各表面中的网格总数；
H.根据步骤G.中计算出的实际平均亮度值，进一步计算背景亮度值Lb，即除窗户以外各表面的实际亮度值取加权平均值，Lb计算公式：
Lb＝ΣLi/n
其中，ΣLi为对所有Li的求和计算；
I.根据步骤G.选取窗户网格中最高的亮度值Ls和步骤H.计算出的背景亮度值Lb，求得比例关系如下：
G＝Ls/Lb
如果G值≥7，则判定该窗户内有眩光。
2.如权利要求1所述的一种基于数码相机的眩光简易测试方法，其特征在于，在相同光圈、相同感光度下，通过不同曝光时间获取曝光程度不同的照片；
所述光圈大小设定为F4，感光度ISO为100；
所述曝光不足的快门时间设定范围为1/250s-1/60s；
所述曝光适中的快门时间设定范围为1/30s-1/8s；
所述曝光过度的快门时间设定范围为1/4s-1s。
3.如权利要求1所述的一种基于数码相机的眩光简易测试方法，其特征在于，所述曝光不足的快门时间最佳值为1/125s，所述曝光适中的快门时间最佳值为1/15s，所述曝光过度的快门时间最佳值为1/2s。
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