CN117315415A - 一种店铺招牌健康性能评估方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，属于店铺招牌健康性能评估技术领域，方法包括：在待评估店铺招牌不同发光表面选取若干点，测量每个点对应的亮度和光谱，根据所述光谱计算得到每一个被测点的色坐标；基于色坐标和亮度值，计算得到被测光源的红绿蓝三通道辐射亮度和九通道辐射亮度，对应生成三通道发光材质和九通道发光材质；测量并建立该招牌的三维模型，计算发光材质的面积；基于三通道发光材质和三维模型，模拟得到该招牌明视觉亮度分布及数值，基于九通道发光材质和三维模型，模拟得到该招牌节律亮度分布及数值；基于采集及模拟数据，评估该招牌的健康等级，包括视觉干扰程度和节律干扰程度。
Description
技术领域
本发明属于店铺招牌健康性能评估技术领域，具体涉及一种店铺招牌健康性能评估方法与装置。
背景技术
目前，居住区内临街一层设置商业店铺的模式非常常见。店家为了起到昭示广告的作用，多采用大量LED灯珠从内部照亮招牌，表面(字和背景)多采用红色、白色、黄色、绿色和蓝色等半透明材料，使得招牌发光时呈现该半透明材料的颜色。由于店铺招牌在居民区一层，其多样的色彩和偏高的亮度，不仅从视觉层面干扰居民，更从生物节律方面(节律亮度及时间累计两方面)对居民的作息和睡眠质量产生负面影响。但招牌复杂的构成(内部光源和外部半透明彩色材质)和复杂的形状(店铺标识和店铺名称)，如何量化评估招牌的健康性能成为当下痛点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种店铺招牌健康性能评估方法与装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
在待评估店铺招牌中不同发光材质采集若干个点，测量当前招牌每一个实测点对应的亮度和光谱构成；
在白天测量该招牌的三维尺寸数据，在软件中建立三维模型，得到发光材质的面积；
将三基色相对系数xy和实测亮度数据，转化为1931 CIE XYZ色坐标；
将1931CIE XYZ色坐标数值转化为Radiance红绿蓝(Red，Green和Blue，简称RGB)三通道辐射亮度(单位为W/(m2·sr))；
将得到结果置入Radiance发光材质格式，得到三通道发光材质；
基于红绿蓝三通道发光材质和三维模型，模拟得到该招牌明视觉亮度分布及典型数值(最大值、最小值、平均值和中位数)；
基于实测亮度和光谱数据得到红绿蓝九通道辐射亮度；
根据发光材质计算方法，生成红绿蓝九通道发光材质；
基于红绿蓝九通道发光材质和三维模型，模拟得到该招牌节律亮度分布及典型数值(最大值、最小值、平均值和中位数)；
根据该招牌发光面面积确定规范亮度阈值，评估该招牌视觉干扰和光污染影响程度；
根据模拟得到的节律亮度判断该招牌节律干扰程度；
可选的，基于该店铺的营业时间段和营业时长，以及模拟所得节律亮度值，计算累计节律干扰程度；
本发明的有益效果：
本发明提供的店铺招牌健康性能评估方法，为首次提出集合实测和模拟方法，从量化的角度，综合评估店铺招牌的健康性能，得到该招牌发光面面积、明视觉亮度、节律亮度、光谱及色坐标等性能参数，并依据该招牌的各项指标，综合评价其视觉干扰、节律干扰和光污染程度，评估结果准确全面，为后期降低招牌各项参数提供方法、技术和数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中商铺招牌健康性能评估方法的步骤流程示意图；
图2为实测黄色招牌字可见光光谱(以AA为例)；
图3为实测白色招牌字可见光光谱(以BB为例)；
图4为本申请实施例中被评估招牌Rhino三维模型；
图5为本申请实施例中Honeybee-Radiance三通道模拟流程图；
图6为本申请实施例中Lark和Honeybee-Radiance九通道模拟流程图；
图7为本申请实施例中“AABB”模拟后的明视觉亮度值和节律亮度值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，
请参阅图1，图1为本申请实施例中店铺招牌健康性能评估方法的步骤流程示意图，本实施例中，上述招牌性能评估方法包括：
分析实施以“AABB”为发光招牌字，其中“AA”为黄色，“BB”为白色；以夜晚实测的某家店铺黄色和白色发光字体亮度及光谱数据为例，测量过程中各选取若干点测量其光源亮度及光谱数。白色光谱分布如图2所示，数据如表1所示；黄色光谱分布如图3所示，数据如表2所示。表1是黄色招牌字AA字可见光光谱强度(W/sr/cm2)
表2是白色招牌字BB可见光光谱强度(W/sr/cm2)
白天，拍摄该店铺的立面照片，并测量其店铺尺寸；
根据测量数据将店铺及其招牌转化成三维Rhino模型如图4所示，并基于不同材质设置图层；
将Rhino模型导入Grasshopper(简称GH)软件，利用“Area”计算模块分别计算出“AA”和“BB”两种发光颜色招牌字的发光面面积；
基于公式1，将三基色相对系数xy和实测亮度数据，转化为1931CIE XYZ色坐标。其中x，y，z为三基色相对系数(x+y+z＝1)，X，Y，Z为1931CIE XYZ的颜色匹配函数，Y为色彩的明亮度(cd/m2)；
基于公式2，将1931 CIE XYZ色坐标数值转化为Radiance软件红绿蓝(Red，Green和Blue，简称RGB)三通道辐射亮度(W/(m2·sr))。其中
将得到结果置入Radiance发光材质格式，得到三通道发光材质。其中发光材质格式如下：
voidglow material_name0
0
4R G B max_Radius
其中material_name为材质名称，可自行定义，R，G，B分别代表计算得到的RGB三通道辐射亮度，max_Radius为被模拟光源的阴影测试半径，即当其他物体与被模拟光源的距离在该测试半径之内有阴影生成，在该测试半径之外则无阴影生成，默认为0。
黄色和白两种发光材质如下：
void glow Yellow_Character
0
0
49.8379 8.5684 0.00 0.00
voidglow White_Character
0
0
48.4287 11.5584 24.3043 0.00
在Honeybee-Radiance中将三维模型、发光材质和模拟视角设定好，模拟得到该店铺招牌的明视觉亮度值和分布结果，模拟流程如图4所示。其中招牌发光字体、不透明招牌、店铺墙体、玻璃门等构件均在Rhino中建立三维模型后导入GH，在Honeybee-Radiance赋予相应材质，设定模拟视野后，模拟生成明视觉场景亮度hdr文件。
将测量的光谱数据导入Lark插件中，根据公式3和4得到九通道的光谱构成；
Sum＝B1*VB1+B2*VB2+B3*VB3+…+R3*VR3 (公式3)
其中B1，B2，B3，G1，G2，G3，R1，R2，R3分别为对应可见光光谱范围(表3)的辐射亮度，VB1，VB2，VB3，VG1，VG2，VG3，VR1，VR2，VR3为九通道的明视觉光普光视效率(表3的Vn)，Sum为输入光谱基于九通道明视觉光谱光视效率的总辐射亮度，bn为Bn光谱范围(380nm-422nm)对应的辐射亮度(W/(m2·sr))，Lmean为实测亮度值(cd/m2)，179(lumen/watt)为Radiance软件的可见光功效，以此类推，gn和rn的计算方法相同；
表3：九通道可见光光谱范围及对应明视觉光谱光视效率
将得到的九通道光谱数据与实测亮度数据结合，基于Radiance发光材质格式，得到九通道三组发光材质数据；
voidglow Yellow_Character
0
0
4 b1 b2 b3 0
voidglow Yellow_Character
0
0
4 g1 g2 g3 0
voidglow Yellow_Character
0
0
4 r1 r2 r3 0
以上运算过程，可采用“Lark Convert SPD”升级版计算模块运算，升级版计算模块的编程如下文所示；
图6为基于发光字体光谱数据采用Lark插件的模拟流程，在Lark中将三维模型、三组发光材质和模拟视角设定好，先分别得到红绿蓝三通道的模拟结果，再通过“Lark 9-channel Circadian Luminance”计算模块转换成节律亮度hdr文件，可从hdr文件得到节律亮度值和分布结果；
图7呈现了“AABB”招牌的明视觉亮度节律亮度分布结果。其中明视觉照度方面，黄字AA和白字BB亮度分别为2075cd/m2和1740cd/m2；在非视觉生物效应方面，黄字AA和白字BB的节律亮度分别为368cd/m2和2612cd/m2；
根据计算可得黄色“AA”面积为0.1m2，白色“BB”面积为0.4m2，根据表4(出自《城市夜景照明设计规范》JGJT 163-2008)可判断，在E3区内，白字和黄字均不合格(亮度超过800cd/m2)，构成光污染；
表4：E1、E2、E3和E4环境区域不同面积广告与标识照明的平均亮度最大允许值
同样的，亮度数据绝对值可作为从明视觉亮度转化到节律亮度的参考值，同样可以判断，白字的节律亮度超标，但黄字的节律亮度低于标准(800cd/m2)；综上所述，对“AABB”店铺招牌的量化模拟可知，在视觉干扰层面，该招牌存在问题；在节律干扰层面，白色BB存在问题，黄色AA相对较好；
“Lark Convert SPD”升级版计算模块编程，以光谱数据和亮度数据为输入，输出九通道的Radiance发光材质：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种店铺招牌健康性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
在待评估店铺招牌的发光面上采集亮度和光谱数据，测量该招牌的三维尺寸，并在软件中建立三维模型，计算发光面面积；
根据测量亮度和光谱数据计算色度坐标，利用计算得到红绿蓝辐射亮度，生成三通道发光材质，利用三维模型和三通道发光材质模拟得到该招牌明视觉亮度分布及数值；
根据测量亮度和光谱数据，计算得到红绿蓝九通道辐射亮度，生成九通道发光材质，利用三维模型和九通道发光材质模拟得到该招牌节律亮度分布及数值；
基于明视觉亮度、节律亮度、发光面积和亮灯时长，评价该招牌的健康干扰程度，包括视觉干扰和非视觉生物节律干扰。
2.根据权利要求1所述的一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，其特征在于，在采集亮度和光谱数据时，在待评估店铺招牌中不同发光材质采集若干个点，测量当前招牌每一个实测点对应的亮度和光谱构成。
3.根据权利要求1所述的一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，其特征在于，将所述计算得到红绿蓝辐射亮度结果置入Radiance发光材质格式，得到三通道发光材质。
4.根据权利要求1所述的一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，其特征在于，所述九通道发光材质是根据发光材质计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种店铺招牌健康性能评估方法与装置，其特征在于，所述节律干扰的程度可以通过该店铺的亮灯时长，以及模拟所得节律亮度值，计算累计得到。
6.一种店铺招牌健康性能评估系统，其特征在于，包括：
测量模块：在待评估店铺招牌的发光面上的采集亮度和光谱数据，测量该招牌的三维尺寸，并在软件中建立三维模型，计算发光面面积；
模拟模块：根据测量亮度和光谱数据计算色度坐标，利用计算得到红绿蓝辐射亮度，生成三通道发光材质，利用三维模型和三通道发光材质模拟得到该招牌明视觉亮度分布及数值；
根据测量亮度和光谱，计算得到红绿蓝九通道辐射亮度，生成九通道发光材质，利用三维模型和九通道发光材质模拟得到该招牌节律亮度分布及数值；
评估模块：基于明视觉亮度、节律亮度、发光面积和店铺亮灯时长，评价该招牌的健康干扰程度，包括视觉干扰和非视觉生物节律干扰两方面。
7.一种店铺招牌健康性能评估装置，储存有运行权利要求6所述的用于店铺招牌健康性能评估的系统程序。
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| CN117315415B (zh) | 2024-06-11 |
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