灯光捕手色温照度计晒单&家居照明灯光设计浅谈

说到家居灯光你会想到什么？我能想到的是吊顶射灯吸顶灯。暖色白色全彩色。

如果要购买一张灯具。你会考虑哪些参数？对我来说就是要亮。也就是功率要大；颜色要准。也就是 RA 值要高。

其实大部分人对家居灯光的理解也就这些了——买个品牌的灯具。装上。

其实灯光设计也是一门学问。不同的光给人的感受完全不一样。也催生了「照明设计师」这一职业。

跟其他工业设计软件一样。灯光设计也有专业的软件。无处不在的「光」是可以量化的。初次了解这些的我感觉打开了新世界的大门。

本文并不涉及具体的住宅灯光设计。只是谈一谈光的基础知识。以及如何评价一盏灯具和照明环境。

一、「灯光捕手」色温照度计 晒单

事情的起因是我总觉得卧室的灯不够亮。色温调节不够准。手机拍出来的照片放在电脑上看总觉得偏色。于是打算买个仪器测试下。

我的需求是想测试下吸顶灯的亮度、色温和显指。调研了下。能测显指的只有手持光谱仪。最便宜的也要大几千块。基本关于灯光的一切参数都能测出来。

要么就是几十块钱的只能测亮度的照度计。

其实手机上有 APP 可以利用自带的光线传感器测量光强。我用 iPhone13 和小米 11 分别测量了同一环境。数值差距太大。只有相对参考的价值。

最终搜到一款能同时测量色温和照度的机器——灯光捕手色温照度计。这是我找到的唯一一款能测色温的照度计。活动价 338。能接受。

参数为：色温测量范围 2000-7000K。照度测量范围 10-10000lx。误差 1.6%。

灯光捕手是一家“照明+互联网”的互联网企业「云知光」推出的硬件产品。这家公司致力于照明产业的升级和泛照明产业教育培训。这款色温照度计勾起了我对室内照明领域的强烈兴趣。于是就顺便学习了下灯光设计方面的知识。

首先来看下这台设备。

灯光捕手的外观很简洁。正面中心是光线传感器。上面有一颗连接指示灯。需要连接手机 APP 才能查看色温与照度的数值。

背面是电池仓。需要拧下螺丝才能装电池。或者采用 micro usb 供电。电源开关设计有 BUG。拨到一边是电池供电。拨到另外一边是 USB 供电。插上 USB 之后是无法关机的。

硬件电路非常简单。主要是一颗高集成度的蓝牙通讯 SOC 和一颗色温照度传感器。

不知道为啥没有其他厂家使用这颗传感器设计色温测量仪。

这颗传感器应该占了硬件成本的大头。此外每个仪器应该会是独立校准的。也需要一定的成本。

APP 界面简洁。首页显示照度和色温值。第二页可以单点测量。第三页是实时数据采样（2s）曲线。

更详细的晒单可以见站内这篇晒单。

仪器先放一边。跟大家聊一聊最近学习的灯光设计方面的一些知识。

二、光的基础

建筑师高迪曾说：“一切的美好都源自于光”。

从理工男的角度来说。光就是电磁波；在摄影师心中。光是一门艺术；在建筑师眼里。光是除了水泥、钢材、玻璃之外的第四种建材。

具体到一盏灯具或者一个环境。普通消费者如何评价光线好不好呢？主要从以下几个维度：照度（亮不亮）。色温（冷暖）。显指（颜色准不准）。频闪（

灯具灯饰

这些概念是不是似懂、非懂？别急。往下看。

三、光的数量

我们通常说一盏灯亮不亮。那么如何定性的描述光的强度呢。需要了解一些概念：

1.光通量（lm）

一个光源输出的所有光算在一起。就是光通量。单位为流明（lm）。

购买强光手电时要看的参数之一就是流明。数值越大。手电越亮。

2.照度（lx）

光通量是光源发出的光。我们实际上得到的光用照度（勒克斯 lx。Lux）来衡量。

光照度是指落在单位面积上光通量的大小：

1 lx=1 lm / m^2 。勒克斯=流明/平方米。

照度也就是日常所说的亮不亮。照度跟光强和距离有关。所以不能单纯用光通量来衡量。

晴天户外阳光直射下光照度达到 100000lx。遮阳雨篷下有 6000lx。采光较好的窗户内有 2500lx。室内中央就剩下 300lx。

国标《建筑照明设计标准 GB50034-2013》规定了图书馆/办公建筑/商店建筑等公共场所的照明标准值。比如说办公室的照度应当在 300-500lx。

对于住宅。国标也给出了建议。卧室照度为 150lx。需要书写和阅读的环境照度建议 300lx。

购买灯具时不光要看它够不够亮（照度）。还得看照度均匀度。也就是规定区域内最大照度与最小照度之比。照度均匀度是一个大于 1 的数。越接近 1。就代表着均匀度越高。

国标《读写作业台灯性能要求》就是对照度和照度均匀度设定了标准。分为国 AA 和国 A。照度均匀度要求 ≤3。

3.光强（cd）与亮度（nit）

照度是描述单位面积的光通量（二维）。还可以用发光强度（坎德拉 cd）来描述单位立体角内的光通量（三维）。

1 cd = 1 lm/sr （sr 为立体角）。1 坎德拉强度的光源发出的总光通量是 4π流明。

对于面光源。用亮度（尼特 nit）描述。亮度是指光源在给定方向上单位面积单位立体角内所发出的光通量。单位为 cd/m^2。也是人眼对光强度的实际感受。移动设备的屏幕亮度就用尼特来衡量。

1 nit =1 cd/m^2 。

光源发出的光的数量（光通量。lm）。在某一方向以一定的强度（光强。cd）入射到某一表面。此时可测得这一表面获得的光有多少（照度。lx）。照度可以用照度计直接测量。该表面会反射光线。可能是镜面反射。也可能是漫反射。当我们站在某一位置观察受照面的时候。我们就感觉到了这个表面的明亮程度（亮度。nit）。

4.光的效能

光源是把电能转换成光的器件。灯具发出的总光通量与其所输入的功率之比就是发光效能(LPW)。单位为流明每瓦特(lm/W)。

白炽灯被淘汰的原因之一就是光效太低。现在普遍使用的 LED 灯具的光效都比较高、寿命长。绿色环保节能。

在白炽灯和荧光灯年代。选灯具主要看功率。而在选 LED 灯具时。首先看的是光通量参数。因为厂家提高功率很简单。而且 LED 的功率可以任意调节。

光通量也不是越高越好。光通量与驱动电流不是线性关系。功率（电流）翻倍。光通量只增加了 30%。由下图可以看出该 LED 在一倍驱动电流时 LED 光效较高。

照明功率密度 (LPD)是指 单位面积上一般照明的安装功率(包括光源、镇流器或变压器等附属用电器件)。单位为瓦特每平方米(W/m2)。国标也对照明节能提出了要求。采用照明功率密度(LPD)作为建筑照明节能评价指标。

以普通办公室为例。要想符合验收条件的话。照明功率密度不应该超过 9W/m^2。

什么样的地方选多大功率的灯具。灯具的数量和位置都有专业的软件来设计。下面来简单计算下某 100 平米的高档办公室选择的灯具是否合适：

四、光的品质

1.色温

色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量。其单位为“K”（开尔文）。也就是我们常说的冷暖光。色温越高。光源色调越冷；色温越低。光源色调越暖。

日常生活中。对于色温最大感受就是一天内不同时间室外光线颜色的不同。

市面上在售的可调色温的灯具色温范围一般在 2700k-6500k 之间。

不同的色温给人的感觉是不一样的。偏暖的低色温。长时间看虽不易引起视疲劳。但容易使人精神倦怠让人犯困。偏冷的高色温虽然给人以冷静提神的感觉。但长时间看容易引起视疲劳。容易导致黄斑变性、自由基增多。是近视发生的危险因素。

介于两者之间 3300~5300K 的中性色温。给人清醒中又有温暖的感觉的感觉。既不容易引起视疲劳。又不会让人精神倦怠。所以是建议选择的最佳台灯色温。

2.显色指数

人类经过几百万年的进化。把物体在太阳光的照射下显示的颜色认为是物体真实的颜色。太阳光的显指定义为 100。但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下。颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。

显色指数（CRI）是指光源对物体还原阳光下给人的视觉感受能力的高低。显色性越高。显色指数值越接近 100。对物体的色彩还原能力越强。人眼区分物体颜色越轻松。比如在隧道内照明用的高亮度黄色钠灯。显示指数就很低。无法分辨出前方汽车的真实颜色。

显色指数有 15 种颜色。R1-R15。通常取前 8 种常见颜色的显色指数的平均值。记为 Ra。表征此光源显色性。Ra 值越大。光源的显色性越好。

光源对于红色的显色性是 R9。在 LED 中。特殊显指 R9 很多时候是缺失或者不合格。R9 值较大的灯光照射下的人的肤色更加好看。比较高端的灯具一般会独立标注 R9 值。

如果要衡量平均显色指数应该是取色块的平均值。取 15 种常见颜色的显色指数的平均值。记为 Re。

国标规定。长期工作或停留的房间或场所。照明光源的显色指数(Ra)不应小于 80。。

3.眩光

眩光是指视野中由于不适宜亮度分布。或在空间或时间上存在极端的亮度对比。以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。

直接眩光可能有筒灯边缘的反射眩光。光源外露的眩光。还有直射的灯光。

间接眩光有镜面反射以及光幕眩光。造成目标看不清。

眩光主要与灯具的结构设计有关。为限制视野内过高亮度或亮度对比引起的直接眩光。国标规定了直接型灯具的遮光角。根据灯具表面亮度的不同。遮光角也有不同的要求

对手机电脑 ipad 等显示终端。国标也对灯具平均亮度有限制。

对于下图屏幕中反射的两盏灯光。右侧的灯具照度太强。会造成眩光。

4.光谱与蓝光危害

白光 LED

灯具灯饰

研究人员发现。有害蓝光具有极高能量。能够穿透晶状体直达视网膜。引起引起视网膜细胞的损伤；此外蓝光的波长短。聚焦点并不是落在视网膜中心位置。而是离视网膜更靠前一点的位置。要想看清楚。眼球会长时间处于紧张状态。引起视疲劳。

传统的白炽灯/卤素灯/荧光灯各个波长的光强度都差不多。LED 的发光原理导致恰好蓝光光谱有个窄峰。于是就有了所谓的「蓝光危害」。

蓝光危害这是个名词。并不是说蓝光=危害。合格的灯具放心使用。国标也规定了 LED 筒灯色温不应该超过 4000K。4000K 以下即使灯具不合格。也不会造成太大的损伤。随着行业越来越规范。后面色温标准也会放开。

5.频闪

频闪是指电光源光通量以一定频率的波动。LED 照明产品采用 AC 转 DC 的恒压或者恒流电源驱动。光源本身并不会产生频闪。有无频闪取决于 LED 驱动电源。由于驱动器千差万别。每个 LED 产品的频闪表现也不一样。特别是有些厂家为了节约成本。使用了较为简单的驱动电路。如 AC LED。会存在较大的频闪问题。

低频频闪会造成视觉疲劳与不适。用手机对准光源看到条纹分布就是频闪（手机拍摄灯具的频闪并不完全科学。测试频闪需要用到专业设备）。

快门速度调低。可以看到我在用的两台显示器。左边老款显示器上有明显条纹。右侧新买的显示器则没有条纹。

四、灯具与照明环境评价

有了上面两节的基础知识。下面分别针对一款爆款台灯「米家台灯 1S」和我所在的教研室照明环境。看看如何评价光线是否合适。

1.米家台灯 1S

打开米家台灯的产品界面。跟灯具本身相关的主打卖点有三个：「国标 A 级」、「RA90」、「无可视频闪」。下面一项一项看。

国标 A 级：

在 3.2 节里面说过。这里的国标是指《读写作业台灯性能要求》。国 A 要求灯下 300mm 扇形范围内照度≥300lx。300-500mm 扇形范围内照度≥300lx。照度均匀度要求 ≤3。

按照米家宣传界面的说法。台灯 1S 的光通量为 520lm。中心照度 1250lx。500mm 开外也有 260lx。可以说已经达到了国标 AA 级的标准。小米谦虚了呀！

显示指数：

米家台灯 1S 的显指为 Ra90。现在品牌灯具一般都能达到这个水平了。

频闪：

米家台灯 1S 没有可视频闪。哪个灯具也不会有可视频闪。不过交流电本身就有“频闪”。无可视频闪这个说法也没问题。敢这样写的说明低亮度下频闪控制的还是不错的。

色温：

米家台灯 1S 色温调节范围为 2600K-5000K。亮度调节范围 1%-100%。

眩光：

米家台灯 1S 采用菲涅尔光学透镜。出射光线均匀自然。LED 藏在灯体里面。直视也不会产生眩光。

蓝光危害：

米家台灯 1S 无蓝光危害测试达标。

光照均匀度：

米家台灯 1S 采用的是长条形灯条设计。比圆盘设计照射的范围更广。看书学习时。灯下的光照均匀度也更高。

机械设计：

其他方面。比如外观、操控、散热和转轴设计。也是米家台灯 1S 的加分项。

总的看来。这款米家台灯 1S 确实是个不错的产品。

此时再来看这张台灯的参数表和宣传页。是不是一清二楚了？

以后再选灯具时直接看参数。就不怕被厂商花里胡哨的宣传忽悠了。

2.照明环境

我的教研室面积几十平。分为会议讨论区和 12 个工位。房顶本来安装了 4 根 80W 长条形 LED 吊灯。在我的强烈建议下（我坐在最内侧）。靠墙的房顶上也安装了 2 根。一共是 6 根灯条。

首先看工位①-⑥的照度情况。只有靠近吊灯的③⑤⑥号工位桌面照度达到了 300lx 以上。而色温都接近 7000K 的量程范围。有的地方色温超过范围测不出来了。工位的平均照度为 204.8lx。

再来看看左侧会议桌 6 个点的测试数据。照度全都不到 300lx。色温全部超过 7000K。即使是在吊灯直射的 3 号位置。最大也只有 249lx。

国标规定普通办公室的照度应该大于 300lx。高档办公室照度大于 500lx。显然我们教研室是远不达标的。我自己的桌面照度实测是 130lx。日常看电脑并没有觉得很暗。看书写字确实有一点暗了。我会打开屏幕挂灯辅助照明。实测挂灯最大亮度下。桌面照度能达到 400-1200lx。

国标还规定办公区域的色温应当在 3300~5300K 。最好是 4000-5000K。我们教研室的色温 7000K+。色温太高了。容易造成视觉疲劳。影响健康（一看书就困的原因找到了！）。

此外教研室的单个 LED 灯具太亮了。安装位置又比较低。看电脑屏幕的时候远处的灯会直接找到眼睛里。两侧的玻璃墙也会反射。造成各种眩光。非常不舒服。

由于测试设备的限制。灯具的显色指数和蓝光是测不了的。用手机拍摄没有频闪。如果要通过验收的话还需要计算下照明功率密度。

我们教研室的灯具是去年室内装修完后。课题组在京东上采购的。找的电工师傅安装。根本没人考虑过灯光设计。说实话。日常生活学习并没有觉得这样的环境有啥不妥。要不是有这些数据支持。我一直以为教研室窗明几净。空间够大够亮。照明环境非常好呢。（对比其他教研室观感上确实算优秀的了）。

3.卧室照明环境改造

学校的单人间卧室的原装吸顶灯是 18W 雷士单色灯。我觉得不够亮。换成了 36W 三色灯。并加装了米家智能 LED 调光调色驱动。躺在被窝里也能开关灯。

将灯光捕手放在两位舍友的书桌上。实测原来灯具色温为 6000K。照度不到 100lx。对于学习来说照度太低了。对于休息来说色温又偏高了。也不知道当初是怎么通过验收的。或者说可能验收根本就没有光环境这一项吧。

改造后的我的宿舍光环境就较为舒适了。色温和亮度都能调整。色温 4700K 时照度为 500lx。亮度大幅提高。证明了之前觉得环境太暗不是我眼睛的问题。

总结

经过几天在学校内不同教室和房间的测试后我发现。大部分灯具的色温都偏高（>6000K）。可能偏冷的白光视觉上会给人更亮的感觉。但桌面照度实测数据几乎都不达标（<300lx）。看来灯光设计还没有得到重视。当我们逛 Apple 直营店的时候总觉比其他专卖店更高大上。除了空间布局外。灯光可能就是原因之一。

相信经过本文的简单介绍。你应该能够挑选一款合格的灯具。并学会评价一个环境的照明是否合适了。

总的来说。优秀的灯具/照明环境应该满足以下要求：

适合视觉任务的照度

均匀的照度

配合应用场合的舒适光色

良好的显色

低眩光

低频闪

适当的蓝光

照明环境设计还是一个较新的行业。普通人装修时一般只会考虑水电、硬装和软装。年轻人还会考虑网络和智能家居。而灯光设计是很多人不曾了解的。却是舒适生活必不可少的。

感谢观看。如果对你有帮助的话。记得点赞收藏评论呀~