導(dǎo)言
教室是學(xué)生學(xué)習(xí)的會(huì)集場(chǎng)所，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和績(jī)效通常與合理優(yōu)質(zhì)的教室照明環(huán)境是分不開(kāi)的。當(dāng)在照明質(zhì)量較高的環(huán)境中學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生們的視覺(jué)感觸更好，學(xué)習(xí)功率也會(huì)相應(yīng)地進(jìn)步[1-8]。除了照度、色溫等光參數(shù)，不同照明辦法引起的光散布改動(dòng)也是教室照明研討中需要考慮的目標(biāo)。Shin等[1]在直接照明與直接照明辦法的比照試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，直接照明與直接照明相結(jié)合的辦法更能進(jìn)步人們的視覺(jué)感觸。Hsieh[2]發(fā)現(xiàn)直接照明能夠更好地緩解人們的負(fù)面心情。本文旨在研討教室直接照明與直接照明的光環(huán)境對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)績(jī)效和心情的影響，研討的效果可作為教室直接照明設(shè)計(jì)的參閱。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.1 光環(huán)境條件
試驗(yàn)所用的模仿教室的尺度為7 m×5 m×2.77 m，并安裝有帶反光燈罩的教室護(hù)眼燈，如圖1所示。教室護(hù)眼燈安裝于頂棚下37 cm處并平行于頂棚，堅(jiān)持燈距離桌面1.6 m。每個(gè)教室護(hù)眼燈的反面安裝有3個(gè)LED面板燈以發(fā)生向上出光的直接照明。每個(gè)燈的電路中連接一個(gè)電流表，用以監(jiān)控并記載經(jīng)過(guò)燈電流，并能夠經(jīng)過(guò)操控電流大小來(lái)操控?zé)艄艿牧炼?。本次試?yàn)的堅(jiān)持向下出光的直接照明光源的色溫與亮度不變，僅改動(dòng)向上出光的LED面板燈的色溫與亮度，使得直接照明光源在桌面發(fā)生的照度為300 lx，而直接照明光源在桌面發(fā)生的照度別離為150 lx和300 lx。一起，直接照明光源的色溫堅(jiān)持5 000 K，而直接照明光源色溫別離為3 500 K、5 000 K和6 500 K。試驗(yàn)詳細(xì)參數(shù)設(shè)置如表1所示。
[40]新華網(wǎng)：《“我國(guó)書(shū)架”項(xiàng)目落戶泰國(guó)曼谷》，http://www.xinhuanet.com/2018-07/26/c_1123182740.htm，2018年7月26日。

圖1 試驗(yàn)教室環(huán)境及教室護(hù)眼燈設(shè)置
Fig.1 Experiment classroom and luminaire settings
表1 試驗(yàn)條件設(shè)置
Table 1 Experiment conditions

編號(hào)直接照明色溫/K直接照明照度/lx直接照明色溫/K直接照明照度/lx15 000300—025 0003003 50015035 0003003 50030045 0003005 00015055 0003005 00030065 0003006 50015075 0003006 500300
1.2 被試人員
本次試驗(yàn)成功招募到13名大學(xué)生作為志愿者參與試驗(yàn)，被試者的年紀(jì)為19～24歲。其中 6位男性，7位女性，平均年紀(jì)為21歲。所有受試者經(jīng)佩帶眼鏡后具備正常的視力水平(1.0以上)，無(wú)色盲色弱和其他眼部病史，被試人員自愿參與試驗(yàn)，具有必定的文明素養(yǎng)和完結(jié)試驗(yàn)的知識(shí)背景。
1.3 試驗(yàn)辦法
本次試驗(yàn)選用按非摩伏校字使命、短時(shí)記憶使命和明視覺(jué)耐久度測(cè)定法對(duì)被試的視覺(jué)績(jī)效進(jìn)行調(diào)查。按非摩伏字母表由8個(gè)字母(A、B、C、E、H、K、N、X)組成，每個(gè)字母呈現(xiàn)頻率為150次，每個(gè)字母隨機(jī)呈現(xiàn)，表格編成30行，每行40個(gè)字母，共有1 200個(gè)字母組成。在主試者發(fā)出“開(kāi)端”口令發(fā)后，被試者馬上由左向右一行行檢索表格，看到預(yù)先指定的字母，則用斜杠劃掉。本次試驗(yàn)中要求被試者劃去橫排中緊靠在H后邊的B。試驗(yàn)完畢時(shí)，要求被試者在閱覽到的字母后邊做上符號(hào)，閱覽時(shí)刻為2 min。主試者負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)閱字速度、以及錯(cuò)誤率。短時(shí)記憶使命選用詞匯記憶量測(cè)驗(yàn)來(lái)測(cè)定不同照明環(huán)境下人的短時(shí)記憶才能。試驗(yàn)中運(yùn)用20個(gè)受試者知道且概念上無(wú)相關(guān)、部首不同且筆畫(huà)數(shù)相似的漢字。這些漢字以每2 s 1個(gè)的速度，連續(xù)用幻燈片在受試者面前播映，放映完畢后要求受試者立即在一分鐘內(nèi)默寫(xiě)出所記的單詞。主試者需記載默寫(xiě)正確的字?jǐn)?shù)和默對(duì)率(r)，其中r=n1/n2(n1為默寫(xiě)正確的字?jǐn)?shù)，n2為顯現(xiàn)的總字?jǐn)?shù))。明視覺(jué)耐久度測(cè)定使命需要被試主試立方體方塊圖，如圖2所示。當(dāng)人的神經(jīng)系統(tǒng)有不適性反饋時(shí)，人的大腦感到疲憊，注意力會(huì)集程度下降，視力、比照感度等視覺(jué)功能退化，明晰分辯細(xì)微對(duì)象的才能削弱。在眼睛凝視細(xì)微對(duì)象的過(guò)程中，走神、神游的時(shí)刻添加，而能明視的時(shí)刻削減。被試在凝視過(guò)程中，當(dāng)在看到方塊為倒“品”字時(shí)，立即按停表暫停計(jì)時(shí)，再看到成正品時(shí)，又立即開(kāi)啟秒表，如此反復(fù)進(jìn)行直到2 min完畢。在此使命中以明視耐久度作為考核目標(biāo)，如下：
Through the simulation technology, the operating conditions of the electrical load can also be analyzed in the ground assessment stage, which provides a reference for the actual design and control of the aircraft electrical system.

(1)
式中η為明視耐久度，t1為明視視覺(jué)時(shí)刻(單位為s)，t2為凝視總時(shí)刻(單位為s)。

圖2 明視覺(jué)耐久度測(cè)驗(yàn)圖畫(huà)
Fig.2 Testing pattern for visual perception persistence task
試驗(yàn)一起經(jīng)過(guò)片面問(wèn)卷，調(diào)查被試者對(duì)于所在光環(huán)境的片面心思感觸。點(diǎn)評(píng)內(nèi)容包含舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡、冷—暖、無(wú)趣—充滿活力和嚴(yán)重—放松六個(gè)點(diǎn)評(píng)目標(biāo)，評(píng)定分為6個(gè)等級(jí)，被試者依據(jù)自己的視感覺(jué)感觸對(duì)光環(huán)境進(jìn)行打分，1～6程度從左往右依次加深，如舒適—不舒適詞語(yǔ)對(duì)中，1表明非常舒適，2表明舒適，3表明較為舒適，4表明有些不舒適，5表明不舒適，6表明非常不舒適。
1.4 試驗(yàn)過(guò)程
每次有4～6個(gè)被試者一起在教室中進(jìn)行試驗(yàn)。同一個(gè)光照條件下被試者所坐方位的照度和色溫根本相同。每一個(gè)觀察者進(jìn)入時(shí)，照明試驗(yàn)室初始照明條件運(yùn)用5 000 K色溫的中性白光。正式試驗(yàn)開(kāi)端之前，主試者將操練資料發(fā)放到被試手中，以便他們了解和了解規(guī)則，然后削減第一次試驗(yàn)因不了解而發(fā)生的誤差。一起主試者進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)流程和內(nèi)容的講解。試驗(yàn)內(nèi)容包含四個(gè)部分：完結(jié)按非摩伏字母表；記憶并默寫(xiě)詞語(yǔ)；觀看圖畫(huà)進(jìn)行明視耐久度測(cè)定；完結(jié)片面點(diǎn)評(píng)問(wèn)卷。
每個(gè)試驗(yàn)開(kāi)端之前，被試者會(huì)被給予15～20 min的時(shí)刻進(jìn)行充沛的歇息和眼部放松，一起完結(jié)操練資料。試驗(yàn)的七種光照條件按照隨機(jī)序列依次顯現(xiàn)。
2 試驗(yàn)效果
2.1 數(shù)據(jù)剖析辦法
本次試驗(yàn)中有一名被試只完結(jié)了片面點(diǎn)評(píng)試驗(yàn)，其他12名被試遍歷了所有照明條件并完結(jié)了視覺(jué)使命試驗(yàn)和片面點(diǎn)評(píng)試驗(yàn)。試驗(yàn)中，將只有直接照明的條件1作為試驗(yàn)的參閱組，與其他6組附加直接照明的光環(huán)境條件進(jìn)行比照，研討在其他照明條件的績(jī)效效果與片面點(diǎn)評(píng)的差異量。因?yàn)楸辉囍g的視覺(jué)績(jī)效使命效果受個(gè)體差異影響較大，因而首先對(duì)每名被試的數(shù)據(jù)進(jìn)行z-score數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。在此之后，本次試驗(yàn)運(yùn)用2(直接照明照度：150 lx，300 lx)×3(直接照明色溫：3 500 K，5 000 K，6 500 K)的多要素方差剖析，對(duì)色溫文照度兩種參數(shù)的主效應(yīng)和交互效應(yīng)進(jìn)行剖析。片面問(wèn)卷效果因?yàn)榉讲畈积R，對(duì)片面問(wèn)卷效果進(jìn)行非參數(shù)查驗(yàn)，比較其在不同照明條件的片面感觸差異。
2.2 績(jī)效作業(yè)效果
試驗(yàn)的第一個(gè)績(jī)效作業(yè)為按非摩伏字母使命，歸納考慮閱覽速度以及閱覽正確率進(jìn)行評(píng)判。對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行方差齊性查驗(yàn)，查驗(yàn)效果p=0.315>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進(jìn)行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度(E)、色溫(CCT)的主效應(yīng)以及二者的交互效應(yīng)均達(dá)到了明顯性的水平(FE=21.809,p=0.000；FCCT=41.867，p=0.000；FE·CCT=4.796，p=0.011),闡明直接照明的照度、色溫都會(huì)對(duì)按非摩伏使命的績(jī)效效果明顯性影響，且這些影響具有交互性。在直接照明狀況下，按非摩伏使命績(jī)效均值±標(biāo)準(zhǔn)差為-1.19±0.34。在彌補(bǔ)了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績(jī)效均值別離為0.25±0.85和0.80±0.68，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.001)，且兩組之間也存在明顯差異(p<0.001)。直接照明的照度越高，使得績(jī)效效果越好。直接照明光源色溫改動(dòng)時(shí)，績(jī)效均值別離1.00±0.64(色溫=3 500 K)、-0.23±0.65(色溫=5 000 K)和0.80±0.54(色溫=6 500 K)，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.001)，且3 500 K與5 000 K存在明顯差異(p<0.001)，5 000 K與6 500 K存在明顯差異(p<0.001)。5 000 K色溫下的績(jī)效效果明顯低于3 500 K和6 500 K下的績(jī)效效果，但都比無(wú)直接照明時(shí)的根底績(jī)效效果有明顯進(jìn)步。
那么疑問(wèn)在于，已然“二度區(qū)隔”中所虛擬的或許國(guó)際不直接指涉現(xiàn)實(shí)，卻怎么反映實(shí)在國(guó)際的實(shí)在呢？對(duì)此，趙毅衡明確指出：“在同一區(qū)隔的國(guó)際中，再現(xiàn)并不表現(xiàn)為再現(xiàn)，虛擬也并不表現(xiàn)為虛擬，而是顯現(xiàn)為現(xiàn)實(shí)，這是區(qū)隔的根本意圖。”因而，無(wú)論是“一度區(qū)隔”仍是“二度區(qū)隔”，在區(qū)隔的內(nèi)部國(guó)際中，所呈現(xiàn)的都是“寫(xiě)實(shí)性”的敘述內(nèi)容，這種“橫向?qū)嵲?rdquo;正是藝術(shù)“逼真性”得以完成的根本前提。
默寫(xiě)使命中首要考慮被試的默寫(xiě)正確率。對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行方差齊性查驗(yàn)，查驗(yàn)效果p=0.064>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進(jìn)行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度、色溫的主效應(yīng)，以及二者的交互效應(yīng)均達(dá)到了明顯性的水平(FE=8.703,p=0.004；FCCT=8.030，p=0.001；FE·CCT=9.635，p=0.000),闡明直接照明的照度、色溫都會(huì)對(duì)默寫(xiě)使命的績(jī)效效果有明顯性影響，且這些影響具有交互性。在直接照明狀況下，默寫(xiě)使命績(jī)效均值±標(biāo)準(zhǔn)差為-0.93±0.78。在彌補(bǔ)了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績(jī)效均值別離為-0.08±0.87，0.49±1.10，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.05)，且兩組之間也存在明顯差異(p<0.05)。直接照明的照度越高，使得績(jī)效效果越好。直接照明光源色溫改動(dòng)時(shí)，績(jī)效均值別離-0.02±0.63(色溫=3 500 K)、-0.11±0.93(色溫=5 000 K)和0.75±1.23(色溫=6 500 K)，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.05)，且3 500 K與6 500 K存在明顯差異(p<0.05)，5 000 K與6 500 K存在明顯差異(p<0.001)。5 000 K色溫下的績(jī)效效果明顯低于3 500 K和6 500 K下的績(jī)效效果，但都比無(wú)直接照明時(shí)的根底績(jī)效效果有明顯進(jìn)步。
在明視覺(jué)耐久度測(cè)定法中，依據(jù)看到正“品”字的時(shí)刻份額進(jìn)行績(jī)效點(diǎn)評(píng)。對(duì)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行方差齊性查驗(yàn)，查驗(yàn)效果p=0.268>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進(jìn)行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度、色溫的主效應(yīng)，以及二者的交互效應(yīng)均達(dá)到了明顯性的水平(FE=6.940,p=0.010；FCCT=23.964，p=0.000；FE·CCT=6.705，p=0.002),闡明直接照明的照度、色溫都會(huì)對(duì)明視覺(jué)耐久度的績(jī)效效果明顯性影響，且這些影響具有交互性。在直接照明狀況下，明視覺(jué)耐久度績(jī)效均值±標(biāo)準(zhǔn)差為0.44±0.05。在彌補(bǔ)了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績(jī)效均值別離為0.56±0.07，0.60±0.12，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.001)，且兩組之間也存在明顯差異(p<0.05)。直接照明的照度越高，使得績(jī)效效果越好。直接照明光源色溫改動(dòng)時(shí)，績(jī)效均值別離0.52±0.64(色溫=3 500 K)、0.56±0.09(色溫=5 000 K)和0.66±0.09(色溫=6 500 K)，均與對(duì)照組構(gòu)成明顯差異(p<0.05)，且3 500 K與6 500 K存在明顯差異(p<0.001)，5 000 K與6 500 K存在明顯差異(p<0.001)。6 000 K色溫下的績(jī)效效果明顯高于3 500 K和5 000 K下的績(jī)效效果，而且三種色溫條件下的績(jī)效效果都比無(wú)直接照明時(shí)的根底績(jī)效效果有明顯進(jìn)步。

*——p<0.05,**——p<0.001
圖3 不同直接照明條件下的視覺(jué)績(jī)效效果
Fig.3 Visual performance result changes under different indirect lighting conditions
2.3 片面問(wèn)卷效果
片面問(wèn)卷包含有6個(gè)問(wèn)題，對(duì)問(wèn)卷效果進(jìn)行非參數(shù)查驗(yàn)，效果顯現(xiàn)舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡這三個(gè)目標(biāo)在不同的照明條件下不存在明顯性差異(p>0.05)，對(duì)不同照明環(huán)境的舒適感觸、疲憊感觸和喜歡程度不存在明顯性差異。而在不同照明條件下，對(duì)冷—暖、無(wú)趣—充滿活力和嚴(yán)重—放松的片面點(diǎn)評(píng)存在明顯差異，如圖4所示。對(duì)冷—暖這一目標(biāo)在不同的照明條件下存在明顯性差異(p=0.000)，與圖中橫線所代表的直接照明條件比較，在彌補(bǔ)了3 500 K直接照明后讓人發(fā)生暖的感覺(jué)，而彌補(bǔ)了6 500 K直接照明后片面點(diǎn)評(píng)更傾向于冷，在直接照明的照度進(jìn)步后，這一差異進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)無(wú)趣—充滿活力這一目標(biāo)在不同的照明條件下存在明顯性差異(p=0.010)，在彌補(bǔ)了直接照明后讓全體空間愈加充滿活力，不同色溫、照度的直接照明均能起到進(jìn)步活力感觸的作用。對(duì)嚴(yán)重—放松這一目標(biāo)在不同的照明條件下存在明顯性差異(p=0.000)，在彌補(bǔ)了3 500 K直接照明后讓人發(fā)生放松的感覺(jué)，而彌補(bǔ)了6 500 K直接照明后片面點(diǎn)評(píng)更傾向于嚴(yán)重。同樣地，在直接照明的照度進(jìn)步后，這一差異得到進(jìn)一步的擴(kuò)大。

圖4 片面點(diǎn)評(píng)效果
Fig.4 Subjective evaluation results
2.4 效果剖析
本次試驗(yàn)以直接照明光環(huán)境條件為根本對(duì)照，比較在彌補(bǔ)不同直接照明條件后的視覺(jué)使命績(jī)效與片面感觸改動(dòng)狀況。依據(jù)按非摩伏使命、默寫(xiě)使命和明視覺(jué)耐久度使命三種不同視覺(jué)績(jī)效的效果顯現(xiàn)，在彌補(bǔ)了150 lx和300 lx直接照明后，視覺(jué)績(jī)效效果別離得到明顯性進(jìn)步，而且300 lx直接照明條件下的視覺(jué)績(jī)效效果也明顯高于150 lx直接照明條件。從直接照明的色溫進(jìn)行考慮，6 500 K色溫的直接照明條件下的績(jī)效進(jìn)步效果要明顯優(yōu)于在3 500 K或5 000 K色溫的直接照明條件。一起，兩者存在交互效應(yīng)，直接照明的照度和色溫這兩個(gè)要素都會(huì)對(duì)視覺(jué)使命績(jī)效發(fā)生影響。在片面感觸方面，在舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡三個(gè)目標(biāo)不存在明顯性差異，而對(duì)冷—暖、無(wú)趣—充滿活力和嚴(yán)重—放松這三個(gè)目標(biāo)的點(diǎn)評(píng)效果存在明顯性差異。與5 000 K色溫的直接照明環(huán)境比較，彌補(bǔ)的不同色溫直接照明光也會(huì)明顯影響冷暖感觸，低色溫光會(huì)營(yíng)建偏暖的環(huán)境，而高色溫光照則讓片面感觸偏冷。直接照明與直接照明相結(jié)合的照明辦法使得全體教室環(huán)境愈加充滿活力。而低色溫的直接照明會(huì)使人放松，高色溫的直接照明則會(huì)使人愈加嚴(yán)重。本次試驗(yàn)結(jié)論能夠總結(jié)為：①在直接照明堅(jiān)持300 lx照度時(shí)，直接光供給的照度越高，視覺(jué)使命的績(jī)效越高；②在直接照明堅(jiān)持5 000 K色溫時(shí)，彌補(bǔ)高色溫的直接照明，會(huì)使視覺(jué)使命的績(jī)效明顯進(jìn)步；③彌補(bǔ)直接照明會(huì)改動(dòng)對(duì)當(dāng)前教室環(huán)境的片面感觸，使全體環(huán)境愈加充滿活力，而片面冷暖感觸和嚴(yán)重放松的感觸則隨直接照明色溫的改動(dòng)而改動(dòng)。
3 討論
直接照明和直接照明等照明辦法會(huì)明顯影響到教室的光散布，然后影響到在教室環(huán)境中的片面感觸和視覺(jué)績(jī)效效果。在Shin等[1]的研討中，一起運(yùn)用直接照明與直接照明的光環(huán)境，與只運(yùn)用直接照明的光環(huán)境比較，受試者感覺(jué)愈加愉悅。曾堃和郝洛西[4]在醫(yī)院照明中也對(duì)直接照明份額對(duì)心情的影響進(jìn)行研討，發(fā)現(xiàn)直接照明的比重與病患滿意度成正相關(guān)。與本次試驗(yàn)中照度越高的直接照明獲得的愈加充滿活力點(diǎn)評(píng)的試驗(yàn)結(jié)論是共同的。但本次試驗(yàn)中在對(duì)照明環(huán)境的舒適性、喜歡程度和疲憊程度的點(diǎn)評(píng)中不存在明顯性差異，這或許與試驗(yàn)中設(shè)置的直接照明的份額并未超過(guò)直接照明份額有關(guān)。一起，試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)直接照明與直接照明相結(jié)合的照明辦法不僅會(huì)帶來(lái)片面視覺(jué)感觸上的改動(dòng)，也會(huì)對(duì)視覺(jué)績(jī)效發(fā)生明顯影響。直接照明所供給的照度越高，全體光環(huán)境的照度更高，視覺(jué)績(jī)效更好。直接照明照度的進(jìn)步或許改進(jìn)了視覺(jué)使命的可視性，這與Veitch等[3]的試驗(yàn)效果是共同的。一起，本試驗(yàn)也添加對(duì)不同直接照明色溫的考核，在堅(jiān)持直接照明光源照度與色溫不變的狀況下，彌補(bǔ)不同色溫的直接照明，發(fā)現(xiàn)高色溫直接照明能夠更好地進(jìn)步教室視覺(jué)作業(yè)績(jī)效。
現(xiàn)有教室照明多運(yùn)用直接照明辦法進(jìn)行照明，本試驗(yàn)在直接照明的根底上彌補(bǔ)了直接照明，試驗(yàn)效果表明了能夠經(jīng)過(guò)彌補(bǔ)直接照明的辦法來(lái)進(jìn)步教室視覺(jué)使命績(jī)效，也為教室光環(huán)境的改造供給了一種思路，即在不改動(dòng)現(xiàn)有教室燈具的根底上，能夠彌補(bǔ)直接照明光源，然后進(jìn)步教室的照度水平，優(yōu)化教室視覺(jué)環(huán)境。