多媒体教室光环境对师生视力影响的探讨
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多媒体在科学教育中的作用科学教育是培养学生科学素养和科学思维能力的重要途径之一。
多媒体技术的应用为科学教育注入了新的活力,使学生能够更好地理解、探索和应用科学知识。
本文将探讨多媒体在科学教育中的作用。
一、多媒体提供了直观的视觉体验通过多媒体技术,教师可以利用各种形式的图像、视频和动画等媒体素材,将抽象的科学概念变得具象可见。
比如,在学习光的反射定律时,教师可以播放一个案例视频,展示光线在不同材料表面上的反射现象。
这样的视觉体验能够帮助学生更好地理解和记忆知识,提高学习效果。
二、多媒体创造了互动学习环境多媒体技术的应用使得科学教育更加互动化。
通过使用交互式软件和设备,学生可以积极参与到科学实验和模拟操作中,亲自动手探索、观察和验证科学现象。
例如,在学习物质状态转变的过程中,学生可以通过虚拟实验室软件模拟水的沸腾、凝固等现象,从而更加深入地理解物质的性质和变化规律。
三、多媒体提供了丰富的学习资源多媒体技术的广泛应用扩大了科学教育的学习资源。
学生可以通过互联网访问各种形式的科学内容,如科学文献、科学实验视频、科学博物馆的虚拟展览等。
这为学生提供了更广阔的学习空间和更多的学习途径,帮助他们深入了解科学领域的前沿知识和发展动态。
四、多媒体促进了合作学习和交流多媒体技术的运用为学生之间的合作学习和交流提供了便利。
通过网络平台和在线教学工具,学生可以组成小组进行共同研究和讨论,同时还可以与其他学校甚至国际上的学生进行科学项目合作。
这种开放性的学习模式有利于激发学生的合作精神和创新意识,培养他们的团队合作能力和跨文化交流能力。
五、多媒体提升了教学效果和效率多媒体技术的应用可以提高科学教育的教学效果和效率。
教师可以利用多媒体演示软件设计生动有趣的教学课件,使学生更加专注和积极参与到课堂活动中。
同时,多媒体技术还可以记录和展示学生的学习过程和成果,便于教师进行评估和反馈。
这样的评估机制能够帮助学生及时了解自己的学习状况,促进他们对科学学习的主动参与和深入思考。
多媒体教学的视觉效果与吸引力多媒体教学在现代教育中扮演着越来越重要的角色。
通过图像、视频、音频等多种形式的媒体元素,多媒体教学能够提供丰富多样的信息呈现方式,激发学生的学习兴趣,提高学习效果。
本文将探讨多媒体教学的视觉效果与吸引力在教育中的重要性,并介绍一些有效利用多媒体元素的方法。
一、视觉效果的重要性视觉是人类获取信息的重要途径之一,视觉效果对于多媒体教学的质量有着至关重要的影响。
良好的视觉效果能够增加学生的注意力和参与度,帮助他们更好地理解和记忆所学内容。
相比于传统的黑板教学形式,多媒体教学能够通过图像、动画等视觉元素直观地呈现知识,使得学生更易于理解和接受。
其次,多媒体教学中的视觉效果能够提供更多的信息细节。
通过图像、图表等形式的展示,学生可以清晰地看到具体的实例和数据,更好地理解抽象的概念和过程。
视觉效果能够增加信息的呈现方式,丰富学生的学习体验,帮助他们建立更深刻的认知。
最后,视觉效果还能够提高学生的创造力和思维能力。
多媒体教学中的图像、动画等视觉元素能够刺激学生的想象力,帮助他们形成更多元化的思维方式。
学生在观看多媒体展示时,可以尝试从不同角度去理解和解释所呈现的内容,培养批判性思维和创造性思维能力。
二、提升视觉吸引力的方法针对提升多媒体教学的视觉吸引力,以下是几种有效的方法:1. 使用高质量的图像和视频素材。
选择清晰、鲜艳、有代表性的图像和视频素材能够增加视觉效果的吸引力。
同时,要注意图像和视频的版权问题,避免侵权行为。
2. 合理运用颜色和字体。
适当运用各种颜色和字体能够增加页面的吸引力和可读性。
要遵循一定的色彩搭配原则,选择适合学习场景的颜色组合。
字体的选择也要简洁清晰,易于阅读。
3. 采用动画和过渡效果。
动画和过渡效果能够使页面更加生动有趣。
通过适当地运用动画和过渡效果,能够吸引学生的注意力,提高他们的学习参与度。
4. 设计交互式的学习活动。
设计一些交互式的学习活动,能够增加学生参与的积极性。
教室环境对学生学习效果的影响因素教室环境是学生学习过程中不可忽视的重要因素,它对学习效果的影响表现在多个方面,从物理环境到心理环境都发挥着关键作用。
在深入探讨教室环境影响学生学习效果的因素时,众多研究表明,环境因素不仅关乎学生的学业成绩,还影响着他们的情感、态度以及整体的学习体验。
教室的物理环境是影响学习效果的重要基础。
首先,教室的布局、桌椅配置及空间使用都会影响学生的注意力和集中度。
开放式课堂通常能够促进学生之间的互动,激发合作学习的热情,而传统的讲座式布局则可能导致学生的注意力分散和被动学习。
此外,桌椅的舒适度对学生的身体健康及学习专注度也有直接影响。
过于狭窄或不适合的坐姿会导致学生疲劳,进而削弱他们的学习效果。
采光与通风也是教室环境的重要组成部分。
自然光的引入有助于提升学生的情绪,使他们在学习时感到更加精神焕发。
研究表明,自然光可以提升认知功能和学习效率,过于昏暗或者人造光源闪烁的教室环境则可能使学生感到疲倦,影响注意力和记忆力。
因此,设计合理的教室照明和良好的通风系统对于提高学习效果至关重要。
声音环境也是影响学习效果的一个关键因素。
教室内的噪音水平,是否有过多的干扰,会直接影响学生的注意力和信息处理能力。
过高的背景噪音可能使学生难以听清教师的讲解或同学的讨论,进而影响学习成果。
研究表明,安静的学习环境可以提升学生的表现,特别是在需要高集中度的任务时。
因此,在教室设计中应考虑声音的来源与分布,采取有效措施降低噪音。
教室的温度和湿度也会影响学生的学习表现。
研究显示,适宜的温度范围(通常在20到22摄氏度之间)能够提高学生的舒适感,从而促进学习效果。
相反,过高或过低的温度都会导致学生身体不适,进而影响他们的注意力和学习动机。
同样,过高的湿度可能使教室气氛感到闷热,影响学生的学习状态。
教室环境的心理氛围同样关键。
这包括师生关系、课堂氛围和学校文化等。
积极的课堂氛围能够提升学生的参与感和归属感,使他们在课堂上更加愿意表达自己的想法和感受。
一、对学生视力影响的普遍因素有哪些?1.观看角度——可视角不足导致不同角度观看的画面不均匀,眼睛容易疲劳。
2.观看距离——观看距离太近,眼睛受刺激;观看距离太远,看不清。
两者都对眼睛有不好的影响。
3.用眼时长——长时间的观看容易造成用眼疲劳,影响视力。
4.观看姿势——看书、看电视时姿势不端正,如平躺、侧躺等会影响眼球发育。
5.环境光线——接受光照时间过短,光照强度太弱会严重影响视力健康。
二、投影显示对眼睛的影响:1.投影对使用环境有要求,一般都需要较暗的环境(例如在教室里使用时要拉上窗帘),光照亮度不足对学生的眼睛影响不好。
2.投影仪显示亮度及对比度较低,尤其是对比度大(一般越小对眼睛越好),投影画面的内容颜色反差较小,会造成远距离观看模糊,长期会加重视力的负担。
3.投影极容易损耗,灯泡使用一段时间后就会衰减,显示越来越不清晰,不利于学生观看。
4.使用过程中投影幕布上的强烈反光对老师和学生的眼睛形成较大的刺激,很容易导致眼睛疲劳,损伤实力。
摘自南方日报的一篇文章:投影仪老化快致学生视力下降?新学期伊始,课室投影仪再次成为学生、家长关心的话题“投影仪亮度越来越暗,学生看得越来越吃力,这是否会导致学生的视力下降?”在投影仪教学已经成为主流的同时,不少师生告诉记者,学校使用投影仪教学虽然提高了效率,但投影仪灯泡的寿命较短,更新的价格比较贵,很多学校的投影仪存在老化现象,导致幻灯片效果模糊,容易诱发学生视力疲劳,增大近视危险。
中山大学眼科中心主任医师朱世友指出,尽管投影仪质量不是造成学生近视的根本原因,但它的确是导致学生眼睛疲劳,进而产生近视的一个重要因素。
对投影仪质疑声渐起从小学到中学,从中学到大学……近年来,投影仪教学模式取得了学校师生的认可,“方便了板书”、“提高了教学效率”、“减少黑板粉尘”……采访中,不少师生如此分析投影仪的好处。
“感觉上课生动了,内容丰富了,互动性强了。
”广州市白云区京溪小学五年级的陈同学说。
学校环境如何影响学生学习效率的探讨学校环境对于学生的学习效率有着深远的影响,涉及到物理环境、社会环境以及心理环境等多个方面。
这些因素共同塑造了学生的学习体验和学习成果。
通过对这些因素的深入探讨,我们能够更好地理解如何优化学校环境,以提升学生的学习效率。
在物理环境中,教室的布局、光线、噪音、温度以及设备等都有重要影响。
研究表明,教室的设计直接关系到学生的注意力和参与度。
一个明亮、通风良好的教室,有助于提升学生的学习情绪和动机。
相反,阴暗、狭小的空间则可能导致学生的注意力分散,进而影响学习效果。
相关研究显示,良好的自然光照能够显著提高学生的学习成绩。
此种环境不仅提供了必须的视觉舒适感,还能影响情绪,促进积极的学习态度。
教室的布局同样至关重要。
采用灵活的座位安排,如小组讨论或团队合作的模式,可以有效促进学生之间的互动,从而增强学习效果。
研究指出,学生之间的互动和合作有助于知识的共享和深入理解。
这种社会互动能够激励学生更主动地参与学习,从而提高学习效率。
此外,教室中的技术设备,如智能黑板、多媒体设备等,也为教学提供了更多的可能性。
恰当的技术应用可以帮助教师更生动地传递知识,提升学生的学习兴趣。
噪音是另一个影响学习效率的重要因素。
噪音的干扰不仅会影响学生的注意力,还可能导致焦虑和不安感。
研究表明,适当的噪音水平(如自然环境的声音)可以促进创造力,而过高的噪音则会抑制学习。
为了创造一个良好的学习环境,学校应考虑采取降噪措施,如使用隔音材料或设立安静的学习区域。
除了物理环境,社会环境对学生学习效率同样具有重要影响。
学校文化、师生关系以及同伴关系等都是构成社会环境的关键要素。
支持性强的学校文化能够有效激励学生,促进他们的自我效能感。
这种文化包括对学习的重视、对努力的认可以及包容和尊重多元化的环境。
在这种氛围中,学生会感到安全,更加愿意冒险尝试,从而促进学习成果的提升。
师生关系也是影响学习效率的重要社会因素。
研究发现,教师的支持性和关怀会显著提高学生的学习动机和参与度。
适于多媒体教室光环境研究的视疲劳实验方案引言近年来,随着教育信息化进程的加快,全国多媒体教室的普及率进一步提升[1]。
针对眼部快速发育的学生而言,多媒体教室光环境质量的好坏与学生的视力健康密切相关。
吕若然等[2]对北京市2009—2013年中小学校教室照明卫生状况进行了监测,结果显示教室平均照度与合格率均有所下降,特别是多媒体教学设备的普及导致黑板灯的使用和维护被忽视,黑板面照度的合格率更低,多媒体教学设备对学生视力的影响需要进一步研究。
尤小芳等[3]调查了上海市中小学生视疲劳的流行现状,并分析了其与多媒体教学环境的关联性,研究表明上海市中小学生视疲劳现状不容乐观,在教学过程中应注意多媒体教学环境对其的影响并采取针对性措施。
虞晖等[4]对同步课堂教室的光环境进行了优化设计,重点研究投影区域灯光和教室照明互相影响的问题。
本文从视疲劳的角度进行研究,探讨适于多媒体教室光环境研究的实验方案。
①发言人发音不清晰:参观浪潮集团时,一位斯洛文尼亚官员在体验VR设备后说道:“VRtechnology has just gone public shortly.Ireally appreciate that Inspur can follow the trend to develop the VRuser experience.”由于这位官员发音不清晰且语速较快,笔者并未完全听辨出源语信息,但根据VR,public,follow和user experience等词采取了猜测的方式,将此句译为:“公众刚开始接触VR技术,我很欣赏浪潮公司能够紧跟潮流,发展用户体验。
”1 视疲劳的基础研究视疲劳并非独立的眼病,而是以患者自觉症状为基础,伴随着视知觉活动产生的眼与全身器质性因素相互交织的综合征,因而被称为视疲劳综合征,属于身心医学的范畴[5]。
屈光不正(近视/远视/散光等)、长期从事近距离精密工作和视觉显示终端(VDT)等工作、空间照明不足或过强、身体衰弱的人都较容易产生视疲劳。
第1篇一、实验背景随着教育事业的不断发展,校园光环境对师生的身心健康和学习效率的影响日益受到重视。
良好的校园光环境不仅能提供适宜的光照条件,还能营造舒适的学习和工作氛围。
本实验旨在通过实地测量和数据分析,评估校园现有光环境的质量,并提出改进措施,以优化校园光环境。
二、实验目的1. 了解校园现有光环境的基本情况。
2. 评估校园光环境的舒适度和健康性。
3. 分析校园光环境存在的问题。
4. 提出优化校园光环境的建议。
三、实验方法1. 实地测量:采用专业光照度计和色温计,对校园教室、办公室、图书馆等主要场所的光照度、色温进行测量。
2. 问卷调查:通过发放问卷,了解师生对校园光环境的满意度。
3. 数据分析:对测量数据和问卷调查结果进行统计分析,找出校园光环境存在的问题。
四、实验结果1. 光照度测量结果:教室、办公室、图书馆等场所的平均光照度分别为300lx、500lx、400lx,低于国家标准要求的350lx、500lx、500lx。
2. 色温测量结果:教室、办公室、图书馆等场所的平均色温分别为3200K、5600K、5800K,符合国家标准要求的3000K~5600K。
3. 问卷调查结果:在问卷调查中,80%的师生对校园光环境的舒适度表示满意,但仍有20%的师生反映光照度不足或色温不适宜。
五、问题分析1. 光照度不足:部分教室、办公室等场所的光照度低于国家标准,导致师生长时间在低光照环境下工作、学习,容易造成视觉疲劳。
2. 色温不适宜:部分场所的色温偏高,容易导致师生情绪紧张,影响工作效率和学习效果。
3. 照明设备老化:部分校园照明设备使用年限较长,存在安全隐患,且照明效果不佳。
六、改进建议1. 优化照明设计:根据国家标准和师生需求,重新设计校园照明系统,提高光照度和色温,确保校园光环境舒适、健康。
2. 更新照明设备:淘汰老化、低效的照明设备,更换为节能、环保、安全的照明产品。
3. 加强日常维护:定期对校园照明系统进行检查、维护,确保照明设备正常运行。
视力教育与学校环境在现代社会中,随着电子产品的普及和信息技术的发展,越来越多的孩子们开始长时间接触电子屏幕,比如电视、电脑、手机等,这会给他们的视力健康带来潜在的威胁。
因此,视力教育成为了学校教育中非常重要的一部分,而学校环境也应该为学生提供一个良好的视力保护环境。
一、视力教育的重要性良好的视力是学生学习和生活的基本条件之一。
然而,现实中,很多孩子在日常生活中缺乏正确的视力保护意识,过度使用电子产品,长时间注视屏幕,容易导致眼睛疲劳、视力下降等问题。
因此,通过视力教育,教育学生正确使用电子产品,培养良好的用眼习惯,提高视觉健康意识,对于保护学生的眼睛健康至关重要。
首先,视力教育能够帮助学生正确使用电子产品。
学生在使用电子产品时应该注意控制使用时间,每隔一段时间应该休息一下眼睛,远离屏幕。
同时,教育学生正确调整屏幕亮度、对焦距离等参数,减少对眼睛的损伤。
其次,视力教育可以培养学生良好的用眼习惯。
在书写作业、看书、写字等活动中,学生应该保持正确的坐姿和用眼距离,避免长时间过近或过远的视距,以免对眼睛造成压力。
此外,视力教育还可以加强学生对视觉健康的重视。
教育学生眼睛是一个神奇的器官,引导他们关注自身视力健康的重要性,鼓励他们养成良好的生活习惯,如多吃富含维生素A的食物,睡眠充足等,从而预防近视和其他眼病的发生。
二、学校环境对视力保护的影响除了视力教育,学校环境也扮演着重要角色,为学生提供良好的视力保护环境。
以下是一些学校环境方面的考虑:1. 良好的灯光条件:学校应该提供充足而均匀的光线,避免过暗或过亮的光线对学生视力的影响。
教室内的照明设施应该保持良好的维护,确保教室内的照明效果符合国家标准。
2. 舒适的座椅和桌子:学生在学校的大部分时间都是坐在座椅上上课,因此,正确的座椅和桌子设计对于学生的视力保护非常重要。
座椅和桌子的高度应该适合学生的身高,以避免他们长时间保持不正确的姿势。
3. 适当的教室布局:合理的教室布局可以有助于学生保持良好的用眼习惯。
大学教室光环境调查研究与设计——以中南林业科技大学涉外学院第一教学楼教室为例摘要:随着人们对光环境与健康的认知越来越多,发现传统的用光方式已不能满足健康用眼的需求,尤其是容易被人们所忽略的集体学习场所。
通过对教学的自然光线与灯光的调查研究发现在教室的自然光环境对教学和学习活动有一定的影响,需要在合理的人工光源和灯具的辅助下形成均匀的光环境,从而达到营造健康的光环境确保学生的健康学习的目的。
关键词:绿色智能灯光设计方法应用方法校园作为培养人才的基地,教室的是学生学习的最常用的场地,但很多教室里面的灯光只能满足普通照明的要求,由于受阳光、天气、朝向等因素的影响,会出现光亮度过度或光亮度不充足的情况,因此希望能通过对教室的灯光设计来改善教室灯光的问题,一是解决灯光照度问题,尽可能对学生视力起到保护作用;二是确保不因天气的原因导致投影仪或黑板受光线影响过大。
本次研究通过以中南林业科技大学涉外学院的教室调研,研究自然光、楼层、教室的朝向等因素对教室自然采光的影响,通过教室灯光设计手段达到优化教室的灯光的目的。
一、光与健康目前,在工作和生活中灯光不可或缺。
人们大部分的时间都是在室内环境下活动,随着物质文明的不断发展和提高,对灯光也提出了一些新要求[1]。
目前国内学校已经开始重视灯光对人的影响,比如东华大学的动态灯光系统对幼儿教学活动作用的研究[2]。
绿色室内设计和智能家居设计都是未来室内设计的发展趋势,绿色灯光也值得推广[3]。
近些年国内外对光环境研究越来越多,愈加重视光与人类健康的问题,2022年9月在南宁召开“教育教室照明专题研讨会”,就青少年儿童近视防控等问题进行深入的探讨倡导健康照明理念。
光作为人体昼夜节律系统主要驱动力之一,无论是自然的太阳光还是人造光源都会引发一连串的生理节律反应。
且光通过视觉和非视觉作用,不同程度地影响着人体健康[4]。
照明必须满足场所的功能性要求和人们的心理要求并且要减少有害光源。
教室光照改善措施方案范文1. 引言教室光照对学生的学习效果和健康都有着重要的影响。
适宜的光照可以提高学生的学习积极性、警觉性和专注力,同时减少眼部疲劳和近视的风险。
然而,在很多学校的教室里,光照条件往往不够理想,不仅影响了学生的学习效果,也可能对他们的健康造成长期影响。
因此,本文旨在提出一套教室光照改善措施方案,以确保教室拥有良好的光照条件。
2. 分析当前状况2.1 光照不足的问题在很多教室中,由于设计不合理或者窗户被遮挡等原因,导致光线无法充分进入教室,使得教室显得昏暗,能见度下降,不利于学生的学习。
2.2 光线不均匀的问题另外,一些教室中的光线分布不均匀,存在明暗交替的情况。
这种情况下,学生在阅读、写作或者观察教学板书时,眼睛需要频繁适应不同的光线亮度,容易造成视觉疲劳。
3. 教室光照改善措施方案为了改善教室光照条件,我们需要采取以下措施:3.1 调整窗户设计首先,要对窗户进行设计调整,确保光线能够充分进入教室。
窗户可以采用大面积的设计,增加阳光的照射面积,同时尽量减少建筑物遮挡物对窗户的影响。
此外,还可以增加窗户的数量和高度,优化窗户的采光效果。
3.2 安装采光设备在那些光照条件较差的教室中,可以考虑安装采光设备,如天窗、光管等。
这些设备可以通过人工手段将阳光引入教室,在不影响学生视线的情况下提高光照亮度。
3.3 使用适宜的窗帘窗帘的选择也是十分重要的。
我们可以选用具有透光性的窗帘材料,它们可以遮蔽强光,减少眩光对学生视线的影响,同时又能保持充分的自然光线进入教室。
3.4 使用合适的灯具合适的灯具选择也可以改善教室的光照条件。
我们可以使用光线柔和、亮度适中的LED灯具,以确保教室的整体照明光线均匀、舒适。
3.5 定期清洁窗户和灯具为了保持良好的光照条件,我们还应定期清洁窗户和灯具。
窗户上的灰尘和污垢会影响阳光的透过率,定期清洁可以保证光线的质量。
此外,灯具应保持清洁,以免灯光光线受阻。
3.6 增加绿植最后,增加一些绿植放置在教室中,不仅可以美化环境,还可以吸收二氧化碳和释放氧气,为教室提供良好的空气质量。
多媒体教室光环境对师生视力影响的探讨(源于《中国教育技术装备》2010 年第15 期)艾伦1 薛鹏2 何智31 首都师范大学1000482 北京联合大学旅游学院1001013 北京市教育技术设备中心100034摘要:本文从投影机的实际光通量、教室的实际光照度、学生视力下降的趋势等问题的分析出发,用数据来提醒我们教育装备人,必须对多媒体教室光环境有可能造成师生视力减退的问题引起高度重视。
关键词:投影机;光通量;光照度;光环境;视力Visual Affects of Multimedia Classroom Light EnvironmentAi Lun1 Xue Peng2 He Zhi31 Capital Normal University 1000482 Tourism Institute of Beijing Union University 1001013 Beijing Educational Technology Equiment Center 100034Abstract: In this paper, the actual luminous flux projector, the actual illumination classroom, students and other vision problems down the trend analysis, we use the data to remind our educators, must be multi-media classroom teachers and students of Light vision loss caused by the problem seriously.Keywords: projector; flux; illumination; light environment; vision多媒体教室随着信息技术的高速发展正以人们无法预料的态势在大、中、小学广泛推广使用,而这些多媒体教室的构成又都无一例外地是以大屏幕投影机为整个系统的显示核心设备。
为了能够得到投影的最佳效果,人们往往是以降低教室的光环境为代价,这就有可能成为影响长期在教室中进行教学活动的师生视力的重要因素。
为了对这一现象产生的原因和对视力影响的因果关系有一个大致的了解,本文从投影机的实际光通量、教室的实际光照度、学生视力下降的趋势等问题的分析出发,用数据来提醒我们教育装备人必须对此引起高度重视。
1.投影机的实际光通量及测量1.1 测量原理投影机厂商在提供投影机的“亮度”标称值时使用的单位(ANSI 流明)实际为光通量的单位(ANSI 是American National Standards Institute 即美国国家标准学会的英文缩写),而并非光度学意义上的亮度单位。
光通量这个物理量是用来说明在一个固定的立体角中所具有的全部光功率,在光度学中光通量常用大写希腊字母Φ 来表示,单位为流明(lumen,简记作lm)。
与此相关的另一个物理量是光强,即发光强度,一般用大写拉丁字母I 来表示,单位为烛光或坎德拉(candle,简记作cd);光强是单位立体角内的光通量。
我们平常使用最w 多的光度学中的物理量是光照度,或简称照度,常用大写拉丁字母 E 来表示,单位为勒克 斯(lux 或简记作 lx );照度是单位面积上通过的光通量,所以照度与光通量的单位之间的 换算为 1 lux = 1 lm/m 2。
光度学中的亮度常被称为辉度,它是反映一个被光照射的物体对光 反射的情况,一般用大写拉丁字母 L 来表示,单位为尼特(nit ,1 nit = 1 cd/m 2);对于投影 机来说,这个物理量的大小取决于投影幕的质量和反射光的效率。
图 1 反映了上述这些物理 量之间的关系,这是我们进行实际测量时的依据。
一个具有 4 cd 发光强度的发光体在如图 所示的立体角中产生了 4 lm 的光通量,在距离该发光体 1m 远的地方,并恰好充满在这个 立体角中有一个 1 m 2 的平面 S 1,则在 S 1 上面产生的照度就应该是 4 lux 。
在距离该发光体 2m 远,并也充满该立体角的平面 S 2 的面积显然应该为 4 m 2,在 S 2 上面产生的照度就是 1 lux 。
所以,当投影幕越大且离投影机越远时,它上面的照度就越低。
而我们则可以根据在投影幕 处测量的照度值,用它乘以投影幕的面积,就能够计算出该投影机光通量的流明数。
图 1各光度学物理量之间的关系 在普通多媒体教室中测量投影机的实际光通量(即厂商说的投影机亮度)可采用下面的方法,测量时需要使用光照度计。
(1)打开投影机并预热 5 分钟以上;(2)在投影幕上投出如图 2 所示的纯黑白图像(使用 Word 或 PowerPoint 都可以);(3)用照度计在图像中白(实 际为亮)的部分测出照度值 E w ,在图像中黑(实际为暗)的部分测出照度值 E b ;(4)根据投影幕的尺寸计算出其面积 S (参考表 1)[1];(5)利用关系式Φ = (E - E b ) ⋅ S 计算出的数值Φ,即该投影机实际能够产生的光通量,也就是投影机厂商所说的亮度的实际值。
图2 用于测试的图像这种测量方法的原理是这样的。
首先,我们认为对投影幕图像上产生的光照度,除了投影机的贡献外还有室内灯光和透过玻璃窗室外日光的共同作用,并且室内灯光和室外日光作用在银幕上的光线是均匀分布的。
投影幕上图像中黑色部分没有来自投影机的光线,因为这部分光线被投影机中光学系统的相关部分挡住了,只有室内灯光和室外日光的作用。
而图像中白色部分除了室内灯光和室外日光的作用外,主要还有来自投影机而产生最大照度的那些光线,所以(Ew Eb) 的数值就成为投影机在投影幕上产生的最大照度。
用这个照度值乘以投影幕的总面积,就得出了投影机的实际光通量(即投影机的实际亮度)。
这是因为投影机产生的全部光通量都作用而且仅作用在投影幕上的结果。
表1 各种常用投影幕尺寸与面积1.2 实际测量采用上面的方法,我们对几个学校共计8 个多媒体教室投影机的光通量进行了实际测量,结果开列在表2 中。
测量时为了使数据可靠而使用了3 个不同型号的测光设备,其中有深圳产LX-1010B 数字式照度计、台湾产TES-1330A 数字式照度计和香港产AR813A 数字式照度计。
各个教室的照明条件也不相同,1 号和6 号教室的玻璃窗朝向阳面,而且将室内电灯和遮阳窗帘都全部打开;2 号和3 号教室的玻璃窗朝向阴面,室内电灯和遮阳窗帘也都被全部打开;5 号教室的玻璃窗朝向阴面,将室内电灯全部关闭但遮阳窗帘被打开;7 号和8 号教室内电灯全部打开但遮阳窗帘被关闭;4 号教室的电灯和遮阳窗帘全部都是关闭的。
另外,7 号教室使用的是一块长宽比16:9 的电子白板,尺寸为100 英寸。
其它7 个教室的投影幕都是4:3 长宽比的。
从实测的结果可以看出:(1)所有投影机的实际光通量都没有达到产品标称值;(2)银幕上显示图像实际对比度与室内照明的关系十分紧密;(3)面积50m2 左右的教室为了提高投影显示效果,应该选用80 到100 英寸的投影幕,没有必要采用120 英寸的。
表2 部分投影机实际光通量测试结果1.3 其它因素还有一个实际情况必须加以强调说明。
笔者在进行测量的时候正值学校师生在许多多媒体教室上课,为了不影响正常教学,我们选择了那些没有安排课程的空教室进行测量,所以测试时的光环境并非都是真实的课堂环境。
而当笔者经过那些正在上课的多媒体教室时,通过走廊的小玻璃门窗可以看到室内实际的照明情况,其中大部分教室是关闭遮光窗帘而打开部分电灯,用肉眼估计室内的照度应该小于100 lux。
另外一些教室为了追求投影的图像效果则是关闭了全部电灯和窗帘,估计室内照度在50 lux 以下。
除此之外,对测量工具的情况也必须介绍清楚。
本次测量的设备有LX-1010B 、TES-1330A 和AR813A 等三种型号的数字式照度计,这些设备的光传感器前加装了滤光片。
市面上的所有照度计的光传感器部分其实都加装了滤光片,使用滤光片和不使用滤光片测量的结果是不同的。
这里有一个理念的问题,即我们用光传感器测量光照度的目的是什么。
如果用照度计测量实际客观物理量就不应加装滤光片,此时,照度计反映出的照度值是光源在测试点产生的实际照度分布。
但是,因为人眼的光感对光的波长来说是非线性的(如图3),人们测量的照度是光度学中的物理量,而光度学的研究目的是针对人眼对光的感觉来处理光环境,为了使照度计与人眼的光感一致则必须加装滤光片。
所以,我们在实际测量时使用了带有滤光片的光传感器。
图3 人眼光感与光波长的关系关于投影机光通量ANSI 流明的测量方法在互联网上有很多介绍,叙述基本如下:“(1)投影机与银幕之间距离2.4 米;(2)银幕为60 英寸;(3)用测光笔测量屏幕‘田’字形九个交叉点上的各点照度,乘以面积,得到投影画面的9 个点的亮度;(4)求出9 个点亮度的平均值,就是ANSI 流明。
”笔者认为,其中的测光笔应该理解为照度计的笔形光传感器,亮度应该理解为照度。
但是,所有的网上文章都没有说明光传感器是否加装了滤光片。
我们可以做这样的假设,即厂商在上述测量中使用的光传感器没有加装滤光片,则测量的数值都偏大,这也就解释了厂商对投影机产品光通量的标称值为什么要大于我们的实测值。
但这种测量方式显然没有真实反映人眼的实际光感,是一个错误的数值。
2.多媒体教室的光照度与投影机的关系2.1 视觉对对比度的要求人眼对银幕上投影的对比度是非常挑剔的,对比度太低,图像缺乏层次感而清晰度就不够。
但是,对比度太高也没有实际意义,人眼对黑白对比度的分辨能力其实也并不太高,一般只有40 到60 级,或记作40:1 到60:1[2]。
根据大面积着色原理,在显示彩色图像的情况下,这个对比度还可以再降低些,但最低不能够低于10:1,否则图像质量太差要影响教学效果。
图像对比度反映到投影机的银幕显示上是通过亮暗对比度表现出来的,黑其实表现为暗,而白则表现为亮。
测量显示图像实际的最大黑白对比度,只需测量投影幕上的最大亮暗对比度即可。
利用前面测量投影机光照度的值,就可以计算出该投影机的亮暗对比度值,它们之间的关系表达式为:实际对比度C =Ew : Eb=Ew/ Eb,也就是用图2 所示黑白图像中亮的部分的照度值除以暗的部分的照度值。
表2 的最后一行显示出了各种投影机在教室中的实际对比度值,而这个对比度值与教室内光环境有很大的关系,现在我们通过一对数值来说明这个问题。
假设教室内的灯光和室外日光产生的平均光照度为200 lux,我们测得的E w=1000 lux,E b=200 lux,则图像实际黑白对比度就是1000:200=5:1。