复旦大学发布三项应用光谱领域创新技术成果

近日，复旦大学工程与应用技术研究院（以下简称“工研院”）超越照明研究所光谱加课题组姚其副研究员在国际Top学术期刊《Building and Environment》上发表学术论文一篇，在光学期刊《Displays》和《Optics Express》上各发表学术论文一篇。三篇论文从应用光谱角度，提出了微空间光环境、显示及舒适阅读方向上的应用创新技术。

三篇论文的第一作者分别为工研院超越照明研究所2022级博士生吴沛榆、2021级博士生徐文倩、2022级硕士生张雨蕙，唯一通讯作者均为工研院超越照明研究所副研究员姚其。复旦大学工研院为唯一通讯单位。

论文1介绍

论文题目: Visual and Non-visual Effects in Micro-space Luminous Environments with Visual Display Terminals

在现代室内空间中，使用视觉显示终端（VDT）是常见的。它创造了一个独特的微空间光环境，由自发光屏幕和照明背景组成。然而，综合照明很少关注这种光环境，它同时考虑了光的视觉和非视觉效果。为了解决这一差距，该研究旨在探索VDT光环境中的视觉和非视觉效果以及它们如何在眼睛水平上被量化。我们对各种VDT照明场景进行了光谱模拟和实验，并分析了在眼睛水平上产生的照度和黑视素等效日光照度（m-EDI）。

结果显示，VDT光环境可以根据VDT所在垂直视平面的光分布进行分析。眼睛水平的照度和m-EDI可以根据VDT光环境中的屏幕和背景变化数百勒克斯。尽管空间分布不同，但眼睛水平的照度和m-EDI分别与VDT工作平面的亮度和黑视素等效日光亮度（m-EDL）的平均值呈线性关系。此外，与覆盖更大区域的照明背景相比，VDT屏幕对眼睛水平的照度和m-EDI的影响更大。

其贡献的百分比与VDT光环境中平均屏幕到背景亮度或m-EDL的对比度呈指数关系。这些发现有望简化和加快视觉和非视觉效果的预测，并为促进VDT光环境中的综合照明提供有价值的见解。

图1 论文1的主要研究内容与结果

论文2介绍

论文题目: Effectiveness and visual performance assessment of anti-peeping films

该研究检验了防窥膜的有效性及其对视觉性能的影响，检测了未贴膜的智能手机屏幕以及分别贴有双面（左和右）25°、30°、45°防窥膜，以及四侧面（上、下、左、右）防窥膜的智能手机屏幕的色域、亮度、对比度、Bhattacharyya系数和结构相似性特征。

结果显示，除色域外，屏幕的亮度和对比度降低，在0°视角下，亮度分别下降了24.8%、25.2%、18.6%和53.8%。对于25°、30°、45°和360°防窥膜，亮度和对比度在24°、25°、19°和20°的水平视角下分别降至50%。四面防窥膜的效果最好但对屏幕清晰度影响最大，其次是双面防窥膜，视角越小，防窥效果越好。在0-40°的视角下，结构相似性持续下降，屏幕因贴上防窥膜而变模糊。

该研究成果总结了防窥膜的光学特性，并检验了其对视觉性能的影响，为制造商和用户提供了策略和使用指导。

图2 论文2的主要研究内容与结果

论文3介绍

论文题目: Spectrum mapping technology based creation of a color-contrast reading environment to reach comfort and clarity

该研究提出了“光谱映射”的概念，将不同光谱的光线映射到特定区域内的阅读面，通过改变桌面呈现的颜色特性来影响个人的整体阅读体验。研究进行了一项人体工程学实验，以评估受试者在稳定的照明条件下阅读时所感受到的舒适度和清晰度。

该研究涉及使用六种色相（红色、黄色、绿色、青色、蓝色和洋红色）、五种彩度级别（0、10、20、30、40）以及四种具有相同色相（黄色）但彩度水平不同的纸张（白色、浅黄色、黄色和深黄色）。通过系统地测试不同的颜色组合，实验结果表明低彩度（chroma≈10）的颜色特性有助于提升阅读过程中的舒适度，较高彩度的蓝色可提高阅读清晰度。

该研究成果可以用于根据不同人群的需求，使用光谱映射技术定制专属阅读光环境，以提高工作效率并减少视觉疲劳。

图3 论文3的主要研究内容与结果（来源：复旦大学工程与应用技术研究院）

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