導言
教室是學生學習的會集場所，學生學習的積極性和績效通常與合理優(yōu)質的教室照明環(huán)境是分不開的。當在照明質量較高的環(huán)境中學習時，學生們的視覺感觸更好，學習功率也會相應地進步[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也是教室照明研討中需要考慮的目標。Shin等[1]在直接照明與直接照明辦法的比照試驗中發(fā)現(xiàn)，直接照明與直接照明相結合的辦法更能進步人們的視覺感觸。Hsieh[2]發(fā)現(xiàn)直接照明能夠更好地緩解人們的負面心情。本文旨在研討教室直接照明與直接照明的光環(huán)境對學生的學習績效和心情的影響，研討的效果可作為教室直接照明設計的參閱。

1 試驗設計
1.1 光環(huán)境條件
試驗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眼燈，如圖1所示。教室護眼燈安裝于頂棚下37 cm處并平行于頂棚，堅持燈距離桌面1.6 m。每個教室護眼燈的反面安裝有3個LED面板燈以發(fā)生向上出光的直接照明。每個燈的電路中連接一個電流表，用以監(jiān)控并記載經過燈電流，并能夠經過操控電流大小來操控燈管的亮度。本次試驗的堅持向下出光的直接照明光源的色溫與亮度不變，僅改動向上出光的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。試驗詳細參數(shù)設置如表1所示。
[40]新華網：《“我國書架”項目落戶泰國曼谷》，http://www.xinhuanet.com/2018-07/26/c_1123182740.htm，2018年7月26日。

圖1 試驗教室環(huán)境及教室護眼燈設置
Fig.1 Experiment classroom and luminaire settings
表1 試驗條件設置
Table 1 Experiment conditions

編號直接照明色溫/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
本次試驗成功招募到13名大學生作為志愿者參與試驗，被試者的年紀為19～24歲。其中 6位男性，7位女性，平均年紀為21歲。所有受試者經佩帶眼鏡后具備正常的視力水平(1.0以上)，無色盲色弱和其他眼部病史，被試人員自愿參與試驗，具有必定的文明素養(yǎng)和完結試驗的知識背景。
1.3 試驗辦法
本次試驗選用按非摩伏校字使命、短時記憶使命和明視覺耐久度測定法對被試的視覺績效進行調查。按非摩伏字母表由8個字母(A、B、C、E、H、K、N、X)組成，每個字母呈現(xiàn)頻率為150次，每個字母隨機呈現(xiàn)，表格編成30行，每行40個字母，共有1 200個字母組成。在主試者發(fā)出“開端”口令發(fā)后，被試者馬上由左向右一行行檢索表格，看到預先指定的字母，則用斜杠劃掉。本次試驗中要求被試者劃去橫排中緊靠在H后邊的B。試驗完畢時，要求被試者在閱覽到的字母后邊做上符號，閱覽時刻為2 min。主試者負責統(tǒng)計閱字速度、以及錯誤率。短時記憶使命選用詞匯記憶量測驗來測定不同照明環(huán)境下人的短時記憶才能。試驗中運用20個受試者知道且概念上無相關、部首不同且筆畫數(shù)相似的漢字。這些漢字以每2 s 1個的速度，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默寫出所記的單詞。主試者需記載默寫正確的字數(shù)和默對率(r)，其中r=n1/n2(n1為默寫正確的字數(shù)，n2為顯現(xiàn)的總字數(shù))。明視覺耐久度測定使命需要被試主試立方體方塊圖，如圖2所示。當人的神經系統(tǒng)有不適性反饋時，人的大腦感到疲憊，注意力會集程度下降，視力、比照感度等視覺功能退化，明晰分辯細微對象的才能削弱。在眼睛凝視細微對象的過程中，走神、神游的時刻添加，而能明視的時刻削減。被試在凝視過程中，當在看到方塊為倒“品”字時，立即按停表暫停計時，再看到成正品時，又立即開啟秒表，如此反復進行直到2 min完畢。在此使命中以明視耐久度作為考核目標，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為明視視覺時刻(單位為s)，t2為凝視總時刻(單位為s)。

圖2 明視覺耐久度測驗圖畫
Fig.2 Testing pattern for visual perception persistence task
試驗一起經過片面問卷，調查被試者對于所在光環(huán)境的片面心思感觸。點評內容包含舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡、冷—暖、無趣—充滿活力和嚴重—放松六個點評目標，評定分為6個等級，被試者依據(jù)自己的視感覺感觸對光環(huán)境進行打分，1～6程度從左往右依次加深，如舒適—不舒適詞語對中，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 試驗過程
每次有4～6個被試者一起在教室中進行試驗。同一個光照條件下被試者所坐方位的照度和色溫根本相同。每一個觀察者進入時，照明試驗室初始照明條件運用5 000 K色溫的中性白光。正式試驗開端之前，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因不了解而發(fā)生的誤差。一起主試者進行詳細的試驗流程和內容的講解。試驗內容包含四個部分：完結按非摩伏字母表；記憶并默寫詞語；觀看圖畫進行明視耐久度測定；完結片面點評問卷。
每個試驗開端之前，被試者會被給予15～20 min的時刻進行充沛的歇息和眼部放松，一起完結操練資料。試驗的七種光照條件按照隨機序列依次顯現(xiàn)。
2 試驗效果
2.1 數(shù)據(jù)剖析辦法
本次試驗中有一名被試只完結了片面點評試驗，其他12名被試遍歷了所有照明條件并完結了視覺使命試驗和片面點評試驗。試驗中，將只有直接照明的條件1作為試驗的參閱組，與其他6組附加直接照明的光環(huán)境條件進行比照，研討在其他照明條件的績效效果與片面點評的差異量。因為被試之間的視覺績效使命效果受個體差異影響較大，因而首先對每名被試的數(shù)據(jù)進行z-score數(shù)據(jù)標準化處理。在此之后，本次試驗運用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，對色溫文照度兩種參數(shù)的主效應和交互效應進行剖析。片面問卷效果因為方差不齊，對片面問卷效果進行非參數(shù)查驗，比較其在不同照明條件的片面感觸差異。
2.2 績效作業(yè)效果
試驗的第一個績效作業(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行評判。對數(shù)據(jù)樣本進行方差齊性查驗，查驗效果p=0.315>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度(E)、色溫(CCT)的主效應以及二者的交互效應均達到了明顯性的水平(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、色溫都會對按非摩伏使命的績效效果明顯性影響，且這些影響具有交互性。在直接照明狀況下，按非摩伏使命績效均值±標準差為-1.19±0.34。在彌補了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績效均值別離為0.25±0.85和0.80±0.68，均與對照組構成明顯差異(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，使得績效效果越好。直接照明光源色溫改動時，績效均值別離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)，均與對照組構成明顯差異(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色溫下的績效效果明顯低于3 500 K和6 500 K下的績效效果，但都比無直接照明時的根底績效效果有明顯進步。
那么疑問在于，已然“二度區(qū)隔”中所虛擬的或許國際不直接指涉現(xiàn)實，卻怎么反映實在國際的實在呢？對此，趙毅衡明確指出：“在同一區(qū)隔的國際中，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，這是區(qū)隔的根本意圖。”因而，無論是“一度區(qū)隔”仍是“二度區(qū)隔”，在區(qū)隔的內部國際中，所呈現(xiàn)的都是“寫實性”的敘述內容，這種“橫向實在”正是藝術“逼真性”得以完成的根本前提。
默寫使命中首要考慮被試的默寫正確率。對數(shù)據(jù)樣本進行方差齊性查驗，查驗效果p=0.064>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度、色溫的主效應，以及二者的交互效應均達到了明顯性的水平(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、色溫都會對默寫使命的績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，默寫使命績效均值±標準差為-0.93±0.78。在彌補了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績效均值別離為-0.08±0.87，0.49±1.10，均與對照組構成明顯差異(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，使得績效效果越好。直接照明光源色溫改動時，績效均值別離-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)，均與對照組構成明顯差異(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色溫下的績效效果明顯低于3 500 K和6 500 K下的績效效果，但都比無直接照明時的根底績效效果有明顯進步。
在明視覺耐久度測定法中，依據(jù)看到正“品”字的時刻份額進行績效點評。對數(shù)據(jù)樣本進行方差齊性查驗，查驗效果p=0.268>0.05，以為數(shù)據(jù)樣本方差齊性，能夠進行方差剖析。方差剖析的效果顯現(xiàn)，照度、色溫的主效應，以及二者的交互效應均達到了明顯性的水平(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、色溫都會對明視覺耐久度的績效效果明顯性影響，且這些影響具有交互性。在直接照明狀況下，明視覺耐久度績效均值±標準差為0.44±0.05。在彌補了150 lx和300 lx的直接照明條件后，績效均值別離為0.56±0.07，0.60±0.12，均與對照組構成明顯差異(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，使得績效效果越好。直接照明光源色溫改動時，績效均值別離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)，均與對照組構成明顯差異(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色溫下的績效效果明顯高于3 500 K和5 000 K下的績效效果，而且三種色溫條件下的績效效果都比無直接照明時的根底績效效果有明顯進步。

*——p<0.05,**——p<0.001
圖3 不同直接照明條件下的視覺績效效果
Fig.3 Visual performance result changes under different indirect lighting conditions
2.3 片面問卷效果
片面問卷包含有6個問題，對問卷效果進行非參數(shù)查驗，效果顯現(xiàn)舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡這三個目標在不同的照明條件下不存在明顯性差異(p>0.05)，對不同照明環(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，對冷—暖、無趣—充滿活力和嚴重—放松的片面點評存在明顯差異，如圖4所示。對冷—暖這一目標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，在彌補了3 500 K直接照明后讓人發(fā)生暖的感覺，而彌補了6 500 K直接照明后片面點評更傾向于冷，在直接照明的照度進步后，這一差異進一步擴大。對無趣—充滿活力這一目標在不同的照明條件下存在明顯性差異(p=0.010)，在彌補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步活力感觸的作用。對嚴重—放松這一目標在不同的照明條件下存在明顯性差異(p=0.000)，在彌補了3 500 K直接照明后讓人發(fā)生放松的感覺，而彌補了6 500 K直接照明后片面點評更傾向于嚴重。同樣地，在直接照明的照度進步后，這一差異得到進一步的擴大。

圖4 片面點評效果
Fig.4 Subjective evaluation results
2.4 效果剖析
本次試驗以直接照明光環(huán)境條件為根本對照，比較在彌補不同直接照明條件后的視覺使命績效與片面感觸改動狀況。依據(jù)按非摩伏使命、默寫使命和明視覺耐久度使命三種不同視覺績效的效果顯現(xiàn)，在彌補了150 lx和300 lx直接照明后，視覺績效效果別離得到明顯性進步，而且300 lx直接照明條件下的視覺績效效果也明顯高于150 lx直接照明條件。從直接照明的色溫進行考慮，6 500 K色溫的直接照明條件下的績效進步效果要明顯優(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，直接照明的照度和色溫這兩個要素都會對視覺使命績效發(fā)生影響。在片面感觸方面，在舒適—不舒適、戒備—疲憊、喜歡—不喜歡三個目標不存在明顯性差異，而對冷—暖、無趣—充滿活力和嚴重—放松這三個目標的點評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，彌補的不同色溫直接照明光也會明顯影響冷暖感觸，低色溫光會營建偏暖的環(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使人放松，高色溫的直接照明則會使人愈加嚴重。本次試驗結論能夠總結為：①在直接照明堅持300 lx照度時，直接光供給的照度越高，視覺使命的績效越高；②在直接照明堅持5 000 K色溫時，彌補高色溫的直接照明，會使視覺使命的績效明顯進步；③彌補直接照明會改動對當前教室環(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重放松的感觸則隨直接照明色溫的改動而改動。
3 討論
直接照明和直接照明等照明辦法會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績效效果。在Shin等[1]的研討中，一起運用直接照明與直接照明的光環(huán)境，與只運用直接照明的光環(huán)境比較，受試者感覺愈加愉悅。曾堃和郝洛西[4]在醫(yī)院照明中也對直接照明份額對心情的影響進行研討，發(fā)現(xiàn)直接照明的比重與病患滿意度成正相關。與本次試驗中照度越高的直接照明獲得的愈加充滿活力點評的試驗結論是共同的。但本次試驗中在對照明環(huán)境的舒適性、喜歡程度和疲憊程度的點評中不存在明顯性差異，這或許與試驗中設置的直接照明的份額并未超過直接照明份額有關。一起，試驗還發(fā)現(xiàn)直接照明與直接照明相結合的照明辦法不僅會帶來片面視覺感觸上的改動，也會對視覺績效發(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，視覺績效更好。直接照明照度的進步或許改進了視覺使命的可視性，這與Veitch等[3]的試驗效果是共同的。一起，本試驗也添加對不同直接照明色溫的考核，在堅持直接照明光源照度與色溫不變的狀況下，彌補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步教室視覺作業(yè)績效。
現(xiàn)有教室照明多運用直接照明辦法進行照明，本試驗在直接照明的根底上彌補了直接照明，試驗效果表明了能夠經過彌補直接照明的辦法來進步教室視覺使命績效，也為教室光環(huán)境的改造供給了一種思路，即在不改動現(xiàn)有教室燈具的根底上，能夠彌補直接照明光源，然后進步教室的照度水平，優(yōu)化教室視覺環(huán)境。