BIM 건축 빛의 성질 - 시각적 속성표현

BIM 건축 빛의 성질

시각적 속성표현

빛과 조명

• 빛은 광자의 흐름이며, 광자는 복사 에너지의 최소 단위의 입자
• 진공상태에서 모든 광자는 같은 속도로 움직임
• 빛의 속도는 영구히 변하지 않으며, 광자의 움직임과 연동한 진동이 있다.
• 진동률은 상당한 범위로 다양
• 이것이 서로 다른 타입의 복사광을 분류하여 파장띄를 형성
• 가시광선 영역이 망막에 들어오면 들어온 광자에너지가 망막의 광수용기를 자극해서 뇌의 시각피질에 감각 반응을 일으킴
• 이것은 1옥타브의 범위, 301~760 나노미터의 아주 좁은 영역
• 인접한 파장은 적외선 (IR)과 적외선 (UV)영역

 

 

 

파장에 따른 복사광의 광고에 대한 인간의 시각반응

 

 

 

광속과 조도

• 가시광선 영역은 백광을 프리즘에 통과시키거나 회절격자(diffraction grating) 반사시킴으로써 볼 수 있음
• 색상들이 모두 균등한 밝기로 보이지 않고 중간부분의 파장영역이 가장 밝게 보이며 양끝으로 갈수록 밝기가 줄어듬
• 그림의 종 모양 곡선은 보통 을 가진 사람들의 명소 적응상태 (Photopical Adoption)에서 전형적인 시각 반응을 나타냄
• 빛이 표면에 입사하면, 복사 에너지의 밀도는 단위 면적당 에너지(W/m2)으로 측정하고 이는 순수 물리적 양
• 복사에너지는 광속이라고 하며 루멘(lumens)으로 나타내고 입사되는 복사에너지의 밀도를 lux로 나타내며 1 lux 는 1 lumen/m2 (Lumens는 물리적 양이 아니라 정신물리학(psychophysical)적 양)
• 1924년 이래로 전형적인 시각 반응은 국제 표준으로 정의되어서 어떤 관찰자가 세계 어떤 장소에서 측정하든지 똑같은 Lux값을 갖게 됨 (원래 Lumen과 Lux 단위는 관찰자의 시각 반응을 측정한 값)
• 그림의 곡선은 V(λ)커브라고 하고 파장과 함수관계를 표현 (파장을 λ로 표현)
• 색맹이나 색약 등의 시각 문제가 있는 사람은 V(λ)곡선과 다른 반응

 

 

반사율 (Reflectance)

• 1m2당 1루멘은 1럭스에 해당(조도의 단위)
• 입사된 빛에 대한 반사된 빛의 비율은 표면의 반사율
• 백분율(0~100%) 또는 계수(0~1)로 표시
• 빛나는 표면이 높은 반사율을 가지고 있을 것이라고 혼돈하면 안됨
• 일반적으로 백색 벽을 반사율 0.8이상으로 유지하는 것은 어려운 반면, 새로 칠한 매트 (무광택) 백색 페인트는 0.95의 반사율을 가짐
• 어떤 페인트 제조사는 그들의 페인트 차트에 반사율 값을 적기도 함
• 방의 표면의 반사율 값은 조명 디자인에서 중요한 요소

 

발산도 (exitance)

• 조도(E)가 표면에 입사되는 빛을 나타낸다면, 표면으로부터 나가는 빛을 측량한 것을 발산도
• 발산도는 반사된 빛, 투과된 빛, 또는 스스로 발광하는 재료로부터 발산되는 빛과 관계
• 불투명이나 발광하지 않는 재료에서 조도와 발산도의 관계는 M=E x R
• 이 단위는 빛을 받은 표면을 측정할 때 사용
• 미술 전시관에서 전시 작품에 들어오는 빛을 측정하는 것이 일반적인 작업이며 전형적인 시각 작용에 맞춰져 있는 휴대용 조도계를 사용

 

 

 

광도 (luminous intensity)

• 광원으로부터 단위거리만큼 떨어진 곳에서 빛의 방향에 수직으로 놓인 단위면적을 단위시간에 통과하는 빛의 양
• 단, 광원의 퍼짐이 관측거리에 비해서 무시할 수 없을 만큼 커서 점광원으로 볼 수 없는 경우에는 광도 대신 휘도 (輝度)라는 양을 쓴다. [네이버 지식백과] 광도 [luminous intensity, 光度] (두산백과)

 

 

휘도(Luminance)

• 시야 내에서 여러 가지 다른 요소로부터 들어오는 빛을 다루는 또 다른 광량 측정법을 휘도라고 함
• 휘도의 정의는 광원으로부터 특정한 방향에서 일정한 영역으로 투사되는 빛의 세기를 말하며 단위면적당 칸델라로 나타낸다 (cd/m2)
• 휘도계는 인간의 시각 시스템과 연관이 되므로 측량의 눈앞에 놓고 측량할 광원으로 향하게 하여 측정하면 광원으로부터의 빛이 휘도계의 수광부에 모이게 되고 그 양을 측정
• 휘도값은 측정점에 따라 특정값을 가지게 되고 광택이 있는 표면에서 휘도는 측정점이 조금만 바뀌어도 상당한 변화를 나타냄
• 휘도계는 전시 작품과 그것을 보았을 때의 배경과의 대비, 인쇄된 활자와 배경사이 등의 밝기 대비를 정밀하게 측정