Φωτισμός και αντίληψη χώρου και αντικειμένων

Το φως, φυσικό και τεχνητό, αποτελεί το κύριο μέσο με το οποίο ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται το χώρο και τα αντικείμενα που τον περιβάλλουν. Ο σύνδεσμος μεταξύ της διέγερσης του οπτικού μας συστήματος από ένα ‘φωτεινό περιβάλλον’ και της αντίληψης του περιβάλλοντος αυτού, είναι συχνά πολύ ασθενής. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αντίληψη του περιβάλλοντος εξαρτάται από την αλληλεπίδραση τριών παραγόντων: την κατάσταση προσαρμογής του συστήματος της όρασης, το φόντο έναντι του οποίου βρίσκονται τα αντικείμενα καθώς και την εμπειρία και γνώση του παρατηρητή.

Το ανθρώπινο οπτικό σύστημα προσαρμόζεται στις εκάστοτε συνθήκες φωτισμού, ώστε να καταφερει να ανταποκριθεί στα μεγάλα εύρη φωτισμού που προσπίπτει στον αμφιβληστροειδή (τιμές λαμπρότητας από 0.000001 cd/m2 μια σκοτεινή νύχτα έως 100000 cd/m2 μια ηλιόλουστη ημέρα). Αυτή η διαδικασία προσαρμογής είναι συνεχής και περιλαμβάνει μεταβολές στη διάμετρο της κόρης του ματιού ανάλογα με τη λαμπρότητα του αντικειμένου προς παρατήρηση αλλά και νευρωνικές και φωτοχημκές προσαρμογές.

Η διαδικασία της προσαρμογής μεταβάλει επίσης τη φασματική ευαισθησία του συστήματος της όρασης επειδή για διαφορετικούς φωτισμούς, διαφορετικοί συνδυασμοί φωτουποδοχέων ενεργοποιούνται.

Φωτοπική όραση: Ενεργοποιείται για λαμπρότητες μεγαλύτερες από 3 cd/m2. Η απόκριση του αμφιβληστροειδούς κυριαρχείται από τα κωνία και συνεπώς η όραση είναι έγχρωμη και υψηλής ανάλυσης.

Σκοτοπική όραση: Ενεργοποιείται για λαμπρότητες μικρότερες από 0.001 cd/m2. Η απόκριση του αμφιβληστροειδούς κυριαρχείται από τα ραβδία και η όραση είναι μονόχρωμη (αποχρώσεις του γκρι) και χαμηλής ανάλυσης.

Μεσοπική όραση: Ενεργοποιείται για λαμπρότητες μεταξύ 0.001 και 3 cd/m2. Η απόκριση του αμφιβληστροειδούς οφείλεται μερικώς στα κωνία και τα ραβδία. Στις περισσότερες περιπτώσεις ο τεχνητός φωτισμός του εξωτερικού περιβάλλοντος λειτουργεί σε αυτή την περιοχή.

Είναι επομένως σαφές ότι διαφορετικές καταστάσεις προσαρμογής παρέχουν και διαφορετικές δυνατότητες. Για παράδειγμα, όταν το σύστημα της όρασης βρίσκεται σε μεσοπική κατάσταση, η δυνατότητα διάκρισης χρωμάτων είναι μειωμένη σε σχέση με την φωτοπική κατάσταση, ενώ όταν βρίσκεται σε σκοτοπική δεν υπάρχει καμία αντίληψη υβν χρωμάτων. Ταυτόχρονα και η ευαισθησία του συστήματος της όρασης μεταβάλλεται. Η φωτεινότητα των προβολέων ενός αυτοκινήτου παραμένει αμετάβλητη αλλά τα αντιλαμβανόμαστε πολύ πιο λαμπερά την νύχτα από την ημέρα.

Τα διάφορα αντικείμενα που παρατηρούμε γύρω μας, σπάνια βρίσκονται απομονωμένα από το ευρύτερο περιβάλλον. Η παρατήρηση και η αντίληψη τους γίνεται πάντα σε συνδυασμό με άλλα αντικείμενα έναντι διαφορετικών υποβάθρων. Τα διάφορα υπόβαθρα μεταβάλλουν αναλόγως την αντίληψη των αντικειμένων. Για να είναι ένα αντικείμενο ξεκάθαρα ευδιάκριτο από το φόντο του θα πρέπει να υπάρχει κάποια ουσιαστική αντίθεση είτε στη λαμπρότητα, είτε στο χρώμα, είτε στην υφή, είτε στην κίνηση των δυο αντικειμένων ή επιφανειών. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός της αντίθεσης αυτής τόσο πιο ευδιάκριτο θα είναι το αντικείμενο.

Η επιλογή του φόντου μπροστά από το οποίο ένα αντικείμενο γίνεται αντιληπτό, μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της παρατήρησης και αντίληψης του. Η λαμπρότητα κα το χρώμα του φόντου επηρεάζουν το βαθμό προσαρμογής της όρασης του παρατηρητή. Η λαμπρότητα (L, Luminance, μονάδα μέτρησης cd/m2) του φόντου εξαρτάται από το φωτισμό επιφανείας, το συντελεστή αντανάκλασης της επιφάνειας αυτής και την κατεύθυνση του φωτός. Εάν το φόντο είναι σημαντικά πιο φωτεινό ή πιο σκοτεινό από το αντικείμενο, ο βαθμός προσαρμογής της όρασης του παρατηρητή θα επηρεαστεί σημαντικά, περιορίζοντας έτσι την ικανότητα διάκρισης λεπτομερειών στην επιφάνεια του αντικειμένου. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό επομένως ο λόγος της λαμπρότητας του αντικειμένου προς το λόγο της λαμπρότητας του φόντου του να μην είναι πολύ μεγάλος. Αυτό ισχύει και γενικότερα αφού η κατανομή της λαμπρότητας σε ένα εσωτερικό χώρο αποτελεί σημαντικό κριτήριο για την ποιότητα της οπτικής εμπειρίας και ως εκ τούτου αποτελεί σημαντικό παράγοντα επίτευξης ποιτικού φωτισμού. Μια ισορροπημένη και κατανομή της λαμπρότητας των επιφανειών ενός χώρου κάνει το χώρο αυτό πιο ευχάριστο και προσθέτει οπτικό ενδιαφέρον. Το χρώμα του φόντου μπορεί επίσης να επηρεάσει την ικανότητα διάκρισης λεπτομερειών στο αντικείμενο.

Η αντίληψη μας για το χώρο και τα αντικείμενα καθοδηγείται επίσης από την παρούσα γνώση και παρελθούσα εμπειρία του φωτεινού περιβάλλοντος, που καθορίζουν τις παραδοχές μας για τα αντικείμενα και τον τρόπο με τον οποίο συνήθως φωτίζονται. Η λεγόμενη «οφθαλμαπάτη του φεγγαριού» είναι ένα παράδειγμα της επιρροής αυτών των παραδοχών. Όταν παρατηρούμε το φεγγάρι στον ορίζοντα μας φαίνεται πολύ μεγαλύτερο από ότι όταν βρίσκεται ψηλά στον ουρανό. Στην πραγματικότητα το μέγεθος παραμένει αμετάβλητο αλλά όταν βρίσκεται στον ορίζοντα υποθέτουμε ότι είναι πολύ πιο κοντά από ότι στην πραγματικότητα.

Σε κάθε περίπτωση, το φωτεινό περιβάλλον είναι η αφετηρία της αντίληψης του χώρου και των αντικειμένων μέσα σε αυτόν και ο φωτισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να την αλλάξει. Το πόσο σταθερή θα είναι η αντίληψη του χώρου εξαρτάται από το πόσο στενά συνδέεται με τη διαδικασία του συστήματος της όρασης και το πόσο συμμετέχουν παράγοντες ανεξάρτητοι του φωτισμού, όπως η εμπειρία και η γνώση. Απλές αντιλήψεις όπως η λευκότητα, η λαμπρότητα και το χρώμα έχουν ισχυρούς δεσμούς με το φωτεινό περιβάλλον. Υψηλότερου βαθμού αντιλήψεις, όπως το σχήμα, ο όγκος και η πολυπλοκότητα έχουν ασθενέστερους.

Η απλή αντίληψη της λευκότητας, όπως έχει προαναφερθεί, συνδέεται με την ανακλαστικότητα αλλά όταν το εύρος τιμών της φωτεινότητας είναι μεγάλο, ακόμη και η λευκότητα θα μεταβληθεί. Ειδικότερα, καθώς ελαττώνεται η φωτεινότητα, η λευκότητα μιας επιφάνειας ελαττώνεται επίσης.

Η απλή αντίληψη της λάμπρότητας είναι συνδεδεμένη με το φυσικό μέγεθος της φωτεινότητας αλλά επηρεάζεται και από την κατανομή του φωτός σε ένα δωμάτιο, τη φωτεινότητα των φωτιστικών σωμάτων και τη φασματική κατανομή του φωτός. Η έρευνα έδειξε ότι αυξάνοντας την φωτεινότητα των επιφανειών ενός δωματίου ή την θερμοκρασία χρώματος ή την γκάμα χρωμάτων της πηγής, θα αυξηθεί και η αντίληψη της λαμπρότητας των επιφανειών αυτών. Το γεγονός ότι η φασματική κατανομή του φωτός που εισέρχεται στον οφθαλμό επηρεάζει τη αίσθηση λαμπρότητας είναι γνωστό από παλιά (φαινόμενο Helmholtz Kolrausch). Αν δύο πεδία διαφορετικού χρώματος αλλά της ίδιας φωτεινότητας τοποθετηθούν το ένα δίπλα στο άλλο αυτό με τον μεγαλύτερο χρωματικό κορεσμό εμφανίζεται λαμπρότερο.

Η απλή αντίληψη των χρωμάτων συνδέεται με την φασματική κατανομή της πηγής φωτός και την φωτεινότητα. Πόσο σημαντική είναι η επίδραση της επιλογής της πηγής φωτός εξαρτάται από το αν ο χώρος είναι πρακτικά αχρωματικός ή περιλαμβάνει χρωματιστές επιφάνειες. Η επίδραση θα είναι εντονότερη για χρωματιστές επιφάνειες επειδή η χρωματική προσαρμογή μπορεί να αντισταθμίσει κάποιες διαφορές λόγω των διαφορετικών φασμάτων σε ένα αχρωματικό δωμάτιο. Δεν μπορεί να αντισταθμίσει την επίδραση του φάσματος στον κορεσμό των χρωμάτων στο δωμάτιο.

Η επίδραση του φωτεινού περιβάλλοντος σε αντιλήψεις υψηλότερου βαθμού δεν είναι ξεκάθαρη. Αυτό έχει να κάνει με το ότι τέτοιου είδους αντιλήψεις όπως για παράδειγμα ο όγκος, επηρεάζονται από το σύνολο του περιβάλλοντος και όχι μόνο του φωτεινού, καθώς και τη μορφή του χώρου και την πνευματική καλλιέργεια του παρατηρητή. Πάντως σχεδόν όλοι οι λειτουργικοί χώροι αξιολογούνται από την αίσθηση λαμπρότητας και το οπτικό ενδιαφέρον. Η αίσθηση λαμπρότητας σχετίζεται με το ποσόν του διαθέσιμου φωτισμού ενώ το οπτικό ενδιαφέρον ενισχύεται από μία ανομοιόμορφη κατανομή φωτός εκτός της περιοχής εργασίας.

Σε ένα πείραμα που έγινε με διαφορετικούς συνδυασμούς λύσεων φωτισμού σε ένα χώρο εργασίας, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τόσο οι ‘σκηνές φωτισμού’ που συγκεντρώνουν την προτίμηση των παρατηρητών όσο και αυτές που προτιμούνται λιγότερο, έχουν κάποια κοινά χαρακτηριστικά. Οι περισσότερο προτιμούμενες αντιστοιχούν σε συνδυασμό φωτισμού μεγάλης λαμπρότητας και ενδιαφέροντος (με ποικιλία). Ομοιόμορφα κατανεμημένα φωτιστικά μπορούν να δίνουν την αίσθηση λαμπρότητας αλλά σπανίως παρουσιάζουν οπτικό ενδιαφέρον. Μη ομοιόμορφες κατανομές φωτεινοτήτων μπορεί να παρουσιάζουν ενδιαφέρον αλλά να μην εξασφαλίζουν ικανοποιητικά επίπεδα φωτισμού επιφάνειας στο χώρο ή τιμών λαμπτότητας στα αντικείμενα μέσα σε αυτόν. Υπάρχουν ξεκάθαρες επιστημονικά τεκμηριωμένες ενδείξεις ότι τροποποιώντας κατάλληλα τον φωτισμό, μπορεί να αλλάξει και η αντίληψη των αντικειμένων από μονότονα και βαρετά σε εντυπωσιακά και «δραματικά». Η καθημερινή εμπειρία υπονοεί ότι το ίδιο είναι αληθές και για «χώρους εμπειρίας» όπως εστιατόρια, ξενοδοχεία, καταστήματα και θέατρα.

Θεόδωρος Δ. Κοντορήγας MBA MSc PLDA SLL

Θ. Κοντορήγας και Συνεργάτες Αρχιτέκτονες Φωτισμού

 

Βιβλιογραφία

  1. Εργονομία και Φωτισμός Περιβάλλοντος, Τ.Ε.Ι. Αθήνας Σχολή Επαγγελμάτων Υγείας και Πρόνοιας, Τμήμα Οπτικής και Οπτομετρίας, 2012.
  2. Illuminating Engineering Society of North America, The IESNA lighting handbook, MS Rea, 9th edition, New York IESNA, 2000.
  3. Boyce P.R., Human factors in lighting, Taylor & Francis, second edition, 2003.

 

Φωτογραφικό Υλικό

Erco

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s