頻閃與其他視覺幻象 : 什麼是視覺幻象 ?

by | 7 月 19, 2023 | 部落格, 照明指標 | 0 comments

什麼是視覺幻象?(TLA, Temporary Lighting Artifacts)

TLA,即視覺幻象,它是與頻閃相關的文獻中常見的術語。 它指的是光源光輸出的瞬態和通常非預期的變化,可能表現為波動、脈衝或不規則模式。 這些幻象通常是由電壓的快速變化、驅動電路行為或某些照明技術固有的調製效應所引起的。 儘管視覺幻象並不總是能被肉眼察覺到,但它可能會導致視覺不適、頭痛,甚至乾擾電子影像系統。 了解和緩解視覺幻象對於改善照明品質和確保各種應用中的使用者舒適度至關重要。

    1. 頻閃與其他視覺幻象 (TLA) 介紹
    2. 視覺幻象情況:頻閃
    3. 視覺幻象情況:頻閃效應
    4. 視覺幻象情況:幻影效應
    5. 解決頻閃燈的問題

 

 

頻閃和視覺幻象介紹

你可能聽過頻閃,但是卻沒有聽過視覺幻象(TLA)。 事實上,頻閃屬於TLA的一種。 本篇文章的一開始會先談談視覺幻象(TLA)是什麼? 它們主要是由脈動或頻閃的燈光引起的視覺異常現象。 大多時候這些異常幾乎是不明顯的,但它可能會產生惱人的副作用,甚至導致災難發生。

在這裡我們討論三種廣受討論的 TLA 情況:

  • 頻閃
  • Stroboscopic Effect
  • 幻影效應
頻閃的 LED 燈

頻閃的燈光是有問題的

視覺幻象情況:頻閃

頻閃常見於辦公室、家庭、醫院、工廠等場所,原因是這些地方使用的插座或主電源採用交流電(AC)。 因交流電在整個電力網路中是以交替的方式傳遞,以減少電纜中的熱量並節省成本。這樣的傳遞方式會導致電力在傳輸過程中出現波動,而這種波動便導致光源出現脈動,也就是所謂的頻閃。

頻閃的問題

頻閃雖然不容易察覺,但是脈動中的光仍然可以進入我們的眼睛,影響我們的神經系統,並且對我們的感官造成衝擊,從而引發頭痛、偏頭痛,甚至在某些情況下還會引起癲癇發作。 研究顯示頻閃也會影響到我們的情緒狀態,並且降低我們的辦公效率。

緩解頻閃

雖然所有連接到電力網絡的燈具都會頻閃,但是,LED燈最容易引起與頻閃相關的問題。 因此最好的方法就是購買高品質的LED燈,並且搭配一個好的驅動器,以便控制電流或光波來抵抗頻閃問題。 檢測頻閃的唯一且便利的方法是使用具有頻閃指標(如頻閃指數、頻閃百分比或Pstlm的測光錶。

視覺幻象情況:頻閃效應

頻閃效應被暱稱為「馬車車輪」效應,在電影中你可以看到當馬車移動時,車輪的齒輪似乎減速或靜止不動。 會發生這種情況是因為攝影機的快門速度與車輪的轉動速度同步,因此攝影機捕捉到的畫面看起來是相同位置,同樣的情況也會出現在螺旋槳的葉片上。

馬車車輪效應 (Youtube)

另請參閱螺旋槳葉片(wikipedia.org)

馬車車輪效應

LED燈和頻閃效應的問題

在室內發生的頻閃與在LED燈下發生頻閃的狀況有著相同的概念,只是快門速度被頻閃的LED燈所取代。 脈動中的光源照射在一個重複運動的物體上,例如轉動的電鋸,頻閃的光與轉動速度同步,光源每次照亮在相同的鋸齒位置,這會給人一種鋸子靜止轉動的錯覺。 在吵雜的工廠裡,全速轉動的電鋸,無意間伸出的手,看似停止不動的一切可能會上演一齣悲劇。 看看下面重複著的圖像,這是模擬發生頻閃的LED燈照射在時鐘的指針上的情況。

頻閃效應 (gif images)

您可以使用具有稱為 SVM(頻閃可視性量測)指標的測光表來減少由頻閃效應引起的問題。 要瞭解更多資訊,您可以取得免費的頻閃手冊 – 請參閱下面的連結。

 

視覺幻象情況:幻影效應

這個詞對你來說可能不太熟悉。 當您的眼睛突然從頻閃的LED 燈上移開(掃視)時,就會發生這種情況——當您的眼睛停留在一個新的位置時,您可能會注意到一束光線,這稱為幻影效應。 這可能會使人在視覺上感到困惑並且分散人的注意力。

這種現象不應與僅僅盯著光源,然後轉移目光,並在新的視覺空間中注意到光的單一鬼影混淆。 幻影效應會產生 “光源痕跡”,這是由光源頻閃引起的(參見汽車尾燈的圖像)。

請留意,車燈是使用直流電而不是交流電,因此理論上不會有頻閃。 然而,車燈導入了脈寬調變技術,它會切割照亮的車燈用來調整其強度(煞車燈強度與標準尾燈的強度),因此而產生頻閃。

Resources Tail Light images from “Concerns in the age of LED: Temporal Light Artifacts, Illuminating Engineering Society” (Dr. James M. Gaines)

 

資料來源:IES (Illuminating Engineering Society)

解決頻閃燈的問題

頻閃的燈光可能會令人感到厭煩,甚至會出現危險的情況。 儘管這些問題通常被視為次要或不太可能經常發生,但政府機構、公司和屋主們正開始關注此事因為,這些風險完全可以輕易的避免掉。

他們開始尋求使用附有頻閃感測器的測光錶,公司和照明專家能夠在購買燈具之前進行測量、評估和確認他們購買的燈光關於頻閃的問題。 三思而後行 – 檢查你的燈光是否頻閃。

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NamePictureDefinitionFrequency RangeEnvironmentObserverMetrics
FlickerFAQ-Tech-Notes-001-FlickerPulsating light mainly caused by mains AC alternating current, but can also be caused by dimmers and hi-energy appliances.~0-80HzStaticStatic
  1. Percent Flicker
  2. Flicker Index
  3. Pstlm
Stroboscopic EffectFAQ-Tech-Notes-001-Stroboscopic-EffectThis phenomenon, otherwise known as the similar to the "wagon wheel effect", is about flickering light striking a repetitive motion object and making it appear still.~80Hz - 2kHzDynamicStatic SVM
Phantom Ray EffectFAQ-Tech-Notes-001-Phantom-Array-EffectThis lesser-known phenomenon is a trail of lights visualized after looking away or turning away from a flickering light.~30Hz-2kHzStaticDynamicN/A

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