臺灣博碩士論文加值系統

摘要
不管是住家或商業空間之室內設計中，國人對室內空間氣氛的要求越來越重視了。其中照明設計為影響空間氣氛的重要因素之一，正因為光線在室內空間中有明顯的反射作用，照明設計中的照度、輝度等類運算能否達到準確性，倚賴科學家對於建材及家具表面材質反射率的掌握。但是，相關文獻中所提及的反射率量測方式是否合理仍有爭議。為此，本研究以實驗法探討裝修建材之反射率量測方法，以比較量測結果及相關參數。實驗方法為（一）自行建造小型、內建固定光源及照度計之攜帶型反射率測試實驗箱，對不同裝修建材做反射率反覆實驗測試，（二）以光譜色度計中的輝度量測功能，用多種方向、角度等變化，量測固定位置、不同建材樣本之反射率，（三）以分光儀之色彩測定系統，利用不同建材樣本測色所得之反射光譜能量，計算不同建材樣本之反射率。最後，本研究比較此三種方法所得的數據，與國內外資料做歸納調整，增加實驗數據之準確性，以便提出掌握建材反射率的正確量測方法。
實驗結果發現，以分光儀做為反射率量測機制有最高的可信度及準確性。要獲得正確的裝修建材反射率，量測之儀器必須具備有以下條件：一、內建光源。二、量測之儀器必須有效的接收全部反射的光線。三、量測之儀器必須具備有積分球。四、量測實驗時不可受到外在光源所干擾。五、縮短量測的時間（避免產生熱效應）。六、測量之裝置必須配備有反射基準（參考之標準白板）且反射率為已知。七、必須具備有分析光譜的能力。八、具有運算能力。

Abstract
Nowadays, it is a common place that no matter if one is in a house or a room of commercial spaces, one’s demand for exquisite lighting ambiance is sophisticatedly escalated. In professional terms, such a demand is achievable, at least, but not the least, through meticulous measurement mechanisms of that pertinent to the reflection attributes of light beams, as well as illumination and luminance parameters of interior decoration materials. However, this is only hypothetical and ironically controversial to the theories of relevant literature. To come to a firm grasp of these attributes and parameters, and at the same time, to conceive its portablility, this stury conducted a series of comparative experiments to scrutinize those reflectance measurement mechanisms postulated by theoretitians and that established by this research.
Several measurement mechanisms are established first, to testify esisting theories. With portability and variation of observation conditions in mind, reflectance measurement constituent parts are all built-in small wooden boxes, including light meter, incandescent light source. Reliability of measurement is tested using a combination surface textures of decoration materials. The same test procedures are repeated in the second stage of the experiment, via sophisticated lab apparatuses, includeing photo-colorimeter and spectra-colorimeter, and others are employed. After painstakingly test of measurement data, it is found finally, that spectra-colorimeter reveals the most reliable and plausible result. This gave rise to the following findings:
i. the portable reflectance measurement apparatus require a built-in light source to emit a small yet sufficient amount of light beams on test materials.
ii. aside from the light beams reaching the surface of test mateials, the remainder of light beams ought to be absorbed in the apparatus to avoide additional reflectance light interference.
iii. a built-in intergration-sphere is essential for the complete collection of light beams reflected from the surface of test materials.
iv. external light soureces ought to be excluded to carry out an acceptable measurement condition.
v. it is recommended that the measurement be completed within a matter of seconds or less.
vi. a “reflectance standard” of known reflectance ratio is a standard annex to the measurement apparatus.
vii. to decipher measurement data, the apparatus user need to be knowledgeable of spectral distribution analysis steps.
viii. the analysis involves calculus calculation techniques.

目錄
中文摘要
英文摘要
謝誌
第一章 緒論 1
1-1研究背景 1
1-2研究動機與目的 3
1-3研究設計 5
1-4研究限制 6
第二章 文獻回顧 7
2-1名詞解釋 7
2-2照明計算 8
2-3光的反射原理 11
2-4反射率的量測方式 15
2-4-1以照度計做為反射率量測儀器 15
2-4-2以物體表面輝度做為反射率量測儀器 17
2-4-3以光譜輻射計做為反射率量測儀器 21
2-4-4以光譜儀做為反射率量測儀器 22
2-5國際照明委員會（簡稱CIE）標準觀測條件 24
第三章 研究方法 29
3-1研究流程 29
3-2研究工具 31
3-2-1反射基準 31
3-2-1.1鏡面反射比標準（STAN-SSH High-reflectivity Specular Reflectance Standards） 31
3-2-1.2漫射反射比標準（WS-1 Diffuse Reflectance Standards） 32
3-2-2量測儀器 33
3-2-2.1 PR- 650光譜掃描色度計 33
3-2-2.2 Macbeth分光儀 35
3-3研究步驟 38
3-3-1實驗一 39
3-3-2實驗二 40
3-3-3實驗三 41
3-3-4實驗四 42
3-4-5實驗五 42
3-3-6實驗六 43
3-3-7實驗七 43
3-3-8實驗八 45
3-3-9實驗九 46
第四章 研究分析 49
4-1第一階段：（實驗一與實驗二） 49
4-2實驗三（準確度實驗） 55
4-3第二階段：（實驗四、實驗五、實驗六） 62
4-4第二階段：（實驗七、實驗八、實驗九） 80
4-5建構手持式反射率測量儀之構造方式 90
第五章 結論與建議 93
5-1研究結論 93
5-2檢討與建議 106
參考書目 111
附錄一 113
附錄二 115
附錄三 116
附錄四 118
附錄五 121
附錄六 123

表目錄
表1-1-1用電比較表 2
表1-1-2材料對光的反射率 3
表2-2-1依週遭環境分類之維護率 9
表2-2-2照明率表 10
表2-4-1材料反射率 16
表2-4-2反射率比較表 19
表2-4-3其他材料反射率 20
表3-2-1鏡面反射比標準反射率曲線 32
表3-2-2漫射反射比標準反射率曲線 33
表4-1-1第一種實驗機制測量結果 52
表4-1-2第二種實驗機制測量結果 52
表4-2-1實驗數據對照比較：照度計與分光儀（不含鏡面光） 56
表4-2-2實驗數據對照比較：照度計與分光儀（含鏡面光） 57
表4-2-3實驗數據對照比較：照度計、PR-650及分光儀（含鏡面光及不含鏡面光） 58
表4-2-4四種材料反射率比較 59
表4-2-5材料表色方式 60
表4-2-6曼塞爾明度之反射率（マンセル明度と反射率） 61
表4-2-7反射率比較 62
表4-3-1反射率實驗：以分光儀標準白板做為反射基準（不包含鏡面光） 63
表4-3-2反射率實驗：以分光儀標準白板做為反射基準（包含鏡面光） 64
表4-3-3材料反射率樣本測試數據 67
表4-3-4反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（不包含鏡面光1） 68
表4-3-5反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（不包含鏡面光2） 70
表4-3-6反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（含紫外光不包含鏡面光） 72
表4-3-7反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（包含鏡面光1） 73
表4-3-8反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（包含鏡面光2） 75
表4-3-9反射率實驗：以聚四氟乙烯做為反射基準（包含鏡面光、紫外光） 77
表4-4-1反射率實驗：以分光儀標準白板做為反射基準（PR- 650） 81
表4-4-2反射率實驗：以CIE建議之0/45觀測表面輝度值（PR- 650） 85
表5-1-1室內裝修建材反射率 103
表5-2-1光源PET值 107
表6-4-1輝度測量基準點高度及輝度計視角 119

圖目錄
圖1-3-1研究設計 5
圖2-1-1立體角 7
圖2-1-2單位面積A上之輝度計算 8
圖2-3-1反射定律 11
圖2-3-2光的反射 12
圖2-3-3光線照射到物體後所產生的各種物理反應 12
圖2-3-4光反射模式的分類以鏡面和擴散反射分量的光角度分佈方式來表示 13
圖2-4-1為可攜式光譜輻射計微處理器、LCD、資料記錄及光纖，以及在現地操作光譜輻射計 21
圖2-4-2反射基準參考白板反射光譜 23
圖2-4-3茉莉花葉反射光譜 23
圖2-5-1四種觀測方式 25
圖2-5-2由一受照平面量測二反射因素分量之裝置示意圖 27
圖3-1-1研究方法及架構 30
圖3-2-1鏡面反射比標準 32
圖3-2-2漫射反射比標準 33
圖3-2-3光譜色度計及從觀察目鏡中所見情形 34
圖3-2-4 MACBETH 2020/PLUS 分光儀的內部結構 35
圖3-3-1實驗機制一實體空間測試 39
圖3-3-2實驗機制二自製實驗箱（以照度計為量測儀器） 40
圖3-3-3實驗機制三自製實驗箱（以PR- 650為量測儀器） 41
圖3-3-4實驗機制四分光儀 42
圖3-3-5實驗機制七實驗室照片一 44
圖3-3-6實驗機制七實驗室照片二 44
圖3-3-7實驗機制七實體空間剖面示意 45
圖3-3-8實驗機制八實驗室照片三 46
圖3-3-9實驗機制九實驗室照片四 47
圖3-3-10實驗機制九實體空間剖面示意 47
圖4-1-1反射模式圖解 54
圖4-3-1分光儀材料反射光譜 80
圖4-4-1眩光形式 84
圖4-4-2 PR- 650材料反射光譜 88
圖4-4-3朗伯定律 89
圖4-5-1手持式物體表面測量計構想1 91
圖4-5-2手持式物體表面測量計構想2 91
圖4-5-3手持式物體表面測量計構想3 92
圖5-1-1鏡面反射材料 94
圖5-1-2漫射反射材料 94
圖5-1-3分光儀反射率量測方式示意 95
圖5-1-4可變角度式反射率量測系統 96
圖5-1-5漫射反射基準之分光反射率曲線 97
圖5-1-6鏡子之分光反射率曲線 97
圖6-3-1反射係數示意圖 116

參考書目
中文部分
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