显示、照明技术的快速发展使得人们所处的空间光环境变得越来越复杂,由此也带来了许多视觉健康问题,这对光环境的测量和评价都提出了更高的要求。然而,现有测量手段虽然可以得到诸如亮度、照度之类的客观测量量,但它们大都反映的是光源之类的外界物体本身的发光特性,与人眼对光的感知效果并不完全匹配。在这种情况下,建立基于人眼感知效果的光环境测量和评价方法尤为重要。人眼对光的感知是多维度的,包含亮度、色彩、频闪等方面。其中,亮度所产生的明暗感在人眼感知的过程中居于首位,是人眼对光感知的一个重要维度。目前,亮度的客观测量方法比较完善,而结合空间光环境信息进行人眼亮度感知评价方面的研究却很少。因此,建立准确可靠的亮度感知模型是必要的,这对于正确评价人眼对亮度的感知效果、制订相关视觉健康标准、解决目前面临的视觉健康问题都具有重要意义。本论文针对现阶段测量亮度与人眼对亮度的感知效果不匹配的问题,通过对空间光场的相关技术以及人眼的亮度感知原理进行研究,建立了基于空间光场的感知亮度计算模型,实现了从测量亮度到感知亮度的转换过程,为评价人眼对亮度的感知情况提供了可靠的参考标准。论文的主要内容总结如下:首先,论文研究了空间光场的定义和表征、记录方法,分析了人眼对于光场信息的感知方式;论文以Lytro-illum光场相机为平台,研究并实现了它的数据解码以及重对焦算法,实现了光场从四维到二维的降维操作;另外,论文还提供了从光场中获取二维亮度信息的方案。其次,论文对人眼的结构与亮度感知原理进行了详细分析,指出了瞳孔直径在亮度感知过程中的关键作用,并设计实施了一系列的实验,最终得到了一种综合考虑亮度、发光面视角大小、发光面在视野中的位置三种因素的瞳孔直径计算方法,基于此建立了感知亮度的计算模型。最后,基于已经建立的感知亮度计算模型,论文设计实施相关实验验证了模型的精度以及在实际应用场景中的可靠性,并针对感知亮度与人眼实际亮度感知效果的关联性设计实施了主观实验,说明了感知亮度与人眼实际亮度感知效果的匹配性;另外,论文立足于常见的观看电视、手机的应用场景,使用已经建立的亮度感知模型进行了感知亮度的模拟计算,并据此得出了日常观看电视和手机的合理亮度范围。