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标准光源主要颜色指标有哪些?它们之间什么关系?

作者: 3NH 时间:2024-04-02
摘要:标准光源主要颜色指标有哪些?标准光源是CIE推荐的用于颜色检测一类光源,判断一个光源是不是标准光源最主要的两个颜色指标就是色温和显色性。本文对这两个颜色指标及它们之间的关系做了介绍。...

标准光源主要颜色指标有哪些?标准光源是CIE推荐的用于颜色检测一类光源,判断一个光源是不是标准光源最主要的两个颜色指标就是色温和显色性。本文对这两个颜色指标及它们之间的关系做了介绍。

标准光源箱

标准光源主要颜色指标介绍:

从CIE对于标准照明体的规定和标准光源的推荐中我们可以看到,判断一个光源是不是标准光源最主要的两个颜色指标就是色温和显色性。

色温是衡量光源色的指标,从应用中我们也可以发现另一个判断光源是不是标准光源的指标就是显色性,而显色性是衡量光源视觉质量的指标。假若光源色处于人们所习惯的色温范围内,则显色性应是光源质量更为重要的指标。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。

1.色温

也许大家都听说过色温,一般实际运用的标准光源都有标准的相对色温指数。色温,从字面上看就可以明白它和温度有关,其实色温的概念就是当某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。绝对黑体是人工制造的能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射的物体。一般只能用光源的色度与最接近的黑体的色度的色温来确定光源的色温,这样确定的色温叫相对色温,一般就简称色温了,比如说6500k色温的标准光源,6500k的意思就是这个光源的光色和黑体被加热到6500k表示绝对温度)时的色度最接近。而正午日光的色度也是接近于黑体被加热到6500k时候的色度。如果黑体连续加热,温度不断升高,那么其相对光谱能量分布的峰值部位将向短波方向变化.所发的光带有一定的颜色.其变化顺序是红一黄一白一蓝。这也就是表示如果一个光源的色温偏低,那么就会看起来光色偏红,或者说偏暖,如果一个光源的色温过高.那么就会看起来偏蓝,或者说偏冷。毫无疑问这就会大大影响观察色物体颜色的效果了。所以标准光源都为一个色温标准,比如说6500k,这样才能真实模拟日光的环境。

2.显色性

在同样两个6500k色温的光源观察同一张图片,一个是标准光源而一个不是,此时会发现在两个光源下同一张图片的色彩会产生变化。这是因为非标准光源的光谱能量分布与日光有很大的差别.这些光谱中缺少某些波长的单色光成份。在这个光源下观察到的颜色与模拟日光的标准光源下看到的颜色当然就不同了,所以显色性就差了。由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉,而在日光下物体显现的颜色是最准确的。因此,可以用日光标准(参照光源),将白炽灯、荧光灯.钠灯等人工光源(待测光源)相比较,显示同色能力的强弱就叫做该人工光源的显色性。比较物体在待测光源下所显现的颜色与在参照光源下所显现的颜色相符程度的定量评价指标就是一般显色性指数.也就是显色指数。显色指数的最高值就是100,值越低就说明在这个光源下待测物体的变色.失真度就越高。显色指数(Ra)值为100~75显色优良,75~50显色一般,50以下显色性差。比如.在色彩管理中用普通光源来看一幅样稿.这个光源的显色指数可能只有60.那么样稿在阳光下看起来是紫色的,在这个光源下看起来就变成了蓝紫色。所以显色指数是标准光源另一个重要的颜色指标。

所以,色温和显色性是影响光源色彩还原能力最重要的两个指标,只有具备了一定的色温和显色指数(一般为5000k或者6500k色温,95%以上的显色指数)的光源才能够被称为标准光源。


光源色温和显色性的关系:

色温是光源的重要指标,用来描述光源本身的颜色。一定的色光具有一定的相对能量分布:当黑体连续加热,温度不断升高时,它的相对光谱能量分布的峰值部位将由长波方向向短波方向变化,其所发光的颜色的变化顺序是红-黄-白-蓝。同一种颜色,在白炽灯、卤素灯、中午日光等不同光源照明下,所表现出来的颜色是不同的。而这种差异就是由光源的色温不同造成的。

有关光源颜色特性的评价的另一个指标是光源的显色性,它研究物体在光源照明下所呈现的颜色效果。光源的光谱分布决定了光源的显色性,具有连续光谱分布的光源均有较好的显色性,如白炽灯、日光等。另外,由特定的色光组成的混合光源也能有很好的显色性,如波长为610nm(橙)、540 nm(绿)和450nm(蓝)的光谱辐射对提高光源的显色性具有特殊效果,所以采用这三种色光以适当的比例混合所产生的白光与连续光谱的白炽灯或日光具有同样优良的显色性。光源的显色性影响着人眼所观察的物体颜色,在显色性好的光源照明下,物体颜色的失真就会小。

光源的色温和显色性是光源的两个重要的颜色指标。两者之间没有必然的联系,因为具有不同光谱分布的光源可能有相同的色温,但其显色性可能差别很大。各种色温的光源都可能有较好的显色性,也可能有较差的显色性。如:钨丝灯色温低,显色性好;高压钠灯色温低,而显色性差;马路上的高压汞灯,从远处看它发出的光既亮又白(色温高),但被它照射的人的脸色却象抹了一层青灰色(显色性差);而高压缸灯,发出的光亮白(色温高),灯下的颜色也不失真(显色性好)。


光源色温和相关色温的关系:

光源的色温是光源的颜色(即光色)与某一温度下的黑体发射光的颜色相同,此时黑体的绝对温度值。但当光源发射光的颜色和黑体不同时,色温的概念被扩大到更一般的“相关色温”的概念。在色温和相关色温的定义中,必须是对标准的色觉观察者而言。因为不同的色觉观察者。特别是具有色觉缺陷的观察者在评价时,将可能收到不同的结果。在相关色温的定义中、必须规定出一个最合适的,为大家所公认的均匀色度图。对同一光源,由依据的均匀色度图的不同,所求出的相关色温也不同。现规定用CIE1960UCS色度图。在上述定义中,都包括了人眼的色觉特性,因此,色温和相关色温实际上是一个心理物理量。


光源色温和分布温度的关系:

光源的色温和分布温度实际上是两个完全不同的概念。对于分布温度,不仅在可见光区,而对红外区,紫外区也可能有意义,对色温则只在可见光区有意义。一般地讲,光源的色温和可见光区的分布温度在数值上是不同的,下文列出了几种典型光源的相关色温和分布温度值:

钨带灯:相关色温2060K;分布温度2055K;

螺旋钨丝灯:相关色温2032K;分布温度2030K;

碘钨灯:相关色温3048K;分布温度3089K;

B光源:相关色温4874K;分布温度4651K;

C光源:相关色温6774K;分布温度6215K;

D65昼光:相关色温6504K;分布温度6205K;

E光源:相关色温5455K;分布温度5512K;

氙弧:相关色温5689K;分布温度5493K;

碳弧:相关色温6344K;分布温度6512K。

从上可以看出,CIE标准光源B,C,E,D65、氙弧,碳弧等,它们的相关色温和分布温度值有相当大的区别、这是因为它们的相对光谱能量分布与黑体的有较大的差异。然而象白炽钨丝灯这样一类的光源,由于它的相对光谱能量分布与黑体的相差很小,因而它的相关色温值与可见区的分布温度相差也很小(碳,钨灯除外),一般差别在2——5K左右。事实上,由于光谱能量分布测量误差的存在,要区分这个差别也是没有意义的。

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