什么是光源的色温和显色指数

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显色性和色温是光源的两个重要的颜色指标,色温是衡量光源色的指标,而显色性是衡量光源视觉质量的指标。大多数的用户在使用标准光源箱进行颜色比对时,对色温和显色指数的概念并不了解,本文为大家做了简单的介绍,感兴趣的用户可以看看。

光源显色性和色温是光源的两个重要的颜色指标。色温是衡量光源色的指标,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的更为重要的指标。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。对于颜色检测行业来说,人工光源显色性的高低,直接影响被测试样品颜色评价结果。因此,CIE标准光源的对显色性有着严格的要求,标准光源箱中必须使用色温、显色指数等技术参数合格的人工光源。

光源的色温:

光源的颜色特性取决于发出的光线中不同波长的相对能量的比例。为了能够对光源的颜色特性进行定量描述,人们把光源的光与黑体的光相比较来表达光源的颜色。黑体是对人射光能全部吸收的物体,因此它也是物体中发射本领最强的物体,在辐射作用下既不能反射也不发生透射,而是能把落在它上面的辐射全部吸收,又称作完全辐射体。物体对辐射的吸收能力与发射能力成正比,吸收本领大的物体,发射本领也大;而吸收能力小的物体,其发射能力也相对小一些。黑体的吸收能力在所有物体中是最大的。

黑体的光谱辐射情况完全依赖于本身的温度,随着黑体加热温度不断升高,其相对光谱功率分布的最大功率部分向短波方向变化。黑体在任何温度下都能够吸收全部的可见光,它的辐射能量很大且非常稳定。在表示不同光源的光色时,可以将黑体作为一个稳定的参照标准。一定的光谱能量分布表现出一个固定的光色,而黑体辐射的光谱功率分布由温度决定。人们将光源的相对光谱功率分布与某温度下黑体辐射的相对光谱功率分布相比较,如果某一光源与黑体在某一温度时的相对光谱功率分布相吻合,那么这一光源的光色就可以用此时黑体的温度来表示,称为光源的颜色温度,简称色温。

光源的显色指数:

日常生活用照明光源,不仅要有良好的发光效果,而且还应有比较好的颜色。如果一个光源的颜色与标准光源的颜色有较大的差别,人眼就会觉得不舒服。光源的颜色有两方面的含义:一是人眼直接看到的光源的颜色,称为光源的色表,比如白炽灯的颜色就是黄红色;二是指光源照射到物体上物体所产生的客观的颜色效果,称为光源的显色性。光源显色性的好坏是与标准光源的显色性相比较的,如果各种颜色的物体受光源照射的效果与标准光源照射时的效果相同,则认为这种光源的显色性好,反之,显色性差。色表与显色性是评价光源质量的重要指标。

光源的显色性与色表相比,具有更加重要的意义。光源的显色性指光源照射到物体上,由物体反射或透射后物体显示出的颜色效果。光源的显色性直接影响到物体的颜色外貌,为了对光源的显色性做出一个准确的评价,通常用显色指数来表示显色性的优劣,用显色指数对显色性给予定量评价。

显色指数是待测光源下物体呈现的颜色与参照光源下物体所呈现颜色相符合程度的度量。CE规定,用标准照明体D作为参照光源,当待测光源的色温低于500K时用黑体作为参照光源,同时规定参照光源的显色指数为100。

光源的显色指数以一般显色性指数Ra值区分,可以规定为三个范围,显色指数大于75的光源为优质显色光源,越接近100,显色性越好;显色指数在50~75之间的光源,显色性一般;显色指数小于50的光源,显色性差。光源的显色指数较低时,物体在这一光源下会发生变色或失真,显色指数越低,变色或失真情况越严重。目前,印刷行业所用的光源的显色指数一般不低于90,彩色摄影、彩色影视等与颜色有关的行业部门也要求用显色指数大于85的高显色性的光源。

光源的色温与显色性,从本质上说,都是由它的光谱能量分布决定的。以日光为例,日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种颜色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一种颜色的物体上,物体将其他颜色的光吸收,而将这种颜色的光反射出来。比如,蓝布受日光照射后,就将蓝光反射出来,并将其他光吸收,因此人眼看到的这块布是蓝色的。由于日光本身包含了各种颜色,再加上各种物体对不同的光的反射性能不一样,所以大自然在日光照射下就显得五彩缤纷。钠灯则不然,钠灯发出的光主要是黄光,当黄光照在蓝布上,蓝布将黄光吸收,蓝布虽然能反射蓝光,但钠灯发出的光中基本上没有蓝光,也就谈不上反射蓝光了。因此在钠灯照射下蓝布就变成黑布了。钨丝灯的光谱能量分布是连续的,各种颜色都有,因而有较好的显色性,但其辐射能量分布偏重于长波方面,整体上看来光色偏红偏黄。

然而,光源的色温与显色性之间并没有必然的联系,相同色温的各光源之间的显色性差别可能很大,相同显色指数的各光源之间的色温差别也可能很大,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)。

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