光源顏色特性色溫和顯色性介紹

光源顏色特性主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是人眼直接看到的顏色，即光源色表；另一是指物體在光源的照明下所表現(xiàn)的客觀顏色效果，即光源色品。前者為光源色溫，后者為光源顯色性。本文對(duì)光源顏色特性色溫和顯色性做了介紹。

光源顏色特性色溫和顯色性介紹：

光源顏色特性主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是人眼直接看到的顏色，即光源色表；另一是指物體在光源的照明下所表現(xiàn)的客觀顏色效果，即光源色品。前者的評(píng)價(jià)方法同物體顏色的評(píng)價(jià)方法類似，通過色坐標(biāo)和相關(guān)色溫來表述；后者的評(píng)價(jià)方法是研究光源對(duì)被照射物體的顏色影響，即光源的顯色性。光源的顯色性采用顯色指數(shù)的值來評(píng)價(jià)，光源的顯色性越好，則顯色指數(shù)的值越高，其最大值為100。

光源顏色特性色溫和顯色性關(guān)系：

色溫是光源的重要指標(biāo)，用來描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對(duì)能量分布：當(dāng)黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時(shí)，它的相對(duì)光譜能量分布的峰值部位將由長(zhǎng)波方向向短波方向變化，其所發(fā)光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍(lán)。同一種顏色，在白熾燈、鹵素?zé)簟⒅形缛展獾炔煌庠凑彰飨?，所表現(xiàn)出來的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。

有關(guān)光源顏色特性的評(píng)價(jià)的另一個(gè)指標(biāo)是光源的顯色性，它研究物體在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性，具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性，如白熾燈、日光等。另外，由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性，如波長(zhǎng)為610nm（橙）、540 nm（綠）和450nm（藍(lán)）的光譜輻射對(duì)提高光源的顯色性具有特殊效果，所以采用這三種色光以適當(dāng)?shù)谋壤旌纤a(chǎn)生的白光與連續(xù)光譜的白熾燈或日光具有同樣優(yōu)良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色，在顯色性好的光源照明下，物體顏色的失真就會(huì)小。

光源的色溫和顯色性是光源的兩個(gè)重要的顏色指標(biāo)。兩者之間沒有必然的聯(lián)系，因?yàn)榫哂胁煌庾V分布的光源可能有相同的色溫，但其顯色性可能差別很大。

光源顏色特性色溫計(jì)算方法：

光源是有顏色的，在照明領(lǐng)域，光源的顏色采用色溫與相關(guān)色溫來描述。黑體在加熱過程中，由于絕對(duì)溫度的不斷上升，黑體的顏色將呈現(xiàn)不同的變化，后來，前人便將這種變化與白光色溫關(guān)聯(lián)起來。光源發(fā)出的光都有對(duì)應(yīng)的光譜，當(dāng)加熱一個(gè)黑體所產(chǎn)生的光譜與光源發(fā)出的光譜相同時(shí)，將此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值定義為光源的色溫值。色溫符號(hào)用T表示，單位為開爾文（K），是表示光源特性最常用的參數(shù)之一。

在1931CIE-XYZ色度圖中，存在一條黑體軌跡線，該軌跡線便代表了白光色溫與色品坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，垂直黑體軌跡線的直線為等色溫線，在實(shí)際應(yīng)用過程中，光源的色溫值并不會(huì)嚴(yán)格遵循黑體軌跡線進(jìn)行變化，而只是無限接近某一絕對(duì)溫度下的黑體輻射顏色，與理論值存在一定偏差，為了對(duì)這種情況進(jìn)行描述，實(shí)際中采用與光源光譜最接近的黑體輻射的絕對(duì)溫度來表征光源的色溫大小，這種情況下的絕對(duì)溫度稱為光源的相關(guān)色溫（簡(jiǎn)稱 CCT），用符號(hào)Tcp表示。

針對(duì)相關(guān)色溫的計(jì)算方法，前人做了很多研究，目前相對(duì)比較典型、應(yīng)用較多的有以下三種：內(nèi)插法、黑體軌跡的Chebyshev法以及三角垂足插值法。下面簡(jiǎn)單的介紹一下內(nèi)插法。

當(dāng)知道待測(cè)光源的光譜分布后，可確定出光源的色度坐標(biāo)（x，y）。若光源的色度坐標(biāo)點(diǎn)位于兩條相鄰等溫線M1和M2之間，則可用內(nèi)插法求得光源的相關(guān)色溫。

設(shè)d1為光源坐標(biāo)點(diǎn)到等溫線M1的距離，d2為到等溫線M2的距離。則光源的相關(guān)色溫T由下式表示：

通常情況下用下面近似公式得到色溫T：

其中：n=（x-0.3320）/y-0.1858。

光源顏色特性顯色性評(píng)價(jià)方法：

為了定量比較光源顯色性的優(yōu)劣，1965年CIE制定一種“測(cè)驗(yàn)色”法作為評(píng)價(jià)光源顯色性的方法，1974年修訂后，正式向國(guó)際上推薦使用，此方法是用一個(gè)顯色指數(shù)量值表示光源的顯色性。

光源的顯色指數(shù)是待測(cè)光源下物體的顏色與參照光源下物體顏色相符程度的度量，是物體在待測(cè)光源下和參照照明體下顏色外貌一致程度的量化。為了符合人類長(zhǎng)期的照明習(xí)慣，CIE規(guī)定5000K以下的低色溫光源用普郎克輻射體作為參照光源，色溫5000K以上的用標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源，設(shè)定參照光源的顯色指數(shù)為100。

CIE規(guī)定了14種試驗(yàn)色樣品，1～8號(hào)樣品代表了各種常見色，這8種顏色樣品是從孟塞爾顏色圖冊(cè)中選出來的明度為6，并具有中等彩度的顏色樣品，用于光源的一般顯色指數(shù)（又稱綜合顯色指數(shù)）的計(jì)算，一般顯色指數(shù)就是光源對(duì)CIE規(guī)定的這8個(gè)顏色樣品的顯色指數(shù)的算術(shù)平均值。9～14號(hào)樣品代表膚色和一些高彩度的顏色，專用于特殊顯色指數(shù)的計(jì)算。

通常所提及的光源顯色指數(shù)就是指光源的一般顯色指數(shù)。顯色指數(shù)越大，表明光源的顯色性越好，反之，則表明光源的顯色性越差。顯色指數(shù)最大值為100，即光源的顯色性最好。

另外，還應(yīng)考慮到人眼顏色適應(yīng)對(duì)顯色性評(píng)價(jià)的影響，例如，在白熾燈下觀察某一顏色物體后，將該顏色物體移到鹵鎢燈下觀察，開始會(huì)感到與白熾燈下顏色的差別，但是過一段時(shí)間人眼適應(yīng)了這種環(huán)境后感覺原來的顏色并沒有發(fā)生變化。