色溫和顯色性是光源的兩種重要的顏色指標(biāo),其中色溫是衡量光源顏色的指標(biāo),而顯色性是衡量光源視覺顏色的指標(biāo),那么,它們之間有什么關(guān)系呢?本文就為大家簡單的介紹一下光源色溫與顯色性的關(guān)系。
什么是光源的色溫?
光源的顏色特性取決于發(fā)出的光線中不同波長的相對(duì)能量的比例。為了能夠?qū)庠吹念伾匦赃M(jìn)行定量描述,人們把光源的光與黑體的光相比較來表達(dá)光源的顏色。黑體是對(duì)人射光能全部吸收的物體,因此它也是物體中發(fā)射本領(lǐng)最強(qiáng)的物體,在輻射作用下既不能反射也不發(fā)生透射,而是能把落在它上面的輻射全部吸收,又稱作完全輻射體。物體對(duì)輻射的吸收能力與發(fā)射能力成正比,吸收本領(lǐng)大的物體,發(fā)射本領(lǐng)也大;而吸收能力小的物體,其發(fā)射能力也相對(duì)小一些。黑體的吸收能力在所有物體中是最大的。
黑體的光譜輻射情況完全依賴于本身的溫度,隨著黑體加熱溫度不斷升高,其相對(duì)光譜功率分布的最大功率部分向短波方向變化。黑體在任何溫度下都能夠吸收全部的可見光,它的輻射能量很大且非常穩(wěn)定。在表示不同光源的光色時(shí),可以將黑體作為一個(gè)穩(wěn)定的參照標(biāo)準(zhǔn)。一定的光譜能量分布表現(xiàn)出一個(gè)固定的光色,而黑體輻射的光譜功率分布由溫度決定。人們將光源的相對(duì)光譜功率分布與某溫度下黑體輻射的相對(duì)光譜功率分布相比較,如果某一光源與黑體在某一溫度時(shí)的相對(duì)光譜功率分布相吻合,那么這一光源的光色就可以用此時(shí)黑體的溫度來表示,稱為光源的顏色溫度,簡稱色溫。
什么是光源的顯色性?
日常生活用照明光源,不僅要有良好的發(fā)光效果,而且還應(yīng)有比較好的顏色。如果一個(gè)光源的顏色與標(biāo)準(zhǔn)光源的顏色有較大的差別,人眼就會(huì)覺得不舒服。光源的顏色有兩方面的含義:一是人眼直接看到的光源的顏色,稱為光源的色表,比如白熾燈的顏色就是黃紅色;二是指光源照射到物體上物體所產(chǎn)生的客觀的顏色效果,稱為光源的顯色性。光源顯色性的好壞是與標(biāo)準(zhǔn)光源的顯色性相比較的,如果各種顏色的物體受光源照射的效果與標(biāo)準(zhǔn)光源照射時(shí)的效果相同,則認(rèn)為這種光源的顯色性好,反之,顯色性差。色表與顯色性是評(píng)價(jià)光源質(zhì)量的重要指標(biāo)。
光源的顯色性與色表相比,具有更加重要的意義。光源的顯色性指光源照射到物體上,由物體反射或透射后物體顯示出的顏色效果。光源的顯色性直接影響到物體的顏色外貌,為了對(duì)光源的顯色性做出一個(gè)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),通常用顯色指數(shù)來表示顯色性的優(yōu)劣,用顯色指數(shù)對(duì)顯色性給予定量評(píng)價(jià)。
顯色指數(shù)是待測光源下物體呈現(xiàn)的顏色與參照光源下物體所呈現(xiàn)顏色相符合程度的度量。CE規(guī)定,用標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源,當(dāng)待測光源的色溫低于500K時(shí)用黑體作為參照光源,同時(shí)規(guī)定參照光源的顯色指數(shù)為100。
光源的顯色指數(shù)以一般顯色性指數(shù)Ra值區(qū)分,可以規(guī)定為三個(gè)范圍,顯色指數(shù)大于75的光源為優(yōu)質(zhì)顯色光源,越接近100,顯色性越好;顯色指數(shù)在50~75之間的光源,顯色性一般;顯色指數(shù)小于50的光源,顯色性差。光源的顯色指數(shù)較低時(shí),物體在這一光源下會(huì)發(fā)生變色或失真,顯色指數(shù)越低,變色或失真情況越嚴(yán)重。目前,印刷行業(yè)所用的光源的顯色指數(shù)一般不低于90,彩色攝影、彩色影視等與顏色有關(guān)的行業(yè)部門也要求用顯色指數(shù)大于85的高顯色性的光源。
光源色溫與顯色性的關(guān)系:
光源顯色性和色溫是光源的兩個(gè)重要的顏色指標(biāo)。色溫是衡量光源色的指標(biāo),而顯色性是衡量光源視覺質(zhì)量的指標(biāo)。假若光源色處于人們所習(xí)慣的色溫范圍內(nèi),則顯色性應(yīng)是光源質(zhì)量的更為重要的指標(biāo)。這是因?yàn)轱@色性直接影響著人們所觀察到的物體的顏色。對(duì)于顏色檢測行業(yè)來說,人工光源顯色性的高低,直接影響被測試樣品顏色評(píng)價(jià)結(jié)果。因此,CIE標(biāo)準(zhǔn)光源的對(duì)顯色性有著嚴(yán)格的要求,標(biāo)準(zhǔn)光源箱中必須使用色溫、顯色指數(shù)等技術(shù)參數(shù)合格的人工光源。
光源的色溫與顯色性,從本質(zhì)上說,都是由它的光譜能量分布決定的。以日光為例,日光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等多種顏色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一種顏色的物體上,物體將其他顏色的光吸收,而將這種顏色的光反射出來。比如,藍(lán)布受日光照射后,就將藍(lán)光反射出來,并將其他光吸收,因此人眼看到的這塊布是藍(lán)色的。由于日光本身包含了各種顏色,再加上各種物體對(duì)不同的光的反射性能不一樣,所以大自然在日光照射下就顯得五彩繽紛。鈉燈則不然,鈉燈發(fā)出的光主要是黃光,當(dāng)黃光照在藍(lán)布上,藍(lán)布將黃光吸收,藍(lán)布雖然能反射藍(lán)光,但鈉燈發(fā)出的光中基本上沒有藍(lán)光,也就談不上反射藍(lán)光了。因此在鈉燈照射下藍(lán)布就變成黑布了。鎢絲燈的光譜能量分布是連續(xù)的,各種顏色都有,因而有較好的顯色性,但其輻射能量分布偏重于長波方面,整體上看來光色偏紅偏黃。
然而,光源的色溫與顯色性之間并沒有必然的聯(lián)系,相同色溫的各光源之間的顯色性差別可能很大,相同顯色指數(shù)的各光源之間的色溫差別也可能很大,各種色溫的光源都可能有較好的顯色性,也可能有較差的顯色性。如:鎢絲燈色溫低,顯色性好;高壓鈉燈色溫低,而顯色性差;馬路上的高壓汞燈,從遠(yuǎn)處看它發(fā)出的光既亮又白(色溫高),但被它照射的人的臉色卻象抹了一層青灰色(顯色性差);而高壓缸燈,發(fā)出的光亮白(色溫高),燈下的顏色也不失真(顯色性好)。