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顯色指數(shù)和色溫是光源兩個重要的參數(shù),其中顯色指數(shù)是指一個光源光譜輸出的復雜性或完整性;而色溫是指一個光源由于輸出光譜的不平衡從而在人眼中呈現(xiàn)的顏色。本文對光源顯色指數(shù)及相關(guān)色溫進行了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
顯色指數(shù)的原理和表達方式都十分簡單。一個光源的顯色指數(shù),即CRI,范圍可用0~100表示,其中100是指其可以發(fā)出所有可見光譜,因此能夠準確地顯示物體所有顏色。也就是說如果光源在可見光譜中發(fā)出所有波長,那么環(huán)境中的物質(zhì)可以反射所有波長到人眼中,因而,也可以把環(huán)境中所有潛在的顏色表達出來。
CRI數(shù)值越低,則說明光源可以發(fā)出的波長種類就越少,因此,可以表現(xiàn)出環(huán)境中顏色的種類就越少。當對不同電光源進行深入研究時,就會發(fā)現(xiàn)它們的顯色指數(shù)(CRI 數(shù)值)差異是非常大的。而這個差異對設計師來說非常重要,因為使用何種光源需要根據(jù)材料及其顏色來決定,所以在此之前意識到光源的缺陷是很必要的。許多人會驚訝地發(fā)現(xiàn),在某些電光源下看上去顏色一樣的兩個物體,在日光下會完全不一樣,原因是日光是一個完美的連續(xù)全光譜,所以它的顯色指數(shù)是 100.
像“白熾燈”和“鹵鎢燈”這樣的熱光源可以發(fā)出完整、連續(xù)的可見光譜,所以它們的顯色指數(shù)也是100。而差的熒光燈顯色指數(shù)是60。所以,一般來說可以通過以下幾點來對顯色指數(shù)進行判斷:
顯色指數(shù)(CRI)在60和70左右的,并不能作為展示顏色的光源使用。
顯色指數(shù)在80~90之間的可以完成展示顏色的任務。
顯色指數(shù)在90以上的可以非常準確地顯示顏色,適合于對顏色準確性要求高的環(huán)境。
這是描述中性色光源的方法。如果進入眼睛的光呈現(xiàn)某種顏色,那是由于輸出光譜不平衡造成的。如果一個光源中不含或者含有很少的綠色光譜,則其發(fā)出的光呈現(xiàn)泛紅色或者“暖色”;而一個光源發(fā)出所有光譜中只是紅色光的比重更大一些,那它也會呈現(xiàn)泛紅色或者“暖色”。
色溫用開氏度(Degrees Kelvin)或者開爾文(Kelvins)表示(開爾文是絕對溫度,故不需要變換單位)。
之所以用溫度單位來表示顏色,是因為這一切都源于實驗的結(jié)果。色溫實際上是指黑體被加熱到極高的溫度后而呈現(xiàn)的顏色。黑體是一個無論加熱到多高溫度都不會融化的理想鐵塊,當這個神奇的鐵塊加熱到一定高的溫度時,它就開始發(fā)光,首先出現(xiàn)的是深暗紅色,持續(xù)加熱后鐵塊會逐漸變成橘色再變成黃色。實驗表明,鐵塊會隨著溫度的持續(xù)升高逐漸顯示出整個光譜的顏色。所以,接下來是綠色,最后是藍色。這種顏色的變化過程不是線性的,所以綠色附近恰好是中性色,按照我們的定義,這個范圍內(nèi)的顏色被稱為“中性色”。
我們常用這個顏色體系來描述光源,像熒光燈、發(fā)光二極管和高壓氣體放電燈。這些光源色溫的描述只是近似的,光源與光源之間不同,甚至品牌和品牌之間也會不同,這都會造成很多光源色溫的差異。但基本上用色溫來描述光源的顏色是有效的,例如熒光燈。
2500K:溫暖的
3000K:中性的
4100K:寒冷的
值得注意的是,幾乎對于所有光源,描述它們的色溫和其本身的工作溫度沒有任何關(guān)系。但是,對于白熾燈或鹵鎢燈,色溫的意義會有所不同,這主要是因為它們的工作原理是通過加熱金屬鎢絲發(fā)光的,這樣光源的色溫就與金屬鎢絲的溫度有關(guān),當加熱白熾燈的鎢絲到2800K 時,就會得到2800K顏色的光(暖)。
當光源缺少對色溫和顯色指數(shù)的描述時,就會對我們造成困擾。不幸的是,許多消費級別的熒光燈會是用這樣的標記,如“日光白”(daylight white)或“設計師白”(designer white),而這些名字并沒有真正提供色溫和顯色指數(shù)的參數(shù)。因此,在對色溫和顯色指數(shù)要求都較高的環(huán)境中,不建議使用這樣的產(chǎn)品。
顯色指數(shù)是光源顯色性的量度,以被測光源下物體的顏色和參考標準光源下物體顏色的相符程度來表示。CIE規(guī)定:參考標準光源的顯色指數(shù)Ra為100。當某光源的顯色性和參考標準光源相同時,則該光源的顯色指數(shù)為100。被測光源的顯色性與參考標準光源有差異時,則顯色指數(shù)Ra小于100。顯色指數(shù)越接近于100,光源的顯色性越好。通常Ra值為100~75的光源,屬于顯色性優(yōu)良的光源;Ra值為75~50的光源,顯色性一般;Ra值在50以下的光源,顯色性差。常見光源的顯色指數(shù)為:
白熾燈:一般顯色指數(shù)Ra97
日光燈/熒光燈:一般顯色指數(shù)Ra80~94
白色熒光燈:一般顯色指數(shù)Ra75~85
暖白色熒光燈:一般顯色指數(shù)Ra80~90
鹵鎢燈:一般顯色指數(shù)Ra95~99
高壓汞燈:一般顯色指數(shù)Ra22~51
高壓鈉燈:一般顯色指數(shù)Ra20~30
金屬鹵化物燈:一般顯色指數(shù)Ra60~70
LED:一般顯色指數(shù)Ra75