光源色溫、相關(guān)色溫及分布溫度什么意思？怎么測光源色溫？

色溫是評價(jià)光源顏色質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，我們在談?wù)撃骋还庠吹纳珳貢r(shí)，經(jīng)常會(huì)涉及到與此相關(guān)的幾個(gè)概念，分別是：光源色溫、相關(guān)色溫和分布溫度。鑒于許多的朋友對此不是很了，本文對光源色溫、相關(guān)色溫及分布溫度的含義及光源色溫測量與計(jì)算方法做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

光源色溫、相關(guān)色溫及分布溫度的含義：

1.光源色溫的含義

?如果一個(gè)光的顏色（即光色）與某一溫度下的黑體發(fā)射光的顏色相同，那么此時(shí)黑體的絕對溫度值就叫做該光源的顏色溫度，簡稱色溫。

2.光源相關(guān)色溫的含義

在某一確定的均勻色度圖中，如果一個(gè)光源與某一溫度下的黑體具有最接近的光色<色品）、此時(shí)黑體的這個(gè)絕對溫度值就叫做該光源的相關(guān)色溫。

3.光源分布溫度的含義

光源的分布溫度的定義 在某一波長范圍內(nèi)[λ1，λ2]，如果一個(gè)光源發(fā)出的輻射與某一溫度下的黑體具有最接近的相對光譜輻射功率分布，那么此時(shí)黑體的絕對溫度叫做該光源在該波長范圍內(nèi)的分布溫度。

光源色溫、相關(guān)色溫及分布溫度的區(qū)別：

從上述概念中，可以看出當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不同時(shí)，色溫的概念被擴(kuò)大到更一般的“相關(guān)色溫”的概念。在色溫和相關(guān)色溫的定義中，必須是對標(biāo)準(zhǔn)的色覺觀察者而言。因?yàn)椴煌纳X觀察者。特別是具有色覺缺陷的觀察者在評價(jià)時(shí)，將可能收到不同的結(jié)果。在相關(guān)色溫的定義中、必須規(guī)定出一個(gè)最合適的，為大家所公認(rèn)的均勻色度圖。對同一光源，由依據(jù)的均勻色度圖的不同，所求出的相關(guān)色溫也不同?，F(xiàn)規(guī)定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中，都包括了人眼的色覺特性，因此，色溫和相關(guān)色溫實(shí)際上是一個(gè)心理物理量。

光源的色溫和分布溫度實(shí)際上是兩個(gè)完全不同的概念。對于分布溫度，不僅在可見光區(qū)，而對紅外區(qū)，紫外區(qū)也可能有意義，對色溫則只在可見光區(qū)有意義。一般地講，光源的色溫和可見光區(qū)的分布溫度在數(shù)值上是不同的，下文列出了幾種典型光源的相關(guān)色溫和分布溫度值：

鎢帶燈：相關(guān)色溫2060K；分布溫度2055K；

螺旋鎢絲燈：相關(guān)色溫2032K；分布溫度2030K；

碘鎢燈：相關(guān)色溫3048K；分布溫度3089K；

B光源：相關(guān)色溫4874K；分布溫度4651K；

C光源：相關(guān)色溫6774K；分布溫度6215K；

D65晝光：相關(guān)色溫6504K；分布溫度6205K；

E光源：相關(guān)色溫5455K；分布溫度5512K；

氙?。合嚓P(guān)色溫5689K；分布溫度5493K；

碳?。合嚓P(guān)色溫6344K；分布溫度6512K。

從上可以看出，CIE標(biāo)準(zhǔn)光源B，C，E，D65、氙弧，碳弧等，它們的相關(guān)色溫和分布溫度值有相當(dāng)大的區(qū)別、這是因?yàn)樗鼈兊南鄬庾V能量分布與黑體的有較大的差異。然而象白熾鎢絲燈這樣一類的光源，由于它的相對光譜能量分布與黑體的相差很小，因而它的相關(guān)色溫值與可見區(qū)的分布溫度相差也很?。ㄌ?，鎢燈除外），一般差別在2——5K左右。事實(shí)上，由于光譜能量分布測量誤差的存在，要區(qū)分這個(gè)差別也是沒有意義的。

光源色溫的測定方法：

藍(lán)/紅比法通常用來測定一個(gè)光源的色溫。在這個(gè)方法中，改變標(biāo)準(zhǔn)光源（黑體或更通常的是經(jīng)預(yù)先校準(zhǔn)過的標(biāo)準(zhǔn)燈）的色溫，使其測得的被測光源和標(biāo)準(zhǔn)光源的藍(lán)/紅比相等、此時(shí)就認(rèn)為被測光源的色溫等于標(biāo)準(zhǔn)光源的色溫。嚴(yán)格地講，這樣比較得到的是分布溫度，而不是色溫。雖然在通常情況下由于被測光源和標(biāo)準(zhǔn)光源具有相同或近似相同的分光能量分布、這種差別是不大重要的但是如果所比較的這兩種光源具有不相同的分光能量分布+最好還是講這是它的分布溫度、盡管這分布溫度和所使用的藍(lán)、紅波長范圍有關(guān)。因此，對于感光測定所用的儀器燈泡（鎢絲燈），可以用藍(lán)/紅比方法來標(biāo)定燈泡的色溫。

取一只無色泡殼的鎢絲燈，由小到大逐漸升高燈電壓（電流），燈絲的溫度隨之也逐漸升高，我們可以看到發(fā)出的光有兩個(gè)變化，一個(gè)是燈絲的亮度越來越大；另一個(gè)是它發(fā)出的光的顏色也在變化，先是暗紅，然后變?yōu)榧t、紅黃、黃白，最后變?yōu)榘咨?。并且只要將燈電壓（或電流）每次都調(diào)到同一數(shù)值，也就是說燈絲被加熱到對應(yīng)的同一溫度時(shí)，它發(fā)出的光亮度總是相同的，光顏色總是恒定的，且不同的溫度對應(yīng)于不同的亮度，不同的顏色。不管燈絲點(diǎn)燃在什么溫度下，只要恰當(dāng)改變黑體的溫度，總可以使得黑體發(fā)射光的顏色與鎢絲燈發(fā)射光的顏色相匹配。由此可見，對于象白熾鎢絲燈這一類型的光源，不僅它的光色和它白熾體的溫度有一對應(yīng)的關(guān)系，而且在和黑體的光色相匹配的情況下，還和此時(shí)黑體的溫度有一一對應(yīng)的關(guān)系。

由于燈源的色溫不同，它所發(fā)射的光的顏色也就不同，它的藍(lán)/紅比值也不同。因此，感光測定中所用的燈源的色溫將影響著感光測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

光源色溫的計(jì)算方法：

光源色溫分為絕對色溫和相關(guān)色溫。不同類型的色溫的計(jì)算方法是不同的，下文主要對相關(guān)色溫的計(jì)算方法進(jìn)行介紹。

目前已經(jīng)提出了幾種比較典型的相關(guān)色溫的計(jì)算方法，包括：三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等，這幾種方法雖然計(jì)算精確，但計(jì)算過程復(fù)雜，計(jì)算量大。為了更加高效準(zhǔn)確地計(jì)算出相關(guān)色溫，Macadam、J.Smith等人提出了幾種計(jì)算相關(guān)色溫的經(jīng)驗(yàn)公式。

Tamaru等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.332）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

J.Smith等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為：

式中n=（x-0.3320）/（0.1858-y），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

上述三種經(jīng)驗(yàn)公式均可以直接計(jì)算出已知色品坐標(biāo)光源的相關(guān)色溫，且計(jì)算快速、準(zhǔn)確。對于多基色混合光，其色品坐標(biāo)只能落在混合光圍成的色品坐標(biāo)的連線區(qū)域內(nèi)，故上述經(jīng)驗(yàn)公式也可以用混合光相關(guān)色溫的計(jì)算。