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光源有哪兩個(gè)顏色指標(biāo)?色溫和顯色性是光源兩個(gè)重要的顏色指標(biāo),它們都與光源的光譜能量分布有關(guān)。其中色溫是光線顏色的一種標(biāo)志,而顯色性是用于描述物體在光源下顏色的逼真程度。不的色溫的光源,對(duì)人眼的視覺(jué)功效是不同的,例如暖色調(diào)。本文顏色光源的顏色指標(biāo)及色溫對(duì)視覺(jué)功效的影響做了介紹。
1.色溫
光源的色溫是用絕對(duì)溫度K來(lái)表示,是將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度升高至某一程度時(shí)顏色開(kāi)始由紅→淺紅→橙黃→白→藍(lán)白→藍(lán),逐漸改變,利用這種光色變化的特性,某光源的光色與黑體在某一溫度下呈現(xiàn)的光色相同時(shí),將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱為該光源的色溫。
色溫與白熾體的實(shí)際溫度有一定的內(nèi)在聯(lián)系,但并不相等。熱輻射光源以外的其他光源的光色在色度圖上不一定準(zhǔn)確地落在黑體軌跡上,只能用光源與黑體軌跡最接近的顏色來(lái)確定該光源的色溫,這樣確定的色溫稱為相關(guān)色溫。
色溫在3000K以下時(shí),光色就開(kāi)始有偏紅的現(xiàn)象,給人以溫暖的感覺(jué)。色溫超過(guò)5000K時(shí)光色則偏藍(lán),給人以清冷的感覺(jué)。由于人們所處區(qū)域的氣候條件的差異,通常亞熱帶的人較喜歡4000K以上較高色溫的光源照明,寒帶的人較喜歡4000K以下的較低色溫的光源照明,不同色溫的光源造成的照明效果的冷暖感覺(jué)互補(bǔ)了氣候條件的差異。
2.顯色性
光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度,顯色性好的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較好,所看到的顏色也就較接近自然原色,顯色性差的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較差,所看到的顏色偏差較大。光源的顯色性是由光源的光譜功率分布所決定的,光譜連續(xù)的光源顯色性好,物體在該光源下,所呈現(xiàn)的顏色就較逼真。CIE制定了一種評(píng)價(jià)光源顯色性的方法,用顯色指數(shù)表示光源的顯色性,即光源的顯色指數(shù)用被測(cè)光源下物體的顏色與參照光源下物體的顏色相符程度來(lái)衡量。
顯色指數(shù)分為一般顯色指數(shù)(Ra)和特殊顯色指數(shù)(Ri)兩種。一般顯色指數(shù)(Ra)是針對(duì)CIE規(guī)定的有代表性的8種色樣,在被測(cè)光源與參照光源下逐一對(duì)比,得出的這8種色樣的特殊顯色指數(shù)Ri的算術(shù)平均值。一般人工光源用Ra作為評(píng)價(jià)顯色性的指標(biāo)。光源的顯色指數(shù)愈高,其顯色性就愈好。顯色性與參照光源完全相同的,其顯色指數(shù)為100。一般認(rèn)為Ra=100~80顯色性優(yōu)良,Ra=79~50顯色性一般,Ra<50顯色性較差。但是一般顯色指數(shù)Ra高的光源可能對(duì)于某個(gè)特定的顏色,其特殊顯色指數(shù)Ri是較低的,在選用光源時(shí)應(yīng)注意。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在相同照度下,采用顯色性好的光源,視高度(主觀亮度)較高,采用顯色性差的光源、視亮度(主觀亮度)較低。若采用顯色性較差的光源時(shí),應(yīng)相應(yīng)地提高照度水平,以提高視亮度。這在我國(guó)的工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中已有反映。
選擇具有合適顯色性的光源對(duì)于照明設(shè)計(jì)十分重要,否則再好的裝璜、擺設(shè)、藝術(shù)品等也會(huì)因選擇不適當(dāng)?shù)墓庠炊?/p>
人眼視覺(jué)功能的實(shí)現(xiàn)需要一定的光通量(光功率),表現(xiàn)在視覺(jué)作業(yè)面上要求達(dá)到一定的照度(亮度)。為了研究色溫與照度之間的關(guān)系,人們進(jìn)行了大量的視我功效實(shí)驗(yàn)(用視覺(jué)作業(yè)的速度和精確度來(lái)評(píng)價(jià)視覺(jué)能力),以弄清楚在相同的照度下用低色溫的光源(如白熾燈)和高色溫的光源(如日光色熒光燈)照明的視覺(jué)效果是否有差異。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熒光燈和白熾燈在601x以上時(shí),視覺(jué)效果無(wú)差異,僅在101x時(shí),似乎熒光燈比白熾燈的視覺(jué)效果略差。CIE提出要看清楚人臉部特征所需的最低亮度為1cd/m2,相當(dāng)于201x的照度。101x沒(méi)有達(dá)到此要求,在該照度值下的視覺(jué)效果的比較是沒(méi)有意義的。
白熾燈和鹵鎢燈的色溫低,雖然顯色性好,但由于光效低,大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,隨著高光效的熒光燈,金鹵燈等氣體放電燈的應(yīng)用及其顯色性的改善,一般不再用低光效的白熾燈和鹵鎢燈來(lái)實(shí)現(xiàn)要求達(dá)到的高照度,因?yàn)檫@樣不利于節(jié)約能耗。熒光燈原來(lái)采用鹵磷酸鹽熒光粉。只能做高色濕的燈管,后來(lái)采用稀土熒光粉才能做出低色溫的燈管,隨著金鹵燈制造技術(shù)的不斷發(fā)展,目前已有3000K的低色溫金鹵燈,其光效商,顯色性好。用3000K的金鹵燈來(lái)照明達(dá)到較高的照度,人們的視覺(jué)效果良好,對(duì)光環(huán)境的感覺(jué)滿意,所以光源色溫的選擇并不取決于要求達(dá)到的照度的高低、“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點(diǎn)可以放棄了。
人眼的視覺(jué)進(jìn)化經(jīng)歷了一個(gè)溫長(zhǎng)的過(guò)程。自遠(yuǎn)古以來(lái),人們?nèi)粘龆鳎杖硕?。白天時(shí),晝光的色溫高,人們緊張、高效、精神振奮地進(jìn)行工作;傍晚太陽(yáng)落山,人們鉆木取火,以火作為照明手段,火光的色溫低,人們處于一種松弛、休閑的狀態(tài),有一種溫馨的感覺(jué)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的視覺(jué)進(jìn)化過(guò)程、即使使用電光源進(jìn)行人工照明以后,人們還是習(xí)慣于選用低色溫的暖色調(diào)燈光在進(jìn)行娛樂(lè)休閑的場(chǎng)所創(chuàng)造接近日暮黃昏的親切、輕松的氣氛;選用高色溫的冷色調(diào)燈光在進(jìn)行工作的場(chǎng)所創(chuàng)造緊張、活潑、振奮的氣氛??梢?jiàn)光源色溫的選擇取決于光環(huán)境所要營(yíng)造的氣氛。
1.暖色光
暖色光的色溫在3300K以下,暖色光與白熾燈相近,紅光成分較多,能給人以溫暖,健康,舒適的感受。適用與家庭,住宅,宿舍,賓館等場(chǎng)所或溫度比較低的地方。
2.冷白色光
又叫中性色,它的色溫在3300K到5300K之間,中性色由于光線柔和,使人有愉快,舒適,安詳?shù)母惺?。適用與商店,醫(yī)院,辦公室,飯店,餐廳,候車室等場(chǎng)所。
3.冷色光
又叫日光色,它的色溫在5300K以上,光源接近自然光,有明亮的感覺(jué),使人精力集中及不容易睡著。適用與辦公室,會(huì)議室,教室,繪圖室,設(shè)計(jì)室,圖書(shū)館的閱覽室,展覽櫥窗等場(chǎng)所。