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。前者的評價(jià)方法同物體顏色的評價(jià)方法類似，通過色坐標(biāo)和相關(guān)色溫來表述；后者的評價(jià)方法是研究光源對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)，它的相對光譜能量分布的峰值部位將由長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，如波長為610nm（橙）、540 nm（綠）和450nm（藍(lán)）的光譜輻射對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)黑體的絕對溫度值定義為光源的色溫值。色溫符號用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溫度下的黑體輻射顏色，與理論值存在一定偏差，為了對這種情況進(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溫度來表征光源的色溫大小，這種情況下的絕對溫度稱為光源的相關(guān)色溫（簡稱 CCT），用符號Tcp表示。

針對相關(guān)色溫的計(jì)算方法，前人做了很多研究，目前相對比較典型、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。下面簡單的介紹一下內(nèi)插法。

當(dāng)知道待測光源的光譜分布后，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“測驗(yàn)色”法作為評價(jià)光源顯色性的方法，1974年修訂后，正式向國際上推薦使用，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)對顯色性評價(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。