色温和显色性什么意思?色温和显色性怎么测?

2024-07-10 3nh 212

色温和显色性什么意思?色温和显色性是描述光源颜色的两个重要指标,其中色温是描述光源颜色的指标,而显色性是描述物体在光源下颜色显现的逼真程度。那么,色温和显色性怎么测?本文对此做了介绍。

色温和显色性

色温的含义:

色温是描述光源光谱质量最常用的指标。当某辐射体与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的光谱功率分布时的温度,称为该辐射体的色温。当光源的色度坐标位于色度图上的黑体迹线上时,就把黑体的绝对温度定义为该光源的色温,不同温度下,绝对黑体的色度坐标是不同的,但是非热辐射光源,它们的光谱功率分布形式与黑体辐射相差很大,其色度坐标不一定落在黑体辐射迹线上,这时常用相关色温来表示,即在色度图上,和某一光源的色度坐标点相距最近的那个黑体的绝对温度就定义为该光源的相关色温。


光源色温测定方法:

蓝/红比法通常用来测定一个光源的色温。在这个方法中,改变标准光源(黑体或更通常的是经预先校准过的标准灯)的色温,使其测得的被测光源和标准光源的蓝/红比相等、此时就认为被测光源的色温等于标准光源的色温。严格地讲,这样比较得到的是分布温度,而不是色温。虽然在通常情况下由于被测光源和标准光源具有相同或近似相同的分光能量分布、这种差别是不大重要的但是如果所比较的这两种光源具有不相同的分光能量分布+最好还是讲这是它的分布温度、尽管这分布温度和所使用的蓝、红波长范围有关。因此,对于感光测定所用的仪器灯泡(钨丝灯),可以用蓝/红比方法来标定灯泡的色温。

取一只无色泡壳的钨丝灯,由小到大逐渐升高灯电压(电流),灯丝的温度随之也逐渐升高,我们可以看到发出的光有两个变化,一个是灯丝的亮度越来越大;另一个是它发出的光的颜色也在变化,先是暗红,然后变为红、红黄、黄白,最后变为白色。并且只要将灯电压(或电流)每次都调到同一数值,也就是说灯丝被加热到对应的同一温度时,它发出的光亮度总是相同的,光颜色总是恒定的,且不同的温度对应于不同的亮度,不同的颜色。不管灯丝点燃在什么温度下,只要恰当改变黑体的温度,总可以使得黑体发射光的颜色与钨丝灯发射光的颜色相匹配。由此可见,对于象白炽钨丝灯这一类型的光源,不仅它的光色和它白炽体的温度有一对应的关系,而且在和黑体的光色相匹配的情况下,还和此时黑体的温度有一一对应的关系。

由于灯源的色温不同,它所发射的光的颜色也就不同,它的蓝/红比值也不同。因此,感光测定中所用的灯源的色温将影响着感光测定数据的准确性,严重影响产品质量。


显色性的含义:

光源对物体的显色能力称为显色性,是通过与同色温的白炽灯下观察到的物体颜色比较得到的。光源发射的光谱分布决定它的颜色,光谱分布不同,对各个颜色的显色性亦大不相同。相同颜色的光源可以由不同的光谱组成,光源的光谱组成波长范围越广显色品质越好。当光源光谱中缺少白炽灯下物体所反射的主波长时,会使物体颜色产生明显的色差,色差程度越大,光源对该颜色的显色性也就越差。目前,显色指数仍是定义评价光源显色性的普遍方法。


显色性测定方法:

显色性是评价光源的重要特性,人们习惯认为物体在日光下的颜色为真实颜色,因此用物体在灯光下和日光下的颜色的接近程度表示灯光的显色性,颜色越接近,显色性越高。光源的光谱分布决定了光源的显色性,具有连续光谱分布的光源具有较好的显色性,如日光灯,白炽灯等。显色性的评价方法大体上可以分为两种:基于光谱分布之差的方法和基于作为标准的物体色外貌之差的方法。目前在光源显色性评价上多采用后一种方法。

CIE推荐显色指数CRI来评价光源的显色性。CIE提出把普朗克辐射体作为评价低色温光源显色性的参照标准。当相对色温低于5000K时,将同等色温下的普朗克辐射体在作为参考光源;当相对色温高于5000K时,将标准照明体D作为参考光源。若样本在测试光下的颜色和参考光下的颜色完全相同,则认为显色指数为100。在评价光源的显色性时,采用14种试验色,如下图所示。

CRI选用的R1-R14颜色样品

其中前8种不同颜色,它们明度值接近,彩度适中,围绕色相环,用于光源一般显色指数和特殊显色指数的计算;而后6种是一些饱和色和皮肤色,如四个心理基础色(纯红、黄、绿、蓝)、皮肤色和树叶颜色,用于特殊显色指数的计算。通过测量并计算这些试验色在测试光和参考光下的色差,便可求出光源的显色指数,用以表征光源显色性的优劣程度。

假设第i中试验色在参考光和测试光下的色差为△Ei(i= 1,2,3,……,14),则可以计算出各种试验色的特殊显色指数Ri:Ri=100-4.6△Ei。

显色指数越高,代表显色性越好,如果Ri=100,表示该样本在测试光合参考光下的色差为0。将前8个样本的显色指数取平均值,得到常用的一般显色指数Ra,显色指数Ra是评价光源的重要指标。

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