光源色溫和相關色溫什么關系?怎么表示色溫和相關色溫?
2024-01-03
在評價標準光源的性能指標時,我們常常會談論到色溫或相關色溫這個顏色指標,他們表示的不是光源的溫度,而是表征了光源的光譜特性,光源的光譜特性最終決定光源再現顏色的質量。那么,光源色溫和相關色溫什么關系?怎么表示色溫和相關色溫?下文為大家做了介紹。
光源色溫和相關色溫的含義:
如果某(mou)一(yi)光源(yuan)與黑體(ti)在某(mou)一(yi)溫度時的(de)相對光譜功率分(fen)布相同,則該光源(yuan)的(de)光色可以用此(ci)時黑體(ti)的(de)溫度來表示(shi),稱(cheng)為(wei)光源(yuan)的(de)顏色溫度,簡稱(cheng)色溫。
但有許多光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)相對光(guang)譜(pu)功率分布不一定(ding)與某一溫(wen)度(du)的(de)黑(hei)體完全吻合,只(zhi)能用最(zui)接近的(de)黑(hei)體的(de)溫(wen)度(du)來確定(ding)光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)色(se)(se)溫(wen),因此稱為(wei)相關色(se)(se)溫(wen)。色(se)(se)溫(wen)用絕(jue)對溫(wen)度(du)來表(biao)(biao)示,單位是(shi)(shi)K。色(se)(se)溫(wen)表(biao)(biao)示的(de)不是(shi)(shi)光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)溫(wen)度(du),而是(shi)(shi)表(biao)(biao)征了光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)光(guang)譜(pu)特性,光(guang)源(yuan)(yuan)的(de)光(guang)譜(pu)特性最(zui)終決定(ding)光(guang)源(yuan)(yuan)再現顏(yan)色(se)(se)的(de)質量。
光源色溫和相關色溫的關系:
從(cong)上述概念中,可以看出當光(guang)源發射光(guang)的(de)(de)顏色(se)(se)(se)和(he)黑體不同(tong)(tong)時(shi),色(se)(se)(se)溫(wen)的(de)(de)概念被擴大到更一(yi)般的(de)(de)“相(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫(wen)”的(de)(de)概念。在色(se)(se)(se)溫(wen)和(he)相(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫(wen)的(de)(de)定(ding)(ding)義(yi)(yi)中,必須是(shi)對標(biao)準的(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)觀察者而言(yan)。因為不同(tong)(tong)的(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)觀察者。特別是(shi)具有色(se)(se)(se)覺(jue)缺陷的(de)(de)觀察者在評價(jia)時(shi),將可能收到不同(tong)(tong)的(de)(de)結果。在相(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫(wen)的(de)(de)定(ding)(ding)義(yi)(yi)中、必須規定(ding)(ding)出一(yi)個最合適的(de)(de),為大家所公認的(de)(de)均勻色(se)(se)(se)度圖(tu)。對同(tong)(tong)一(yi)光(guang)源,由依據的(de)(de)均勻色(se)(se)(se)度圖(tu)的(de)(de)不同(tong)(tong),所求出的(de)(de)相(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫(wen)也不同(tong)(tong)。現規定(ding)(ding)用CIE1960UCS色(se)(se)(se)度圖(tu)。在上述定(ding)(ding)義(yi)(yi)中,都包(bao)括了人眼的(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)特性,因此,色(se)(se)(se)溫(wen)和(he)相(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫(wen)實際(ji)上是(shi)一(yi)個心理物理量。
光源色溫和相關色溫表示方法:
色度(du)理論給出光輻射(she)刺(ci)激引發(fa)的(de)(de)顏(yan)(yan)色在CIE(國際照明委員會(hui))均勻(yun)顏(yan)(yan)色空間中的(de)(de)數學(xue)方程描述,如下(xia)所示(shi):
其中(zhong),u(λ)/v(λ),w(λ))為CIE1960-UCS系統的光譜三(san)刺(ci)(ci)激(ji)響應曲線,U、V、W為表征顏(yan)色信息的三(san)刺(ci)(ci)激(ji)值。歸
一化U、V、W后(hou)得(de)到顏色(se)(se)的色(se)(se)度坐標:
u=U/(U+V+W)
v=V/(U+V+W)
光(guang)源發射(she)光(guang)的(de)顏(yan)色(se)(se)(即(ji)光(guang)源色(se)(se))與(yu)某一(yi)溫(wen)(wen)(wen)度下的(de)黑(hei)體發射(she)光(guang)的(de)顏(yan)色(se)(se)相同時(shi),此時(shi)黑(hei)體的(de)絕(jue)對溫(wen)(wen)(wen)度值即(ji)為該光(guang)源的(de)色(se)(se)溫(wen)(wen)(wen),色(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)用絕(jue)對溫(wen)(wen)(wen)度單(dan)位K表示。不同熱力學溫(wen)(wen)(wen)度的(de)黑(hei)體的(de)顏(yan)色(se)(se)在色(se)(se)度坐標(biao)系(xi)中形成(cheng)一(yi)條顏(yan)色(se)(se)軌(gui)跡(ji),即(ji)Planck軌(gui)跡(ji),其(qi)軌(gui)跡(ji)坐標(biao)用(u0,v0)表示:
其中(zhong)定(ding)義函數Hn[θ]的表達(da)式為:
如果光源(yuan)色(se)(se)度與黑(hei)體有差異(yi),則用相關色(se)(se)溫來描(miao)述光源(yuan)的(de)顏色(se)(se),根據相關色(se)(se)溫(記為Tc)的(de)定(ding)義,均勻(yun)色(se)(se)度圖(tu)中(zhong)的(de)等相關色(se)(se)溫線(xian)是(shi)垂直(zhi)于(yu)Planck軌跡(ji)的(de)直(zhi)線(xian)簇,等相關色(se)(se)溫線(xian)方程為:v=K(Tc)·u+D(Tc),斜率(lv)K(Tc)=-du0/dv0,截(jie)距D(Tc)=v0-K(Tc)·u0。
光源色溫高低由什么決定?
色溫(wen)(wen),由光(guang)譜決定(ding)。人眼可以(yi)感覺到的(de)(de)(de)電磁波(bo)的(de)(de)(de)波(bo)長,是(shi)380到780nm,把它(ta)們(men)輻(fu)射量(liang)(liang)逐一表(biao)出(chu),叫(jiao)光(guang)譜。小于380nm的(de)(de)(de)叫(jiao)紫外,大于780nm的(de)(de)(de)叫(jiao)紅外。色溫(wen)(wen)是(shi)表(biao)征光(guang)譜能量(liang)(liang)分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)指標(biao),色溫(wen)(wen)高,光(guang)譜能量(liang)(liang)分(fen)布(bu)于短波(bo)的(de)(de)(de)成分(fen)略多,顏色偏(pian)藍。色溫(wen)(wen)低(di),光(guang)譜能量(liang)(liang)分(fen)布(bu)于長波(bo)的(de)(de)(de)成分(fen)略多,顏色偏(pian)黃。所以(yi)色溫(wen)(wen)不意味著光(guang)的(de)(de)(de)顏色,僅表(biao)示混合(he)光(guang)的(de)(de)(de)光(guang)譜能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)。
光,特(te)別(bie)是(shi)“白光”,都(dou)是(shi)由各種(zhong)波(bo)長的光混合而(er)成,不(bu)同的波(bo)長對應(ying)不(bu)同的顏色;一種(zhong)光中有(you)哪些成分、強(qiang)度各多少,反(fan)映在(zai)有(you)橫軸(zhou)、縱(zong)軸(zhou)的圖(tu)表上(shang),便(bian)是(shi)所謂(wei)的“光譜”。
光(guang)譜(pu)就像是光(guang)的素(su)描(miao),一(yi)種光(guang)有啥特點,大致能在光(guang)譜(pu)上得到反映,若我們只關注這(zhe)幾個(ge)參數,那(nei)么可以簡(jian)單(dan)粗暴(bao)的說:光(guang)譜(pu)決定一(yi)切,它一(yi)變(bian),其他各項(xiang)必然改變(bian);其中(zhong)一(yi)項(xiang)有個(ge)高低增減,光(guang)譜(pu)也隨(sui)之上下左(zuo)右,可謂牽(qian)一(yi)發而動全身(shen)。