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1、光源的色溫和顯色性作為光源,除了要求光效高之外,還要求它發(fā)出的光具有良好的顏色。光源的顏色有兩方面的意思:色表和顯色性。人眼直接觀察光源時所看到的顏色,稱為光源的色表。顯色性是指光源的光照射到物體所產(chǎn)生的客觀效果。如果各色物體受照的效果和標(biāo)準(zhǔn)光源(黑體或重組日光)照射時一樣,則認(rèn)為該光源的顯色性好(顯色指數(shù)高);反之,如果物體在受照后顏色失真,則該光源的顯色性就差(顯色指數(shù)低)。顯色性也稱演色性或傳色性。下面舉例說明色表和顯色性的意義。以前街道上的路燈采用高壓汞燈,現(xiàn)在已采用高壓鈉燈等氣體放電光源。如
2、果從遠處看高壓汞燈,一定覺得它發(fā)出的光既亮且白。但是,當(dāng)看到被它照射的人的面孔時一定不滿意,看起來好像在臉上抹了一層青灰。這說明高壓汞燈的色表并不差,但顯色性不好。鎢絲燈恰恰與之相反,它的光看上去雖然偏紅、偏黃,但是受照物體的顏色卻很少失真。也就是說,鎢絲燈的色表不很好,但顯色性很好。再看看低壓鈉燈的情況,低壓鈉燈的光色非常黃,如果將一塊藍布放在低壓鈉燈下面,布就變成黑色,這說明低壓鈉燈的色表和顯色性都不好,而氙燈的色表和顯色性都很好。從上面4個例子可以看出,有些光源的色表和顯色性都不好(低壓鈉燈),
3、有些都很好(氙燈),有些色表好但顯色性不好(高壓汞燈),有些色表不好但顯色性好(鎢絲燈)。光源的色表和顯色性既有區(qū)別,又有聯(lián)系。藍色的布為什么到了低壓鈉燈下面就變黑了呢?要弄清這個問題,首先要對日光做一番分析。原來日光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等多種顏色的光按照一定的比例混合而成的。日光照到某一種顏色的物體(指非透明體)上,物體將其他顏色的光吸收,而將這種顏色的光反射出來。比如,藍布受日光照射后,將藍光反射出來,而將另外的光吸收,因此在人眼里看到的這塊布就是藍色的。正是由于日光本身包含了各種色光,
4、再加上各種物體對不同色光的反射(在有些情況下是散射或透射)性能不一樣。大自然才在日光的照射下顯得五彩繽紛。低壓鈉燈則不然,它發(fā)出的光主要是黃光。當(dāng)黃光照到藍布上時,藍布將黃光全部吸收,藍布雖能反射藍光,但是因為低壓鈉燈發(fā)出的光中基本上沒有藍光,也就不能反射出藍光來,因此在低壓鈉燈的照射之下,藍布就變成黑色的了。鎢絲燈的光譜能量分布是連續(xù)的,各種色光都有,因此一般的彩色都能反映出來,有較好的顯色性。但是,因它的輻射能量分布偏重于長波方向,因此整體上看來光色偏紅、偏黃,色表不很理想。由以上討論可知,光源的
5、顏色從根本上來說是由它的光譜能量分布決定的。光源的光譜能量分布確定之后,它的色表和顯色性也就定了。但是不能倒過來認(rèn)為,由光源的色表可以確定光源的光譜能量分布。光譜能量分布截然不同的光源可以產(chǎn)生相同的色差,這就是所謂的“同色異譜”現(xiàn)象。高壓汞燈發(fā)出的光盡管色表和日光接近,但它的光譜能量分布和日光相差很大,它的光譜中多青光、藍光而缺少紅光,這就是它使被照的人臉發(fā)青灰的緣故。從光源的光譜能量分布和顏色,可以引入色溫這個表示光源顏色的量。當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時,黑體的這個溫度
6、就稱為該光源的顏色溫度Tc,簡稱色溫(CT),用絕對溫標(biāo)表示。對白熾燈一類的熱輻射光源來講,由于其光譜能量分布和黑體比較接近,所以可用分布溫度Td來表示它的光譜能量分布,同時也表示了它的顏色。在可見光區(qū)光源的相對光譜能量分布與黑體在某一溫度下輻射的相對光譜能量分布相似時,則黑體的這個溫度就稱為該光源的分布溫度。由于光譜能量分布相同的光,其顏色必定相同,因此分布溫度也就是色溫。對于氣體放電光源,其光譜能量分布很少與黑體的相似,所以對這些光源來講,分布溫度沒有意義。對于某些光源(主要是線光譜較強的氣體放電
7、光源),它發(fā)射的光的顏色和各種溫度下的黑體輻射的光的顏色都不完全相同(色坐標(biāo)有差別),這時就不能用一般的色溫概念來描述它的顏色,但是為了便于比較,還是用了相關(guān)色溫的概念。光源發(fā)射的光與黑體在某一溫度下輻射的光顏色最接近,即在均勻色度圖上的色距離最小,則黑體的溫度就稱為該光源發(fā)射的光的相關(guān)色溫(CCT),顯然,相關(guān)色溫所表示的顏色是粗糙的,但它在一定程度上表達了顏色,如果和顯色指數(shù)結(jié)合起來,就可在一定程度上表達光源的顏色特性。