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:
如果某一光源與黑體在某一溫度時的相對光譜功率分布相同,則該光源的光色可以用此時黑體的溫度來表示,稱為光源的顏色溫度,簡稱色溫。
但有許多光源的相對光譜功率分布不一定與某一溫度的黑體完全吻合,只能用最接近的黑體的溫度來確定光源的色溫,因此稱為相關色溫。色溫用絕對溫度來表示,單位是K。色溫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。
光源色溫和相關色溫的關系:
從上述概念中,可以看出當光源發射光的顏色和黑體不同時,色溫的概念被擴大到更一般的“相關色溫”的概念。在色溫和相關色溫的定義中,必須是對標準的色覺觀察者而言。因為不同的色覺觀察者。特別是具有色覺缺陷的觀察者在評價時,將可能收到不同的結果。在相關色溫的定義中、必須規定出一個最合適的,為大家所公認的均勻色度圖。對同一光源,由依據的均勻色度圖的不同,所求出的相關色溫也不同。現規定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中,都包括了人眼的色覺特性,因此,色溫和相關色溫實際上是一個心理物理量。
光源色溫和相關色溫表示方法:
色度理論給出光輻射刺激引發的顏色在CIE(國際照明委員會)均勻顏色空間中的數學方程描述,如下所示:
其中,u(λ)/v(λ),w(λ))為CIE1960-UCS系統的光譜三刺激響應曲線,U、V、W為表征顏色信息的三刺激值。歸
一化U、V、W后得到顏色的色度坐標:
u=U/(U+V+W)
v=V/(U+V+W)
光源發射光的顏色(即光源色)與某一溫度下的黑體發射光的顏色相同時,此時黑體的絕對溫度值即為該光源的色溫,色溫用絕對溫度單位K表示。不同熱力學溫度的黑體的顏色在色度坐標系中形成一條顏色軌跡,即Planck軌跡,其軌跡坐標用(u0,v0)表示:
其中定義函數Hn[θ]的表達式為:
如果光源色度與黑體有差異,則用相關色溫來描述光源的顏色,根據相關色溫(記為Tc)的定義,均勻色度圖中的等相關色溫線是垂直于Planck軌跡的直線簇,等相關色溫線方程為:v=K(Tc)·u+D(Tc),斜率K(Tc)=-du0/dv0,截距D(Tc)=v0-K(Tc)·u0。
光源色溫高低由什么決定?
色溫,由光譜決定。人眼可以感覺到的電磁波的波長,是380到780nm,把它們輻射量逐一表出,叫光譜。小于380nm的叫紫外,大于780nm的叫紅外。色溫是表征光譜能量分布的指標,色溫高,光譜能量分布于短波的成分略多,顏色偏藍。色溫低,光譜能量分布于長波的成分略多,顏色偏黃。所以色溫不意味著光的顏色,僅表示混合光的光譜能量的分布。
光,特別是“白光”,都是由各種波長的光混合而成,不同的波長對應不同的顏色;一種光中有哪些成分、強度各多少,反映在有橫軸、縱軸的圖表上,便是所謂的“光譜”。
光譜就像是光的素描,一種光有啥特點,大致能在光譜上得到反映,若我們只關注這幾個參數,那么可以簡單粗暴的說:光譜決定一切,它一變,其他各項必然改變;其中一項有個高低增減,光譜也隨之上下左右,可謂牽一發而動全身。