《{包装印刷造纸公司管理}包装色彩学5光源的色度学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{包装印刷造纸公司管理}包装色彩学5光源的色度学（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 光源及其光学特性,物体：发光体(光源)、不发光体,光源：自然光源与人工光源,第五章 光源及其光学特性,物体：发光体(光源)、不发光体,光源：自然光源与人工光源,5.1 概述,只有在光的照射下，人们才能感知物体的形态与颜色，没有光就没有颜色，光是人们感知色彩的必要条件，色来源与光。简言之，光是色的源泉，色是光的表现。,5.1.1 光的本质,中国国家标准（GB/T 5698-2001）：“光能对人的视觉系统产生明亮和颜色感觉的电磁辐射，又叫可见电磁辐射。其波长范围一般取380nm780nm。”,5.1 概述,5.1.1 光的本质,可见光：波长380nm到780nm（1nm10-9m）的电磁
2、波。,5.1 概述,5.1.1 光的本质,色散现象说明：白光实际是由各种色光组成的，这些色光不是由棱镜创造出来的，棱镜仅仅是把原已经存在着的各种色光加以分解而已。,色散实验,5.1 概述,5.1.1 光的本质,单色光：波长只有一个 在物质中传播的速度随波长的不同而不同，波长越短，偏折程度越大，波长越长，偏折程度越小。,5.1 概述,5.1.1 光的本质,复色光：由多种单色光混合而成的光,5.1 概述,5.1.1 光的本质,5.1 概述,5.1.2 光源,物体：发光体(光源)、不发光体,光源：自然光源与人工光源,印刷行业常用光源： 车间照明用光源日光灯、白炽灯 制版光源金属卤化物灯、镝灯,5.1
3、 概述,在GB/T 3978-94（标准照明体和照明观测条件）中的定义。 照明体是指“在影响物体颜色视觉的整个波长范围内所定义的相对光谱功率分布”； 色度学标准照明体是“由CIE用相对光谱功率分布所定义的照明体A、C、D65其它照明体D。由相对光谱功率分布定义的照明体可以不必由光的物理发射体光源来准确地提供和实现。”； 色度学标准光源是“由CIE规定的人工光源，它们的辐射近似色度学标准照明体”。,5.1.2 光源,(1) 照明体概念,照明体A：应为完全辐射体在绝对温度2856K（根据1990年国际实用温标）时发出的光。照明体A的相对光谱功率分布根据普朗克辐射定律计算。 照明体C：代表相关色温大
4、约为6774K的平均日光，光色近似阴天天空的昼光； 照明体D50、D55、D65、D75：代表相关色温分别为5003K、5503K、6504K和7504K时的昼光；,5.1 概述,5.1.2 光源,标准照明体A：代表完全辐射体在2856K发出的光，钨丝灯光，其光色偏黄 标准照明体B：代表相关色温约为4874K的直射阳光，表示中午平均直射阳光 标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光标准照明体D65：代表相关色温大约为6504K的日光 标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其它日光,CIE规定了四种标准照明体的色温标准：,5.1 概述,5.1.2 光源,5.1 概述,5.1.3 光
5、源的三刺激值,5.1 概述,5.1.3 光源的刺激值,根据CIE1931观察者计算的常用光源的参数,5.1 概述,5.1.3 光源的刺激值,根据CIE1964观察者计算的常用光源的参数,5.1 概述,5.1.3 光源的刺激值,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,绝对黑体：如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射，那么这个物体称为绝对黑体。天然的、理想的绝对黑体是不存在的。,黑体辐射的发射本领只与温度有关。严格地说，一个黑体若被加热，其表面按单位面积辐射光谱能量的大小及其分布完全决定于它的温度。因此我们把任一光源发出的光的颜色与黑体加热到一定温度下发出的光的颜色相比较，来描述光源的光
6、色。,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,当黑体连续加热，温度不断升高时，其相对光谱能量分布的峰值部位将向短波方向变化，所发的光带有一定的颜色，其变化顺序是红-黄-白-蓝。,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,黑体在不同温度下可见光谱范围的相对功率分布曲线,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,黑体不同温度的色度轨迹,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,色温：当某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。 相关色温（correlated color temperature ）：当某一光源的色度与某一温度下的完全辐射体（黑体）的色
7、度最接近，或在均匀色度图上的色差距离最小时的完全辐射体（黑体）的温度。 色温用绝对温度“K”表示（ T(K)=t(oC)+273 ）,(1) 定义,5.2 光源的色温,5.2.1 黑体,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,色温是光源的重要指标，一定的色光具有一定的相对能量分布,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(2) 计算,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,在CIE l931色度图上，黑体轨迹上各温度点不是按等距分布的；同时由于CIE l931色度图的空间是不均匀的，即在色度图上两处相同的距离不代表视觉上等量的颜色差别，所以就很难确定一个在黑体轨迹附近的光源的相关色
8、温。因此，凯莱利用CIE l960 UCS图，按视觉恰可分辨的最小颜色差别，把黑体轨迹划分为许多视觉分辨的单位，叫做麦勒德（rd）。麦勒德与色温、相关色温的关系为： l 麦勒德 = l / 色温 106,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,CIE 1931 色度图上按10麦勒德间隔分布的等相关色温线,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,CIE 1960 UCS图上按10麦勒德间隔分布的相关色温线,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,光源的相关色温近似值计算：,TC = 1.4388 TC48 / 1.4380,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应
9、用,根据光色的舒适感选择色温 根据人的生理和心理需求合理运用色温 根据不同的被照场所使用色温 印刷行业对光源色温的要求,照度水平与色光舒适感的程度,很低的照度下采用接近火焰的低色温的光源；在中等照度下采用色温接近黎明和黄昏的色温略高的光色较适宜; 而在高的照度下则是采用接近中午阳光或偏蓝的去消天空光色较舒适,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,根据光色的舒适感选择色温,人们对自然光的适应不仅是色温感觉问题, 并且在光谱的分布上也要求人工光与自然光接近或基本相同, 其光谱分布只有一峰值较好, 若是两个峰值且不连续则易引起人们的视觉疲劳。光谱成分单一的光源, 光色质量较
10、差，照明效果不好。 同一类光源光谱能量分布较宽的光源照明质量相对分布较窄的效果要好, 舒适度高。,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,红色使人兴奋, 蓝色使人沉静；波长较长的红黄光使人有近感, 波长较短的蓝青光使人有远感；重量大小相同的物体深暗色看起来重而小, 明亮色看起来轻而大。在心理方面红系统光可以增加食欲, 蓝系统光则会使食欲减退。彩色度高的比彩色度低的光更能使人产生激情。低色温光给人以温暖的感觉(称暖色光), 高色温光给人以冷的感觉(称冷色光),所以当需要一种热烈激昂的气氛时可用低色温的暖色光源, 当需要冷静沉稳的气氛时可用高色温的冷色光源。在温度较高的热带
11、地区, 宜用高色温光源增加凉爽的舒适感, 在寒冷地区宜使用低色温光源, 给人以温暖祥和的感觉。,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,根据人的生理和心理需求合理运用色温,在餐厅选用以红黄为主的光色, 可以给人一种灯火辉煌的感觉,使人兴奋食欲增强. 而在紧张繁忙的车间则较适宜采用高色温的冷色光源, 可缓解人们的紧张情绪. 在医院病人的情绪多是焦虑不安, 选用色温高的冷色光源可减轻这种感觉, 多些平静感. 在卧室或宾馆客房采用茶色或橙色光源, 会使人具有休闲、安逸和温馨的感觉. 在商店为了吸引顾客要设法使商品突出,通常的做法是使商品和衬托背景具有强烈的对比效应, 达到醒目
12、的效果再加上适当的彩色投光装饰, 效果会更佳.,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,根据不同的被照场所使用色温,原稿的拍摄： 彩色胶片分日光型片和灯光型片 日光型片室外日光下拍摄，要求色温54005600K，如果色温低或在室内拍摄，会使照片偏黄。 灯光型片室内拍摄，要求色温28003200K，如果色温高或在室外拍摄，会使照片偏蓝。,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,印刷行业对光源色温的要求,制版光源对色温的要求： 色温在5500K6500K的光源的光谱能量分布符合制版分色的要求。色温过高或过低都会影响制版的质量。 制版车间和印刷车间的照
13、明光源，色温最低应该在2850K以上。 按照我国的行业标准规定，观察透射样品时，光源的相关色温应该为5003K，观察反射样品时，光源的相关色温应该为6504K,5.2 光源的色温,5.2.2 光源的色温,(3) 色温的应用,5.3 光源的显色性,例如，在日光下观察一副画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色已变了色。如粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色。因此，在高压汞灯下，物体失去了真实颜色，如果在黄色光的低压钠灯底下来观察，则蓝色会变成黑色，颜色失真更厉害，显色指数更低。光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。日光、白炽灯具有连续光谱，连续光谱的光源均有较好的显色性。,5.3 光源的显
14、色性,5.3 光源的显色性,光源的显色性：以日光作标准, 将白炽灯等人工光源与其比较, 显示同色差异的能力。 定量评价指标：一般显色性指数100 ，显色性指数的高低，就表示物体在待测光源下变色和失真的程度。 我国国家标准光源显色性评价方法GB/T 5702-2003中规定用普朗克辐射体（色温低于5000K）和组合日光（色温高于5000K）做参照光源。,光源的显色性以一般显色性指数Ra值区分： Ra值为10075 显色优良 7550 显色一般 50以下 显色性差,5.3 光源的显色性,5.3 光源的显色性,光源的一般显色指数,色温是衡量光源本身光色的指标， 显色性是衡量光源视觉质量的指标。 假若
15、光源色处于人们所习惯的色温范围内，则显色性应是光源质量的更为重要的指标。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。,5.3 光源的显色性,显色性高 显色性低,光源显色性的定量评价,参照光源的选择 待测光源的相关色温不高于5000K时，以普朗克辐射体作为参照光源 待测光源相关色温高于5000K时，以组合昼光作为参照光源 参照光源的宽容度 检验色样 8+7 检验色样的CIE 1931 XYZ三刺激值的确定 由xy坐标转换为uv坐标 色适应色品位移的修正,5.3 光源的显色性,由u、v、Y转换成U*、V*、W*均匀色空间坐标值 色差计算,5.3 光源的显色性,显色指数,特殊显色指数的计算 用
16、计算特殊显色指数。 计算结果取舍入后最接近的整数。 一般显色指数Ra的计算 一般显色指数是由8个特殊显色指数（i1，8）取算术平均值求得。,5.3 光源的显色性,光源显色性的应用,5.3 光源的显色性,根据不同的装饰效果运用显色特性 在实际的夜景装饰、电影、电视、布景及室内装饰等工程中, 可以根据不同的装饰要求选用不同光源例如: 荧光高压汞灯表面看上去它发出的光亮而白, 说明其色表好, 但它照在人的脸上却发青很难看, 说明它显色性差。 因为它的光谱成分中青绿具多, 所以若将其用于草坪装饰, 会使草坪看上去更加郁郁葱葱, 生机昂然, 具有甚佳的效果. 根据被照场所对显色指标要求运用显色特性,光源显色性的应用,5.3 光源的显色性,根据不同的装饰效果运用显色特性 再如低压钠灯表面光色为橙黄色, 但由于它的光谱成分中是单色
