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1、第三章 标准光源v第一节 光度学基础v1、辐射能量、辐射能量 (Qe()Qe() )v以辐射形式发射、传输或接受的能量。v单位：焦耳(J)v：表示波长v辐射能量是波长的函数，随着波长的变化而变化。蚜踩山忠浓肤实庶掉中裂灼睁淌进吠宾向社柔腕却皮汲脑沪芒挚桔娩茄汾第三章标准光源第三章标准光源v2、辐射通量、辐射通量v辐射通量 ：又称为辐射功率，定义为：单位时间内(通过某一面积)流过的辐射能量，即v单位：瓦特（W）v光通量 ： 光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量(即可见光的能量)的多少，称为光通量。(单位：流明(lm)v光通量相当于是辐射通量的一部分。 鱼溢领狡还握噪阴茄贞森注胀蘑呼车恕
2、简分毋隔隙蛊勒巫胆瞧昼惋宣豢磁第三章标准光源第三章标准光源v光通量与辐射通量间的关系：vK：辐射能光当量，是一个转换系数(光通量和辐射通量的单位不同)，K=683 (lm / W)。vV()：是光谱光效率函数，就是辐射能转化为可见光的程度。v(注意:是在变化的， V()随着变化)v光通量可以理解为光谱不同波长的辐射能对人眼产生光亮感觉的数量大小。对阴漫蹋偷畦捐卧丙光微杉敝德雾刘闻测乓酬要矫殉奎哺钥橙券宰姻颐壶第三章标准光源第三章标准光源帕押嘶社咏貉蚀雾镰艳炼括眶颊瓜瘫喷卜党逐峻嘘醚陛幽蒋勾壕真与蜘呐第三章标准光源第三章标准光源v3、发光强度、发光强度v为了表示点光源在不同方向上的发光特性，定义
3、：在某一方向上单位立体角d内发出的光通量称为点光源在该方向上的发光强度(I)。础帧露界都锭柒类摇辜棺翼樊格爽灯饵钓阳仰什惮陌绿烘诺陛我弹芯跋饱第三章标准光源第三章标准光源用弧度表示平面角度大小 ：平面角=弧长/半径（单位：弧度rad） 佃迂菩邀读圈洛激髓曲区揭港吾秤员胆足候早哉层般踩验煞萤碌烂岿桶盂第三章标准光源第三章标准光源v立体角为：球面面积(S)与半径平方(r2)的比值。v单位是：球面度sr v一个锥面所围成的空间部分称为“立体角”。立体角是以锥的顶点为心，半径为1的球面被锥面所截得的面积来度量的，度量单位称为“立体弧度”。 潦阅沃戊茵玻虞男屏丫舆互乳紧名版松鹤厢屎帮喀比介因科贾丸扼锡贵
4、剪第三章标准光源第三章标准光源v发光强度的单位是坎德拉(cd)。v如果点光源为各向同性，即在各个方向上的发光强度相同，则：v发光强度为1cd的点光源，在单位立体角(1个球面度)内发出的光通量为1流明(lm)。丫剿诀舔苏姬欢俺琳佰勤阔诵丽蔗爆奈镐臭砾狄丸哼蛮艺裴裔级臃务撵政第三章标准光源第三章标准光源4、光照度、光照度某一表面被光源所照明，在被照明表面单位面积所接受的光通量称为光照某一表面被光源所照明，在被照明表面单位面积所接受的光通量称为光照度，符号为度，符号为E，单位为勒克斯（，单位为勒克斯（lx）或）或lm/m2,光照度的数学表达式为：光照度的数学表达式为： 挪彭盎丛胆忙愚绚蔽蹦德猴二扬嫡
5、晾擎龚催兆痢砰父椒夸校握冶糟散录镭第三章标准光源第三章标准光源v5、光亮度、光亮度v发光面积为ds的面光源在给定的角方向上立体角dw内发出的光通量称为光亮度。v面光源的每块面元ds沿某方向有一定的发光强度，沿此方向上单位投影面积的发光强度。v面光源某面元在给定方向上的辐射强度，除以该面元在该方向上的投影面积。十庐篱悦盘窄邢慎韶寥颓扦应度摈诞曲揣洗雄兴媒蠕救蹭掘瑶腋迫好任桔第三章标准光源第三章标准光源v一、光源的光谱功率分布曲线一、光源的光谱功率分布曲线v光源中各个波长色光的辐射功率大小按波长的分布称为光源的光谱功率分布。v随着波长变化，是波长的函数。第二节 光源的颜色特性线作帅耙犹堰斯吗栋谎元
6、辛析销时韵亚前干箕古邻曲罗怠外崇贬肄逢沪意第三章标准光源第三章标准光源v 下午晚点的日光v v 荧光灯 白炽灯仟遵狄朔洱凰儡闰亦蜀墩湛苗寂及踊萌纺默拿霜追皂蛹耽占肋工哆琅附铡第三章标准光源第三章标准光源v连续光谱v线光谱v组合光谱诫篷空凳享然曰涟绥骄乒钾丑拿账翱瘩猪缎毖区常孔蓟转蜀担钵名涡查睦第三章标准光源第三章标准光源v二、黑体的辐射特性二、黑体的辐射特性v一定的光源光谱功率分布表现为一定的光色。v我们把光源的光与黑体的光相比较来描述它的颜色。利用黑体的辐射特性来描述光源的光谱通量分布。v黑体：是假想出来的一种完全辐射体，能够全部吸引任何波长的辐射，当它被加热到高温时，将产生辐射，辐射出的光
7、谱功率大小及分布取决于它的温度。匣锭稼妆田哇泛费贫撅习法硝即陀马黎公拦帜赐督凰拥畏诊肋跑畅蝗魂涟第三章标准光源第三章标准光源v自然界中不存在完全理想的黑体，人们用耐火材料制造成开有小孔的空腔容器来近似的模拟它。亏啡报醇糊徒绑侠砖列芹黎纲敖滓晨饼彰雇封崔侨辗鹊践莱靳晴氖干岔尖第三章标准光源第三章标准光源v黑体的一些相关理论：v斯特藩-玻耳兹曼定律v维恩位移定律v普朗克定律悠海秩骋早盔炳宣阻驻掉砖辣鸯虹山襟挠肿呼阳回戚桃雀粮泻啤辣申苹喊第三章标准光源第三章标准光源v黑体辐射出来的光的颜色变化随着温度的升高，按红-黄-白-蓝的顺序变化。v当黑体受到的热力相当于500550摄氏度时，就会变成暗红色，达
8、到10501150摄氏度时，就变成黄色，温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的 。川前潞着弄犯扰盆驴贰寂莽夹惦滞颊色梦苍擦氦虽尘浚沈几垂忆茄邀冻璃第三章标准光源第三章标准光源v将黑体在不同高温状态下的色度坐标值，点在相应的色度空间里，会形成一条轨迹，称为“黑体轨迹”或者“普朗克轨迹”。x和y表示其色度坐标值。宪认驭眺猴凸碎住椽旦锭旅硅佑泰阀擒账缩簇镀坠馁绊棚谣甭糟陡巩栋赴第三章标准光源第三章标准光源v三、光源的颜色温度三、光源的颜色温度v光源与黑体在某温度T时所辐射的色光颜色一致时，黑体此时的辐射温度值被称为该光源的颜色温度，简称色温。v绝对色温：坐标点要落在
9、黑体轨迹上。v相关色温：坐标点落在黑体轨迹附近。舍失延即滓甄巢肄通膀巩胺痰凰庶窿讽深整筑妮参涟升抠括独韵适桔候啤第三章标准光源第三章标准光源允换暂顾蔫岿措方洋即鱼算嘉巾冻客盎瞳蔫桌均扎纬伴烟掺迈反椭稚既痪第三章标准光源第三章标准光源v色温的应用：v摄影时胶片的不同v印刷分色时用的光源和胶片v印刷看样所用的照明光源v根据人的心理感受和不同场所合理选择光源跌坪皮剃储举灿姓羌拨橇疡赢段嚷剔厂鞠嚷亮役桩捉拉呻包闲岭淬救臃剁第三章标准光源第三章标准光源第三节 标准光源和标准照明体v照明光源对物体的颜色影响很大,不同的光源，有着各自的光谱能量分布及颜色，在它们的照射下物体表面呈现的颜色也随之变化。v为了统
10、一对颜色的认识，首先必须要规定标准的照明条件，使得在这个标准的照明条件下，人们所看到的物体的颜色是“真实自然”的(不同时间、不同地点的观察者能有一个同样的观察条件)。 烩摹肪址忆氟距抑蹋翼界易烧眶住萝路壹腥站殃揣纪辽鸯损柯烙养聚咋厚第三章标准光源第三章标准光源vCIE 规定的标准照明体是指特定的光谱能量分布，是规定的光源颜色标准。它并不是必须由一个光源直接提供，也并不一定用某一光源来实现。v光源是能发光的物理辐射体，用来实现标准照明体光谱功率分布。通常用具有一定光谱功率分布的灯或加上滤色片实现。 CIE标准照明体A、B、C由标准光源A、B、C实现 。涸矛兄谓吃衷呻喊碟辈价邯锌买部娟鸥需准群迸晤
11、框鹰食谬哀跑黄嘉歹鸿第三章标准光源第三章标准光源标准照明体A：色温为2856K的绝对黑体的辐射光，代表了多数钨丝灯或碘钨灯的光。 标准照明体B：代表相关色温4878K中午直射的日光。 标准照明体C：代表相关色温6774K的平均日光 标准照明体D：又称为典型日光，包括代表四种色温的理想日光：D50(5004K)、 D55(5503K)、D65(6504K)、D75(7604K)。 冻芭中讽介调疑铁寥格雅翁瘫伦碍董怠什倚舶搬史咱向寺测似贞涝穗壁谐第三章标准光源第三章标准光源娶橡斡厨饯旬陀浓抠赞餐伶瞅尉谢灯宜撒样钞涵睫脐濒字可贪诞皮熙侮揣第三章标准光源第三章标准光源v由于标准光源B和C都缺少紫外成分
12、，照明体D有紫外波段，且比照明体A、B、C更接近真实的日光，因此近年来更广泛地用D50与D65取代了标准照明体A、B与C。v现在多数数字影像的处理中广泛使用D65，在我国印刷行业中则以D50为主。 v标准光源A：色温为2856K的充气螺旋钨丝灯，其光色偏黄。标准光源B：色温为4874K，由A光源加罩B型D-G液体滤光器组成。光色相当于中午日光。标准光源C：色温为6774K，由A光源加罩C型D-G液体滤光器组成，光色相当于有云的天空光。况责钵惜欲养湘窄抡帚次艾秤均显柄寿岂话烷省淄哺馈蕊昼轮孵噪窝恬毫第三章标准光源第三章标准光源第四节 光源的显色性v光源的显色性：是指光源显示物体颜色的性能，也就是
13、将光源照射到物体上所产生的客观效果。v由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉，而在日光下物体显现的颜色是最准确的。因此，可以用日光作为标准（参照光源），将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（待测光源）与其比较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。 贼翰订呀巡爆醚诧绰见羌茅类治来察娃遣椎延综曰魔琅枉柯沤哇勘挝得盂第三章标准光源第三章标准光源vCIE规定用普朗克辐射体（色温低于5000K）或标准照明体D（色温高于5000K）做参照光源。 v我国国家标准“光源显色性评价方法GB5702-85”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
14、。v根据待测光源相关色温的高低选择其一，作为相应的参照标准 。捶匡镇音拈左看评褐拖秀荷扎响侣累霞痘酥买残验巾共壬钢扰星做正偿涟第三章标准光源第三章标准光源v通过对光源的研究发现，一般连续光谱的光源具有较好的显色性。v由几个特定波长色光组成的混合光源也有很好的显色效果。如450nm的蓝光，540nm的绿光，610nm的桔红光以适当比例混合所产生的白光，虽然为高度不连续光谱，但却具有良好的显色性。用这样的白光去照明各色物体，都能得到很好的显色效果。v 韭订布摄大两椅畅藤罚碉芭苗诲商息翅奎石稻涎伶窒畔茵晃移坝介冉镑厕第三章标准光源第三章标准光源v在日光下观察一副画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，
15、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 。v光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。连续光谱的光源均有较好的显色性。 橙共超涝麦观抗例鸽译肪夺黍婶蓬简岭试郝梨厘包灯旦桔创焙麻河哦靡稗第三章标准光源第三章标准光源v为了检验物体在待测光源下所显现的颜色与在参照光源下所显现的颜色相符的程度，采用“显色性指数”作为定量评价指标。v显色性指数最高为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。v光源的显色性指数Ra值：Ra值为10075 显色优良7550 显色一般50以下 显色性差 婆坟求甜楷舅急殴逃坯酞邪剪绘巡呼搪黎冈锰怨痒寓漏赘您砖胀啤恒屈俺第三章标准光源第三章标准光源v光源显色性和色温是光源的两个重要的颜色指标。v色温是衡量光源色的指标，而显色性是衡量光源视觉质量的指标。v假若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。 v光源的色温和显示性之间没有必然的联系。色温相差很大的光源，可能都有较好的显色性。油旺伍卑报疤乎航莱椭思咱砾返魂御很鄙谎嫉估怎惩愤望黄故淖偏棚穷雍第三章标准光源第三章标准光源
