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2023-05-19

光源色与颜色什么关系?光源色的色度特征有哪些?

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没有光就没有颜色,光源对颜色的形成起着决定性的作用,因为颜色起始于光线,所以所看到的颜色就受到用于照明的光源的特征的影响。那么,光源色与颜色有什么关系?光源色的色度特征有哪些?本文为大家做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

光源色的色度特性

光源的本质是什么?

光源对颜色的形成起着决定性的作用。在日常生活中,说“看见”物体,但是看见的并不是物体自身,所看见的是从物体反射或透射过来的“光线”。因为颜色起始于光线,所以所看到的颜色就受到用于照明的光源的特征的影响。

一般的光源是由不同波长的色光混合而成的复色光,如果将它的光谱中每种色光的强度测出来,就可以获得不同波长的色光的辐射能数值。在实际应用中,更多时候是以光谱密度的相对值与波长之间的函数关系来描述光谱分布,称为相对光谱能量功率分布,记为s(λ)。每种光源都有自己的许多光谱能量分布曲线。因而,知道了光源的相对光谱能量分布,就知道了光源的颜色特性。

此外,光源颜色的另一个特征表示方法就是色温。因为物体被加热后发出的颜色,是由加热的温度决定的,所以用加热的温度来表示光源发光的颜色,这就是色温表示法。而只有黑体辐射与温度有关,就是说,黑体被加热时,其表面按单位面积辐射的光谱能量的大小及其分布来决定于它的温度。因此,定义色温为当某一种光源的色度与某一温度下的完全辐射体黑体的色度相同的时候完全辐射体黑体的温度。它与光谱能量分布曲线都是光源的重要指标。相对光谱能量分布是用系列数据或者曲线的形式来表现光源的光色,而色温却是用单一性的量值来概括表示一种光源的光色。


光与色什么关系?

经常用“五光十色”来描述周围世界的绚丽多彩,这说明光与色之间的关系早已被人们所察觉。在漆黑的夜晚,人眼是很难分辨周围的物体的,更谈不上有色的感觉。而色觉只能是光作用于人眼的结果。但必须指出,光与色是有本质区别的;光是个物理量,而色则是光作用于人眼而随之产生的视觉神经活动传到大脑,并为大脑所认识的知觉反映,它是一种生理现象。

色度学领域所关心的光是指人眼对之敏感的那部分可见光,其波长在380~760 nm之间,不同波长的光在人眼中所引起的色感是不同的,正如700 nm左右的光视为红色、510 nm左右的光视为绿色、470 nm左右的光视为蓝色一样。对于漆膜表面的颜色测量,实质上是在解决漆膜所产生的反射光进入人眼所引起的生理效应,它与反射光组成(波长)和大小(强度)有着密切关系。


光源色与颜色什么关系?

自行发光的物体叫作光源。光源可分为自然光源和人造光源。自然光源受外界条件影响,变化大、不易稳定,如太阳光。人造光源有白织灯、日光灯等。不同的光源发光物质不同,光谱能量也有差别。一定的光谱能量分布表现为一定的光色,对光源的光色变化,我们用色温来描述。色温是以温度的数值来表示光源颜色的特征。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,色温用绝对温度“K”表示。

人们经常在不同的环境下辨认颜色。有些灯光的颜色与日光很相似,如荧光灯,但其光谱能量分布与日光却有很大的差别。这些光谱中缺少某些波长的单色光成分。人们在这些光源下观察到的颜色与日光下看到的颜色是不同的,这也就是光源的显色性变化。

同一个颜色在日光下显示的颜色最准确,在其他的光源如灯光下会产生色彩偏差。因此,用日光作为参照光源,将荧光灯、白炽灯等人工光源与其比较,颜色显示准确能力的强弱叫做光源的显色性。显色性指数表示物体在光源下颜色变色的程度。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。显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色准确性。


光源色的色度特征:

光源色与物体色不同,自发光的光色称为光源色。日光和火光是最初的光源色,称为自然光源。而近代化的社会里,人们根据工业的需要,发明和生产了许多新的光源,如白炽灯、荧光灯、钠灯以及照相制板常用的碘钨灯,这些都被称为人工光源。不同的光源有着不同的光谱能量分布,这些都会影响到物体的颜色外貌。下面介绍光源色度计算方法和物体色度计算的方法。

光源色的三刺激值X、Y、Z 的计算:

如果已知任一光源的相对光谱能量分布,则可以通过光谱能量分布和光的三刺激值x(λ),y(λ),z(λ)做积分计算,求得光源色X、Y、Z三刺激值。

光源色X、Y、Z三刺激值计算公式

其中:

S(λ)为光源的相对光谱能量分布。

x(λ),y(λ),z(λ)为标准观察者光谱三刺激值。

dλ 为计算时的波长间隔值。

k为调整因数,其目的是将光源的值调整为,计算方法如下:

调整因数k值计算公式

由此可以计算出光源的三刺激值。

物体色的三刺激值的计算:

由物体表面的光谱反射曲线计算X、Y、Z三刺激值,涉及到光源能量分布、物体表面反射性能和人眼视觉三方面的特征参数,其计算方法如下:

物体色的三刺激值计算公式

其中:S(λ)为照射光源的相对光谱能量分布。

ρ(λ)为物体表面的分光反射曲线。

S(λ)ρ(λ)表示进入人眼的辐射,是刺激人眼的物理量,称为颜色刺激函数。可以记为:ψ(λ)=S(λ)*ρ(λ)。

物体的三刺激值与光源的光谱能量分布是密切相关的。

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