色溫與光源到底是什麼?

2021-01-08 OFweek維科網

  ,當我們談論色溫與光源時,大多數人可能認為自己很了解及很明白。其實,很多人往往會誤解一個光源的本質。

  相關色溫CCT=Correlated Color temperature,顯色指數CRI=Color rendering Index。這兩個指標是我們常見的,也是我們在描述光源時常用的參數。CRI描述的是測試樣品的色彩還原能力。一般的顯色指數(CIE,1965)定義為:

  除了常規的顯色指數,還有特殊的顯色指數用於單獨顏色的評價。特殊顯色指數的公式:

  一般來說CRI只是光源的一個額外信息並且顯示的是色彩還原能力。但是,我們並不知道這個光源的特定光譜。我們要關注的是這個顯示指數只有8個顏色,是否符合人眼視覺系統。

  另外一個可選擇的方法就是通過光譜實現。光源特性可以直接通過對比參考光源和使用的光源的光譜進行觀察。幾個光譜波段(例如400-455,455-510)的功率會被計算出來。參考光譜與實際光源的光譜的方差總結並得到一個品質因數。

  光譜的對比會對色彩還原能力給一個參考意見,但是這是比較複雜的。未來生產的相機會把相機的光譜敏感特性考慮進來。

  色溫

  色溫是基於鎢絲燈發射的光源,加熱到一定的溫度。光源的顏色是接近燈絲的溫度。另外相對光譜功率分布非常接近黑體或普朗克輻射體。

  黑體/普朗克輻射體

  理想的熱輻射源

  吸收所有波長的顯著的電磁輻射

  發射熱輻射獨立於物體的表面或物體的特性,僅僅取決於自己本身的溫度。

  增加溫度就會造成增加發射能量,並且波長會向短波長方向移動。

  我們現在描述一個光源是經常是使用相關色溫(CCT),CCT定義為光源的色度坐標靠近於黑體的軌跡。

  一般在報告的時候只會報告一個數值,而不是寫上精確的色度的坐標。CCT只能說是一個對於光源非常粗糙的描述的一個指標。不同的光源即使有著相同的CCT,它們也可以有著不同的外觀及不同的光譜。當測試時,僅僅只是用CCT去定義一個光源是遠遠不夠的。在上圖中,我們就可以看到A光源和B光源雖然都有著相同的CCT,但是色度坐標是不同的。所以我們在看一個光源的時候不能簡單的看光源的色溫。同時也要看其光譜。因為對於光而言,光譜是一個光的本質,是不可變的。

  CIE1931的色度坐標圖

  常見光源及對應的色溫

  一個光源最重要的本質是光譜,而不是CCT。

  看下圖,雖然都是D65的光源,色溫時6500.但是光譜形狀不同。一個適合標準光源的光譜,一個是螢光燈管的光譜,另外一個是採用IQ-LED技術模擬的光譜。從圖中可以看出,標準光譜和模擬光譜很相似,基本相同,但是螢光燈管的光譜卻和其有很大的差異。所以這個時候就不能單純的簡單的只看色溫。

  其中IQ-LED模擬的光譜是採用德國的技術,是用不同波帶的LED進行模擬。常見的總共有22個通道,覆蓋波長範圍是400-800nm,在可見光範圍。

  還有一種是包含近紅外的波段,總共有33個通道,範圍為400-1050nm。

  所以採用IQ-LED技術能夠很好的模擬標準光源的光譜。所以提醒一下,光源不只是看簡單的色溫,更重要的是看光譜。

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