照明設計之色溫詳解

2020-12-05 夢遊奇想

色溫是大千世界最無言的情緒。還記得夕陽下的奔跑嗎?那是青春的回憶。溫暖的回憶是不是一下就柔軟了你的心靈。空是想到對應色溫的場景就能勾起人們的情緒變化,要是身處當中則會更強烈。描述色溫是通過K值描述,不同的色溫會對同一場景產生不同的視覺感受。話不多說直接先上圖。

2100K
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2400K
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2700K
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3000K
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4000K
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5000K
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6000K
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看了不同色溫的效果和光譜後,不知道大家有沒有發現色溫與光譜色溫與物體顏色之間的關係。

01色溫與光譜之間關係:

色溫越低光譜中紅色波段的含量就越多,色溫越高光譜中藍色波段的含量就越多。為什麼會有這樣呢?那就要從LED的發光原理講起。由於LED晶片本身是藍色光譜,需要黃色螢光粉將部分藍光轉換為其他光譜。所以我們看到的LED燈珠基本都是黃色。基本公式為:藍光晶片+黃色螢光粉=將部分藍光轉換成黃光與剩下的藍光混合成白光。

色溫越低藍光就被轉換成更多的黃光,需要的螢光粉更多,光譜中藍光就越少。色溫越高藍光就不需要轉換成過多的黃光,光譜中藍光自然含量就高了。所以低色溫的晶片螢光粉會更橙黃,下圖為不同色溫的晶片,自己感受螢光粉顏色的不同吧。

02色溫與物體顏色之間的關係:

觀察不同色溫的場景我們可以發現一個現象,低色溫(暖白光)的場景紅色和黃色的飽和度相對較高(看起來更紅和更黃),藍色和綠色變灰,高色溫(冷白光)的場景藍色和綠的的飽和度相對較高,紅色和黃色變灰。

結合上一個光譜的內容我們就很好理解了,光譜中什麼光的成分含量高,其對應顏色就會更鮮豔。大致總結一下如下表所示。

03應用建議

在實際應用過程中,推薦色溫搭配以兩個相近色溫搭配為宜,一個空間不宜用三個以上的色溫。色溫的冷暖最終是都空間中兩種色溫對比產生的。3000K與4000K一起用3000K會偏黃,而3000K和2700K搭配使用,3000K會偏白。

GB50034中建議了色溫範圍的使用,採用的字眼是「不宜」並沒有強制要求,所以還是需要根據實際情況選擇色溫。

04調色溫的原理

市面上可調色溫的產品越來越多,那麼他的原理是什麼呢?我們一起來看看其中一種。這種是雙色溫的產品,每個發光單位是由兩顆晶片組合而成,也就是2700K和6000K,通過控制兩個色溫晶片的發光強度,混合成不同色溫的燈光。所以這種調色溫的產品可以滿足人們不同的需求。

而還有一種變色類型的燈帶,他的每個發光單位是有紅(R)、綠(G)、藍(B)、白光(W)四種晶片組合而成。通過控制每類晶片的出光強度可以得到各種豐富的光色,應有盡有。

最後分享下色溫在檢測過程中困擾大家的一些問題。第一個是同色溫不同光色的問題,第二個是標稱色溫與檢測色溫不一致的問題。

05同色溫光色不同:

我們經常會遇到兩個標稱3000K的燈具看起來光色卻一個發綠一個發紅,用儀器測色溫都是3000K,這是為什麼呢?

由於色溫用的是色溫曲線來描述的,色溫曲線確定色溫值是用一個線段範圍來表示的。如3000K對應的線段最上端是靠近綠色,最下端是靠近紅色。如果這兩個燈一個在上端點,一個在下端點,定義上他們都是3000K,但是對應的光色卻一個偏綠一個偏紅。由於螢光粉配方和晶片生產等原因不同批次或不同廠家是會出現色溫一致光色卻不同的現象。

06

產品在出廠時都會標上色溫,但是我們拿到產品時測量後卻發現色溫比標稱的色溫高或低,那這樣的產品就是不合格產品嗎?其實我們普通標註的色溫為相關色溫,在色溫曲線其實是有一個範圍,對應了無數的色溫坐標。為了控制肉眼能分辨的色差問題定了一個5SDCM的範圍為室內燈具的色容差範圍。由於它允許偏離色溫等溫線,所以色溫值就可以在一定的範圍內浮動。

北美ANSI標準中色容差小於5SDCM的色溫範圍值,

2700K(2630~2830K)

3000K(2920~3170K)

3500K(3300~3650K)

4000K(3770~4220K)

5000K(4750~5300K)

6500K(6150~6950K)

舉例:上圖測試的燈具為2700K的燈,用光譜儀測色溫得到2749K,參考浮動範圍值2630~2830K,在合理範圍內。我們就說這款燈是2700K合理色容差範圍內的合格產品。

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