描述光源的常用物理量有光通量、照度、光强、亮度、色温、显色性等,其中色温和显色性是光源的两个重要的颜色指标。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。那么,它们时间有什么关系呢?本文介绍了常用光源的物理量及色温和显色性的关系,对光源知识感兴趣的朋友不妨关注一下!
光源的常用物理量:
(1)光通量。光源在单位时间内向周围空间辐射出去的,并使人眼产生光感的能量,称为光通量,常用符号 Φ表示,单位为“流明”(lm)。
(2)发光强度是光度测定的基本单位,指光源在给定方向上的光通量分布状况,即光通量的空间分布密度,常用符号I表示,单位为“坎德拉”(cd)。
(3)照度即被照表面单位面积上所接收的光通量,用来说明被照面上的照射程度,由光通亮除以面积总数得到。常用符号E表示,单位为“勒克斯”(Lux或lx)。
(4)亮度是能直接引起眼睛视觉的光学物理量,也可理解为人眼所看到发光体的明亮程度。比如同一空间内,相同照度光源照射在同样材质的黑色和白色物体表面,人们会觉得白色物体亮,即白色物体亮度高,因为人眼对物体的明暗感觉是通过所视物体的反光或发光线投到视网膜上的照度决定的。亮度常用符号l.表示,单位为“cd/m2”。
(5)色温是表示光源光谱质量最通用的指标。色温是按绝对黑体来定义的,当光源所发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时,“黑体”的温度就成为该光源的色温。“黑体”的温度越高,光谱中蓝色的成分则越多,通常称为“冷光”;“黑体”的温度越低,而红色的成分则越多,通常称为“暖光”。色温常用符号是Tc,单位为“开尔文”(K)。
(6)光色。光色有两方面含义,一是指人眼直接观察光源时所看到的颜色,即光源的色彩;二是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果,即显色性,显色性主要用来表示光照射到物体表面时,光源对被照物体表面颜色的影响作用。
(7)光源的显色性。物体的颜色随着照明条件的变化而变化。物体表面色的显示除了取决于物体表面特征外,还取决于光源的光谱能量分布。不同的光谱能量分布,其物体表面显示的颜色也会有所不同。我们把物体在待测光源下的颜色同它在参照光源下的颜色相比的符合程度,定义为待测光源的显色性。
光源色温和显色性的关系:
光源的色温与显色性,从本质上说,都是由它的光谱能量分布决定的。以日光为例,日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种颜色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一种颜色的物体上,物体将其他颜色的光吸收,而将这种颜色的光反射出来。比如,蓝布受日光照射后,就将蓝光反射出来,并将其他光吸收,因此人眼看到的这块布是蓝色的。由于日光本身包含了各种颜色,再加上各种物体对不同的光的反射性能不一样,所以大自然在日光照射下就显得五彩缤纷。钠灯则不然,钠灯发出的光主要是黄光,当黄光照在蓝布上,蓝布将黄光吸收,蓝布虽然能反射蓝光,但钠灯发出的光中基本上没有蓝光,也就谈不上反射蓝光了。因此在钠灯照射下蓝布就变成黑布了。钨丝灯的光谱能量分布是连续的,各种颜色都有,因而有较好的显色性,但其辐射能量分布偏重于长波方面,整体上看来光色偏红偏黄。
然而,光源的色温与显色性之间并没有必然的联系,相同色温的各光源之间的显色性差别可能很大,相同显色指数的各光源之间的色温差别也可能很大,各种色温的光源都可能有较好的显色性,也可能有较差的显色性。如:钨丝灯色温低,显色性好;高压钠灯色温低,而显色性差;马路上的高压汞灯,从远处看它发出的光既亮又白(色温高),但被它照射的人的脸色却象抹了一层青灰色(显色性差);而高压缸灯,发出的光亮白(色温高),灯下的颜色也不失真(显色性好)。