什么是光源的显色性?光源对物体颜色呈现的程度称为显色性,即光源表现颜色的能力,也就是颜色的逼真程度,它是评价光源视觉质量的一个重要指标。一般来说,光源的光谱分布决定光源的显色性,光源的显色性影响人眼观察物体的颜色。那么,它与光源色温之间有什么关系呢?本文对光源的显色性做了简要的介绍。
光源的显色性是指光源发出的光照射到物体上所产生的客观效果和对物体真实色彩的呈现程度,是评价照明光源的一个重要标准。相同光色的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜色产生明显的色差。色差程度越大,光源对该色的显色性越差。
显色性高的光源对颜色的表现较好,所看到的颜色接近自然原色;显色性低的光源对顏色表现较差,所看到的颜色偏差也较大。如果光源发出的光中所含的各色光的比例和自然光接近,则人眼看到的颜色就较为逼真。光源的光谱分布决定光源的显色性,光源的显色性会影响到人眼观察物体的颜色,对光源显色性进行定量评价是评价光源质量的一个重要方面。
显色分两种:①忠实显色。能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源、其数值接近100,显色性最好;②效果显色。要鲜明地强调特定色彩、表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射红色,能使红色更加鲜艳;采用中等色温光源照射蓝色,使蓝色具有清凉感;采用高色温光源照射物体,使物体有冷的感觉。
太阳光和白炽灯均辐射连续光谱,在可见光的波长(380~760nm)范围内,包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下,显示出它的真实颜色,但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下,颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价,引入显色指数的概念。显色指数是指待测光源下物体呈现的颜色与参照光源下物体所呈现颜色相符合程度的度量。CIE规定,用标准照明体D作为参照光源,当待测光源的色温低于500K时用黑体作为参照光源,同时规定参照光源的显色指数为100,其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示,Ra值越大,光源的显色性越好。
光源的显色指数可以规范3个范围,显色指数大于75的光源为优质显色光源,约接近100,显色性较好;显色指数在50~70之间的光源,显色性一般;显色指数小于50的光源,显色性较差。光源的显色指数较低,物体在这一光源下会发生变色或失真,显色指数越低,失真或变色情况越严重。目前,印刷行业所用的光源的显色指数一般不应低于90,彩色摄影、彩色影像等与颜色有关的工业部门也要求用显色指数大于85的高显色性的光源。
光源显色性和色温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。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。对于颜色检测行业来说,人工光源显色性的高低,直接影响被测试样品颜色评价结果。因此,CIE标准光源的对显色性有着严格的要求,标准光源箱中必须使用色温、显色指数等技术参数合格的人工光源。
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)。