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什么是光源的顯色性?光源的顯色性是指光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能,也就是顏色逼真的程度。光源的顯色性,是由光源的光譜功率分布所決定的,光譜連續(xù)的光源顯色性好,物體在該光源下,所呈現(xiàn)的顏色就較逼直。那么,標(biāo)準(zhǔn)光源的顯色性有什么要求?本文為大家做了介紹。
在定義顯色性的時(shí)候,一般是通過(guò)讓光源光線照射在物體上,然后觀察所呈現(xiàn)出的色,彩的視覺(jué)效果,亦即是觀察色彩的逼真程度。對(duì)于具有較好顯色性的光源,當(dāng)其照射到物體上時(shí)其色彩的還原程度就越好,這就是說(shuō)人眼看到的色彩更加的接近于在自然光下看到的原色。而演色性較差的光源在色彩的還原度上就會(huì)偏差很大。因此對(duì)于人造光源,要求就是其能盡可能的讓人眼感知到正確的顏色,也就如同在太陽(yáng)光下看到物體一樣。以上就是光源的顯色性,用顯色指數(shù)來(lái)表示顯色性的好壞,單位是Ra。如下圖所示是C1E色度區(qū)域示意圖。
如果把標(biāo)準(zhǔn)光源的顯色指數(shù)定為100,那么其他的光源顯色指數(shù)均會(huì)低于這個(gè)數(shù)值。在國(guó)際照明協(xié)會(huì)中一般把顯色性指數(shù)分為下表所示的五類:
光源顯色性的評(píng)價(jià)方法是將標(biāo)準(zhǔn)樣品分別放在待測(cè)光源和參照標(biāo)準(zhǔn)光源下觀察,較兩個(gè)條件下的顏色,顏色偏差越小,則表明待測(cè)光源的顯色性越好。這14個(gè)孟塞爾顏色的前8個(gè)顏色樣品是明度基本相同、色調(diào)不同的顏色,用于計(jì)算一般顯色指數(shù)Ra(即這8個(gè)顏色的平均色差),而用這14個(gè)顏色樣品單獨(dú)計(jì)算的色差稱為特殊顯色指數(shù) Ri計(jì)算一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)Ri的公式見(jiàn)公式。
一般顯色指數(shù)Ra反映了光源的平均照明效果,但不能反映對(duì)個(gè)別顏色的效果,因此,有時(shí)需要針對(duì)某個(gè)區(qū)域顏色照明有特殊要求時(shí),除了要考慮一般顯色指數(shù)外,還要考察相應(yīng)的特殊顯色指數(shù)。
CIE還規(guī)定:待測(cè)光源色溫不高于5000K時(shí),用完全輻射體(黑體)作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源,待測(cè)光源色溫高于5000K時(shí),用標(biāo)準(zhǔn)照明體,作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源。參照光源的顯色指數(shù)Ra=100,當(dāng)在待測(cè)光源下與參照標(biāo)準(zhǔn)光源下的標(biāo)準(zhǔn)樣品顏色相同時(shí),則此光源的顯色指數(shù)為100,顯色性最好,反之,顏色差異越大,顯色指數(shù)越低。在計(jì)算顯色指數(shù)時(shí)還要考慮不同光源照明引起的色適應(yīng),因此需要進(jìn)行色適應(yīng)修正,計(jì)算公式較復(fù)雜,在此不做介紹,可參考相應(yīng)的資料及標(biāo)準(zhǔn)。
光源的色溫與顯色性,從本質(zhì)上說(shuō),都是由它的光譜能量分布決定的。以日光為例,日光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等多種顏色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一種顏色的物體上,物體將其他顏色的光吸收,而將這種顏色的光反射出來(lái)。比如,藍(lán)布受日光照射后,就將藍(lán)光反射出來(lái),并將其他光吸收,因此人眼看到的這塊布是藍(lán)色的。由于日光本身包含了各種顏色,再加上各種物體對(duì)不同的光的反射性能不一樣,所以大自然在日光照射下就顯得五彩繽紛。鈉燈則不然,鈉燈發(fā)出的光主要是黃光,當(dāng)黃光照在藍(lán)布上,藍(lán)布將黃光吸收,藍(lán)布雖然能反射藍(lán)光,但鈉燈發(fā)出的光中基本上沒(méi)有藍(lán)光,也就談不上反射藍(lán)光了。因此在鈉燈照射下藍(lán)布就變成黑布了。鎢絲燈的光譜能量分布是連續(xù)的,各種顏色都有,因而有較好的顯色性,但其輻射能量分布偏重于長(zhǎng)波方面,整體上看來(lái)光色偏紅偏黃。
然而,光源的色溫與顯色性之間并沒(méi)有必然的聯(lián)系,相同色溫的各光源之間的顯色性差別可能很大,相同顯色指數(shù)的各光源之間的色溫差別也可能很大,各種色溫的光源都可能有較好的顯色性,也可能有較差的顯色性。如:鎢絲燈色溫低,顯色性好;高壓鈉燈色溫低,而顯色性差;馬路上的高壓汞燈,從遠(yuǎn)處看它發(fā)出的光既亮又白(色溫高),但被它照射的人的臉色卻象抹了一層青灰色(顯色性差);而高壓缸燈,發(fā)出的光亮白(色溫高),燈下的顏色也不失真(顯色性好)。
不同的光源所發(fā)出的的光譜功率分布有很大的差異,因此也就導(dǎo)致光源的光色各不相同。人們?cè)诓煌墓庠礂l件下觀察同一個(gè)物體外觀色彩,都會(huì)出現(xiàn)顏色感知上的偏差。為了統(tǒng)一顏色檢測(cè)光源標(biāo)準(zhǔn),CIE就推薦了標(biāo)準(zhǔn)光源和標(biāo)準(zhǔn)照明體。
標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源是兩個(gè)不同的概念。標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜功率分布。而標(biāo)準(zhǔn)光源是指符合標(biāo)準(zhǔn)照明體規(guī)定的光譜功率分布的物理發(fā)光體。
標(biāo)準(zhǔn)照明體A:代表絕對(duì)溫度2856K的完全輻射體的輻射。
標(biāo)準(zhǔn)照明體B:代表相關(guān)色溫大約為4874K的直射日光,相當(dāng)于中午的日光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體C:代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均日光,近似于陰天天空的日光。
標(biāo)準(zhǔn)照明體D65:代表相關(guān)色溫約為6504K的日光。
CIE建議,盡量使用D65來(lái)代表日光,在不能應(yīng)用D65時(shí)則盡量使用D55和D75.在印刷行業(yè)中,常使用D50作為標(biāo)準(zhǔn)照明條件。印刷業(yè)色評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,觀察環(huán)境四周的顏色應(yīng)該是淺灰色或白色,不應(yīng)帶有彩色以避免色對(duì)比和色適應(yīng)對(duì)顏色視覺(jué)產(chǎn)生的影響。使用熒光燈時(shí)也應(yīng)注意,熒光燈在使用5000h后,色溫會(huì)發(fā)生變化,應(yīng)及時(shí)更換。且觀色前預(yù)熱15min后再使用會(huì)有更加效果,以避免剛啟動(dòng)時(shí)光色不穩(wěn)定而帶來(lái)辨色誤差。
而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源顯色性,CIE規(guī)定:待測(cè)光源色溫低于5000K時(shí),用完全輻射體(黑體)作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源;待測(cè)光源色溫高于5000K時(shí),用標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源,然后計(jì)算出待測(cè)光源的顯色指數(shù)。根據(jù)光源顯色性的分級(jí):
①顯色指數(shù)Ra=75~100:好
②顯色指數(shù)Ra=50~75:一般
③顯色指數(shù)Ra=50以下:差
普通日光燈光Ra≈75,白熾燈泡Ra≈95,但色溫低顏色偏黃。
ISO3664推薦的印刷行業(yè)照明條件:觀察光源的色溫標(biāo)準(zhǔn)為5000K±200K,照度標(biāo)準(zhǔn)為2000lx±500lx,顯色指數(shù)(CRI)大于90。
1.根據(jù)不同的裝飾效果運(yùn)用顯色特性
在實(shí)際的夜景裝飾、電影、電視、布景及室內(nèi)裝飾等工程中,可以根據(jù)不同的裝飾要求選用不同光源例如:熒光高壓汞燈表面看上去它發(fā)出的光亮而白,說(shuō)明其色表好,但它照在人的臉上卻發(fā)青很難看,說(shuō)明它顯色性差。因?yàn)樗墓庾V成分中青綠具多,所以若將其用于草坪裝飾,會(huì)使草坪看上去更加郁郁蔥蔥,生機(jī)昂然,具有甚佳的效果。再如低壓鈉燈表面光色為橙黃色,但由于它的光譜成分中是單色黃,所以照在人和物體上都會(huì)變色,很難看說(shuō)明其顯色性差,但若將這種顯色特性用于特殊的燈光制景,會(huì)達(dá)到滿意的效果。
2.根據(jù)披照?qǐng)鏊鶎?duì)顯色指標(biāo)要求運(yùn)用顯色特性
顯色指數(shù)Ra如前所述指光源照在物體上顯色是否接近自然光的一相對(duì)指數(shù)。在一些被照?qǐng)鏊缬∷?、攝影、印染、展廳等場(chǎng)所要求將物體的顏色真實(shí)地顯現(xiàn)出來(lái),所以選顯色系數(shù)較高的光源,可將物體的原色真實(shí)的反應(yīng)出來(lái),以達(dá)到良好的照明效果。