什么是色溫和相關(guān)色溫？色溫是用來(lái)表示光源的光色的標(biāo)準(zhǔn)，而相關(guān)色溫是從色溫的引出的一個(gè)概念，它表示與光源具有最相似顏色刺激的黑體輻射的溫度，它們的單位都為開(kāi)爾文K。本文對(duì)色溫和相關(guān)色溫的含義及計(jì)算方法做了介紹。

光源的色溫：

色溫是用來(lái)表示光源的光色的標(biāo)準(zhǔn)，單位為K（開(kāi)爾文）。光源的色溫是通過(guò)對(duì)比它的色彩和理論的熱黑體輻射來(lái)確定的。所謂絕對(duì)黑體是指不反射光也不透射光的物體，也就是能把光全部吸收的物體。比如在一塊有密閉空腔的耐火磚中，在磚壁上鑿開(kāi)一個(gè)足夠小的小孔，假設(shè)該小孔不會(huì)影響耐火磚的輻射。對(duì)該耐火磚進(jìn)行持續(xù)加熱，隨著耐火磚溫度不斷升高，耐火磚內(nèi)壁的輻射光的顏色隨著溫度的變化而變化，就像在不斷加熱鐵塊的過(guò)程中鐵塊由暗紅變亮紅、然后變黃、接著變白、最后變青一樣。當(dāng)現(xiàn)實(shí)生活中的光源（日光燈、自熾燈等）發(fā)出的光的顏色和黑體發(fā)出的光的顏色相同時(shí)，就用黑體在發(fā)這種顏色光的溫度下的溫度值表示該種顏色的光的色溫，用絕對(duì)溫度K表示，稱(chēng)為開(kāi)氏溫標(biāo)。

從光譜學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，不同色溫反映了不同顏色的光包含有不同頻率的電磁波成分。由于不同頻率的光子能量不相同，低色溫光源的能量分布中紅光輻射要多些，通常稱(chēng)為“暖光”；仫溫提高后，能量分布集中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱(chēng)為“冷光”。但是色溫相同只是說(shuō)明它們的光色相同，而其光譜分布可能會(huì)有很大不同。

光源的相關(guān)色溫：

對(duì)于白熾燈以外的某些常用輻射源，其光譜分布與黑體相差較遠(yuǎn)，它們?cè)跍囟萒時(shí)的相對(duì)光譜功率分布所決定的色品坐標(biāo)不一定準(zhǔn)確地落在色品圖的黑體溫度軌跡上，而在該軌跡的附近。這時(shí)，不能用前述的色溫來(lái)描述其顏色，而需要采用相關(guān)色溫的概念來(lái)表征和比較這類(lèi)輻射源的光色特性。當(dāng)輻射源的顏色與黑體在某一溫度下的顏色最接近時(shí)，或者說(shuō)兩者在色品圖上的坐標(biāo)點(diǎn)相距最小時(shí)，就可用該黑體的溫度來(lái)表示此輻射源的色溫，并稱(chēng)之為該輻射源的相關(guān)色溫，通常用符號(hào)Tcp表示。

光源色溫和相關(guān)色溫的關(guān)系：

光源的色溫是光源的顏色（即光色）與某一溫度下的黑體發(fā)射光的顏色相同，此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值。但當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不同時(shí)，色溫的概念被擴(kuò)大到更一般的“相關(guān)色溫”的概念。在色溫和相關(guān)色溫的定義中，必須是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的色覺(jué)觀(guān)察者而言。因?yàn)椴煌纳X(jué)觀(guān)察者。特別是具有色覺(jué)缺陷的觀(guān)察者在評(píng)價(jià)時(shí)，將可能收到不同的結(jié)果。在相關(guān)色溫的定義中、必須規(guī)定出一個(gè)最合適的，為大家所公認(rèn)的均勻色度圖。對(duì)同一光源，由依據(jù)的均勻色度圖的不同，所求出的相關(guān)色溫也不同?，F(xiàn)規(guī)定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中，都包括了人眼的色覺(jué)特性，因此，色溫和相關(guān)色溫實(shí)際上是一個(gè)心理物理量。

色溫和相關(guān)色溫計(jì)算方法：

1.內(nèi)插法

內(nèi)插法是試圖尋求距離被測(cè)光源的色坐標(biāo)點(diǎn)最近的兩條等色溫線(xiàn)，利用幾何作圖法估算出該色坐標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)色溫。具體計(jì)算法如下：

由于在CIE1960UCS色度圖中，所有等色溫線(xiàn)均垂直于黑體軌跡的直線(xiàn)，其斜率為k，是隨著相關(guān)色溫T變化（k=-1/l）其中l(wèi)為黑體色軌跡與該等溫線(xiàn)交點(diǎn)（垂足）處的切線(xiàn)的斜率。如下圖所示。

當(dāng)找到距離被測(cè)光源色坐標(biāo)點(diǎn)（u，v）的最近的2條等溫線(xiàn)后，就可以利用公式求出近似相關(guān)色溫T。該方法的精度依賴(lài)于分區(qū)的數(shù)量，分區(qū)分的越多，則內(nèi)插的精度就越高，但是同時(shí)計(jì)算量也相應(yīng)增大。

2.逐點(diǎn)法

根據(jù)CIE色度學(xué)的相關(guān)定義，得到（u，v）色坐標(biāo)后，逐點(diǎn)比較其與黑體軌跡點(diǎn)的距離，取最小值點(diǎn)對(duì)應(yīng)色溫即為相關(guān)色溫值。該方法優(yōu)點(diǎn)是精確度高，缺點(diǎn)是計(jì)算量極其龐大，由于我們的黑體軌跡色溫是從1000K到25000K，每一個(gè)色溫對(duì)應(yīng)一個(gè)色坐標(biāo)點(diǎn)，因此需要計(jì)算24000多個(gè)距離。

3.曲線(xiàn)擬合法

曲線(xiàn)擬合法是利用解析函數(shù)擬合色溫計(jì)算中的一些變量和自變量，解析函數(shù)式可以方便的使用牛頓迭代法等算法得到最小距離點(diǎn)等結(jié)果，從而避免了逐點(diǎn)查找比較帶來(lái)的計(jì)算量的增大，也不失為一種好的算法。

標(biāo)準(zhǔn)光源箱光源相關(guān)色溫校準(zhǔn)方法：

測(cè)量點(diǎn)與光照度校準(zhǔn)時(shí)一致。開(kāi)啟對(duì)色燈箱電源開(kāi)關(guān)，并開(kāi)啟被校標(biāo)準(zhǔn)光源，將標(biāo)準(zhǔn)光源預(yù)熱15min。使對(duì)色燈箱處于暗室環(huán)境中，避免雜散光影響。然后將色溫探頭分別放置于各個(gè)測(cè)量點(diǎn)，逐點(diǎn)測(cè)量相關(guān)色溫值。讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將手遠(yuǎn)離探頭，待顯示穩(wěn)定后記錄9個(gè)點(diǎn)的測(cè)量值。若同時(shí)配置多種類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)光源，應(yīng)逐個(gè)重復(fù)上述步驟。

1.相關(guān)色溫偏差

對(duì)上述校準(zhǔn)記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)，按下列公式計(jì)算相關(guān)色溫偏差。

公式中：r——對(duì)色燈箱相關(guān)色溫偏差，K；Tav——對(duì)色燈箱在9個(gè)測(cè)量點(diǎn)的相關(guān)色溫平均值，K；Ts——對(duì)色燈箱所配置的標(biāo)準(zhǔn)光源的標(biāo)稱(chēng)相關(guān)色溫值，K。

2.相關(guān)色溫均勻度

對(duì)上述校準(zhǔn)記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)，按下列公式計(jì)算相關(guān)色溫均勻度。

公式中：Tmin對(duì)色燈箱在9個(gè)測(cè)量點(diǎn)中的實(shí)測(cè)最低相關(guān)色溫值，K。