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不同的光源,由于光譜分布的不同,我們在不同的光源下觀察物體的顏色就會存在差異。因此,為了統(tǒng)一顏色評定的光源環(huán)境,CIE規(guī)定了用于顏色評定的標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源。本文對CIE顏色評定標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源的類型做了介紹。
物體的顏色除了與該物體本身的光譜反射(或透射)特性以及觀察條件有關(guān)外,還和照明體或光源的光譜功率分布密切相關(guān)。同一物體在不同的照明體或光源的照明下,呈現(xiàn)不同的顏色,這一因素給顏色測量與國際交流帶來極大的困難。另一方面,實(shí)際的照明光源種類繁多,其中最重要的是日光和燈光。日光隨著天空云層、季節(jié)、時(shí)相和地點(diǎn)等的不同,其光譜分布會有顯著的差別;燈光屬于人工光源,不同品種光譜分布存在很大差異。因此,為了統(tǒng)一顏色評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn),便于比較和傳遞,國際照明委員會(CIE)針對顏色的測量和計(jì)算,推薦了幾種標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源,包括標(biāo)準(zhǔn)照明體A、B、C、D、E 和標(biāo)準(zhǔn)光源A、B、C等。
1.標(biāo)準(zhǔn)照明體A
標(biāo)準(zhǔn)照明體A代表了“1968年國際實(shí)用溫標(biāo)”絕對溫度為2856K的完全輻射體,它的色品坐標(biāo)處于CIE1931色品圖的黑體軌跡上。
2.標(biāo)準(zhǔn)照明體B
標(biāo)準(zhǔn)照明體B代表相關(guān)色溫大約為4874K的直射日光,其光色相當(dāng)于中午的日光,它的色品坐標(biāo)緊靠黑體軌跡。由于標(biāo)準(zhǔn)照明體B不能正確地代表相應(yīng)時(shí)相的日光,所以目前CIE已經(jīng)廢除了這一標(biāo)準(zhǔn)照明體,而采用后面將要介紹的標(biāo)準(zhǔn)照明體D來代表日光。
3.標(biāo)準(zhǔn)照明體C
標(biāo)準(zhǔn)照明體C代表相關(guān)色溫大約為6774K的平均晝光,它的光色近似于陰天的天空光,其色品坐標(biāo)位于黑體軌跡的下方。
4.標(biāo)準(zhǔn)照明體D
標(biāo)準(zhǔn)照明體D代表了各種時(shí)相日光的相對光譜功率分布,也稱為典型日光或重組日光。由于標(biāo)準(zhǔn)照明體D與實(shí)際日光具有較相近的相對光譜功率分布,并且比標(biāo)準(zhǔn)照明體B和C更符合實(shí)際日光的色品坐標(biāo)。因此,CIE優(yōu)先推薦采用標(biāo)準(zhǔn)照明體D65,在不能應(yīng)用D65時(shí),則建議盡量采用標(biāo)準(zhǔn)照明體D50、D55和D75。標(biāo)準(zhǔn)照明體D50、D55、D65和D75的相關(guān)色溫分別為5000K、5500K、6500K和7500K,其相對光譜功率分布曲線如下圖所示。
5.標(biāo)準(zhǔn)照明體E
將在可見光區(qū)內(nèi)光譜輻射功率為恒定值的光刺激,定義為標(biāo)準(zhǔn)照明體E,也稱為等能光譜或等能白光。這是一種人為規(guī)定的光譜分布,實(shí)際上并不存在具有這種光譜分布的現(xiàn)實(shí)光源。
1.標(biāo)準(zhǔn)光源A
由于鎢絲白熾燈的發(fā)射率與同一色溫的完全輻射體的發(fā)射率差別較小,在可見光范圍內(nèi)的差別小于1%,在紅外部分的差別約為2%。因此,CIE規(guī)定以色溫為2856K的鎢絲白熾燈作為標(biāo)準(zhǔn)光源A。如果要求更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體A的紫外輻射相對光譜分布,則推薦使用熔融石英殼或玻璃殼帶石英窗口的燈。
通常,白熾燈的鎢絲不能工作于較高的溫度。近年來研制的新型白熾燈即鹵鎢燈,其外殼由石英材料制成,燈內(nèi)充入一定量的鹵化物,通過鹵化物與蒸發(fā)的鎢產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),可使鎢重新回到鎢絲上去,從而使燈可以在較高溫度下工作,且壽命較長,發(fā)光效率高。鹵鎢燈的相對光譜功率分布與完全輻射體更加接近,且在紫外部分的輻射也比常用的鎢絲燈強(qiáng),所以色溫為2 856 K的鹵鎢燈可作為實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)光源A使用。
2.標(biāo)準(zhǔn)光源B
在標(biāo)準(zhǔn)光源A的前面加上一組特定的戴維斯-吉伯遜(Da-vis-Gibson)液體濾光器(又稱DG濾光器),可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)光源B(相關(guān)色溫為4874K)的輻射。
3.標(biāo)準(zhǔn)光源C
類似于標(biāo)準(zhǔn)光源B,在標(biāo)準(zhǔn)光源A的前面加上另一組特定的戴維斯-吉伯遜液體濾光器,可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)光源C(相關(guān)色溫為6774K)的輻射。
4.日光模擬器
對于標(biāo)準(zhǔn)照明體D,目前CIE尚未推薦相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源,但是 CIE 的相關(guān)技術(shù)委員會正在積極進(jìn)行日光模擬器的研究,并已經(jīng)取得一定的進(jìn)展。由于工業(yè)生產(chǎn)中的精細(xì)辨色工作,要求照明光源具有近似真實(shí)的日光光譜功率分布,而熒光材料的顏色測量又需要日光光譜中的紫外輻射組分,可是標(biāo)準(zhǔn)光源B和C中都缺少這部分光譜,因此,日光模擬器已成為當(dāng)前光源研究的重要課題之一。
從標(biāo)準(zhǔn)照明體D的光譜分析可以看出,日光具有鋸齒形光譜分布,同時(shí)校正濾光器也只能在一定程度上近似模擬日光的光譜分布,因此要研制出精確的日光模擬器是很困難的。目前,正在研制的日光模擬器主要有三種類型,即氙燈日光模擬器、白熾燈日光模擬器和熒光燈日光模擬器,其中氙燈日光模擬器模擬效果最好。