第四章 颜色的描述2013年5月.ppt

第四章颜色的描述 孟塞尔表色系统显色系统瑞典自然色系统奥斯瓦尔德 Ostwald 表色系统中国颜色体系混色系统CIE1931RGB真实颜色系统CIE1931XYZ颜色系统均匀颜色系统 描述颜色的方法 显色系统表示方法混色系统表示方法 什么是颜色的显色系统 颜色的显色系统 ColorOrdersystem 是在荟集各种实际色彩的基础上 根据色彩的外貌 按直观颜色视觉的心理感受 将颜色进行有系统 有规律的归纳和排列 并给各色样以相应的文字和数字标记 以及固定的空间位置 做到 对号入座 的方法 它是建立在真实样品基础上的色序系统 什么是颜色的混色系统 混色系统是根据色度学理论和实验证明任何色彩都可以由色光三原色混合得到而建立 色光三原色是红 绿 蓝 利用红 绿 蓝三色光可以混合匹配出任何想要的颜色 对于物体的表面色 需用仪器测定其反射或透射的三原色光的数量 此三原色光的作用量称为色彩的三刺激值 第一节显色系统 孟塞尔表色系统瑞典自然色系统奥斯瓦尔德 Ostwald 表色系统中国颜色体系色谱Pantone色库 牛顿色相环 牛顿把太阳光进行分解后的光带首尾相接形成一个圆环状 再将此圆六等份 分别填上红 橙 黄 绿 蓝 紫6个色 定名色相环 又称牛顿色相环 色立体 牛顿色相环的发明虽然建立了色彩的色相关系上的表示方法 但色彩的基本属性还有明度和饱和度 所谓色立体 就是借助于三维空间的模式来表示色相 明度 饱和度关系的一种表色方法 色立体的用途 对美术工作者来说它相当于一本配色词典 由于各种色彩在色立体中是按照一定的次序排列 色相 明度 饱和度次序组织的非常严密 指示着色彩的分类 对比 调和等一切规律 如果建立了一个标准化的色立体色谱 对于色彩的使用和管理将带来很大的方便 缺点 色谱只能用已有的色料制作 但色料有一定的局限性 受生产技术的限制大 而且不可能用印刷的方法印出所有的颜色 印刷的颜色不能长期保存不变 一 孟塞尔表色系统 孟塞尔所创建的颜色系统是用颜色立体模型表示颜色的方法 它是一个三维类似球体的空间模型 把物体各种表面色的三种基本属性色相 明度 饱和度全部表示出来 以颜色的视觉特性来制定颜色分类和标定系统 以按目视色彩感觉等间隔的方式 把各种表面色的特征表示出来 目前国际上已广泛采用孟塞尔颜色系统作为分类和标定表面色的方法 孟塞尔系统 1 孟塞尔立体 1 孟塞尔立体 在孟塞尔颜色立体中 中央轴代表色彩的明度 颜色越靠近上方 明度越大 垂直于中央轴的圆平面周向代表颜色的色相 在垂直于中央轴的圆平面上 距离中央轴越近的颜色彩度越小 反之越大 1 孟塞尔立体 2 孟塞尔色相 Hue 记为H 孟塞尔色相是以R Y G B P五色为基础 加上它们的中间色相RP PB BG GY YR形成十个主要色相 再将十个色相各自十等分 总计形成一百个刻度的色相环 叫做国际照明委员会色系 2 孟塞尔色相 Hue 记为H 以色立体的中央轴代表无彩色 消色 轴 并按等明度差从0 10共分11个等级 在0 黑体 和10 完全漫反射体 之间加入等明度渐变的9个灰色 用N0 N1 N2等表示 对于彩色 用与其等明度的灰色明度表示其明度 记为V 1 V 2 V 3等 3 孟塞尔明度 Value 记为V 3 孟塞尔明度 Value 记为V 4 孟塞尔彩度 Chroma 记为C 彩度表示颜色离开相同明度值灰色的程度 从0 20之间 按等视觉原则划分 用2 4 6等表示 5 孟塞尔系统表色法 HV C表色法 中性色表示方法 N5 彩色表示方法 HV C 色相明度值 彩度 5BG8 4色相明度彩度 8BG3 12色相明度彩度 色相 10G明度 8彩度 12表示为 明度为7的中性灰表示为 二 自然颜色系统 自然颜色系统 自然色彩系统 NaturalColorSystem 简称NCS 是以颜色视觉对立学说为基础 用待测颜色与红 R 绿 G 黄 Y 蓝 B 黑 S 白 W 六个心理对立原色的相似度来表示该颜色的 1611A S Forsius出版NCS早期研究理论 1874EwaldHering出版了相关著作 1920 1975经过超过10人的10多年的科学研发工作 在建筑师 设计师 心理学家 物理学家 化学家和色彩学家的共同努力下最终完成了NCS 1979NCS成为瑞典的国家色彩标准 1984成为挪威的国家色彩标准 1994成为西班牙的国家色彩标准 1995拥有1750色的NCS第2版诞生 具有高精确度色彩和质量保证的NCS成为欧洲最广泛采用的色彩编号系统 1997NCS获得最权威的国际色彩科学组织 AIC国际色彩学会的颁奖 1998NCS产品和质量获得ISO9001认证 1999推出1750色高光泽版NCS产品 2000 2003推出数字版NCS系统 2003成为南非的国家色彩标准 NCS的发展历史 1 自然颜色系统 心理原色 红 R 绿 G 黄 Y 蓝 B 黑 S 白 W 基本原理 介于4个色彩基准色之间的自然色彩 白色 黑色与彩色叠加的视觉色彩 色相环 色彩三角 表色方式 任何色彩的总值为100 即黑 S 白 W 彩度 C 100表色方法 黑 S 彩度 C 色相先判断属哪个象限 四个象限 找到色相 W S C 100 白色 50 NCS色彩编号 W 白 S 黑 Y 黄 R 红 B 蓝 G 绿 1010245600 黑度S 10彩度C 24 56 80Y R相对比例 56 80 100 70NCS表记为 1080 Y70R 表色方法 W 白 S 黑 Y 黄 R 红 B 蓝 G 绿 2020362400 NCSArchitect designtools 建筑 设计和工业用专业色彩工具 NCSBrilliant NCS有光产品 Electroluxred mattandhighgloss 工业设计哑光 有光版Electrolux NCSPalette NCS配色系统数字化NCS色彩库 适用于 Photoshop Illustrator FreeHand CorelDraw PageMakerArchiCADAutoCAD NCSColourmeter NCS NaturalColorSystem Theinternationallanguageofcolourcommunication NCS测色仪便携式NCS色彩读取仪器 工业设计厨房家电惠尔普 SwedishFlag 瑞典国旗NCS0580 Y10R4055 R95B NCS色彩系统用于交通工具中 NCS色彩系统用于建筑设计中 德国GSW大楼 NCS色彩系统用于零售店设计 NCS色彩系统用于室内设计 瑞典国家邮局 NCS色彩系统用于企业形象中 Ericssonmobiles 工业设计爱立信手机 瑞士某学校将216个NCS色彩用于建筑及走廊设计中 三 奥斯瓦尔德表色系统 奥斯特瓦尔德 1853 1932 是德国的化学家 获得诺贝尔奖金 该颜色体系包括颜色立体模型 如图所示 和颜色图册及说明书 奥斯特瓦尔德颜色系统的基本色相为黄 橙 红 紫 蓝 蓝绿 绿 黄绿8个主要色相 每个基本色相又分为3个部分 组成24个分割的色相环 从1号排列到24号 如下图所示 奥斯瓦尔德表色系统 奥斯瓦尔德的全部色块都是由纯色与适量的白黑混合而成 其关系为白色量W 黑色量B 纯色量C 100消色系统的明度分为8个梯级 附以a c e g i l n p的记号 a表示最明亮的色标白 p表示最暗的色标黑 其间有6个阶段的灰色 这些消色色调所包含的白和黑的量是根据光的等比级数增减的 明度是以眼睛可以感到的等差级数增减决定的 奥斯瓦尔德表色系统 奥斯瓦尔德颜色系统共包括24个等色相三角形 每个三角形共分为28个菱形 每个菱形都附以记号 用来表示该色标所含白与黑的量 例如某纯色色标为nc n是含白量5 6 c是含黑量44 则其中所包含的纯色量为 100 5 6 44 50 4 再如纯色色标为pa p含白量为3 5 a含黑量11 所以含纯色量为 100 3 5 11 85 5 这样作成的24个等色相三色形 以消色轴为中心 回转三角形时成为一复圆锥体 也就是奥斯瓦尔德颜色立体 四 中国颜色体系 中国颜色体系色立体 中国颜色体系的组成 无彩色系和有彩色系 无彩色系由绝对白色及白色 绝对黑色和黑色 由白色和黑色两者按不同比例混合合成的灰色所组成 统称中性色 为一维的垂直轴 用N表示 其值范围为0 0 10 0 有彩色系 由颜色三属性色调 色相 明度和彩度组成 色相用H表示 色相环以红 R 黄 Y 绿 G 蓝 B 紫 P 5色为主色 以相邻两主色的中间颜色为中间色 即红黄 YR 黄绿 GY 绿蓝 BG 蓝紫 PB 紫红 RP 5色 共组成10个基本色 又在10种基本色的相邻色之间划分为4等份 因而共有40种色相 色调标号方式为数值10 2 5 5 7 5 10 前一个10是本色调的起点0 也是上一个色调的终点 后一个10是本色调的终点 也是下一个色调的起点0 中国颜色体系 色调环的组成 中国颜色体系 明度 明度标尺及彩度标尺 彩度 以符号C表示 彩度是区别颜色浓淡程度 饱和度 的一种颜色属性 相邻彩度之间在目视上是等距的 彩度以色立体的中心轴作为起点0 随着色调环的扩大 彩度也随之趋大 以每隔2作为标记 即0 2 4 6 8 如 2 5R5 10 N5 五 色谱表色法 色谱 也称为色表或色彩图 是供用色部门参考的色彩排列表 色谱表示法 是一种以有规律排列的一系列实际色块作为参考色样的最直观 通俗易懂的颜色表色方法 印刷色谱中的黄 品 青三色叠印样张 Y 60 四色印刷色谱 Y 0 K 0 六 PANTONE色卡 用途范围 绘图 艺术印刷纺织 服饰塑胶品室内家居建筑 工业设计数码科技等领域 第二节CIE标准色度学系统 理解颜色匹配与颜色方程理解CIE色度学系统的主要内容标准观察者函数的意义与用途三刺激值的意义与使用色品坐标与色品图的意义及使用能够对颜色进行基本计算理解CIE均匀颜色空间及色差计算 国际照明委员会 CIE是InternationalCommissiononIllumination的简称 中文名称是 国际照明委员会 CIE源于法语CommissionInternationaledel Eclairage 它成立于1913年是一个国际非盈利性组织 它主要致力于关于光源的科学技术与艺术的国际间的信息交流与合作 它的任务是 为各成员国提供关于光源和照明的国际论坛 在光源和照明领域开发基本的标准和度量程序 为开发关于光源的国际国家标准及其应用提供帮助 发布标准 报告和其它出版物 和其它相关的国家组织保持联系和技术交流 CIE分为八个分部 各种技术活动是在各个分部中展开 这八个分部为视觉和颜色 光线和辐射的测量 内部环境和照明设计 传输交通中的照明和信号 外部照明及其它应用 光源的外貌 1999年撤销 图像技术 在各分部内 根据具体的技术问题 还成立了技术委员会 比如在第一分部 视觉和颜色 成立了TC1 55 主要研究 用于工业色差评价的均匀颜色空间 UniformColourSpaceforIndustrialColourDifferenceEvaluation http www cie co at 颜色的数字化 一 颜色匹配的定义和方法 1 颜色匹配定义 2 颜色匹配方法 a 光谱匹配 不同光谱成分的混合 调节光源的发射光谱 物质的吸收和反射光谱 b 时间混合 色转盘 调节转盘上色块面积的大小 c 空间混合 调节不同色颗粒发光比例的不同 显示器 a 光谱匹配 特点 精度高 属于视觉器官内的颜色混合 属同时混合 b 转盘实验 特点 简单快捷 精度低 属于视觉器官外的颜色混合 属先后混合 多用于颜色匹配的示意 二 CIE1931RGB真实三原色表色系统 混色系统是基于三原色光能混出的色彩所归纳的系统 理论根据 任何色彩都可以由色光三原色混合而成 C R R G G B B 其中C表示待配色光 R G B 代表产生混合色的红 绿 蓝三原色的单位量 矢量 非标量 R G B分别为匹配待配色所需要的红 绿 蓝三原色的数量 称为三刺激值 表示视觉上相等 即颜色匹配 1 配色方程 颜色方程对颜色的表示 BUT 待配色为单色光 其饱和度很高 而三原色光混合后饱和度必然降低 无法和待配色实现匹配 为了实现颜色匹配 在实验中须将上方红 绿 蓝一侧的三原色光之一移到待配色一侧 并与之相加混合 从而使上下色光的饱和度相匹配 负刺激值 例如 将蓝原色移到待配色一侧 实现了颜色匹配 则颜色方程为 因此 待配色 所以出现了负值 C B B R R G G C R R G G B B 或者 这一实验方法和实验结果是现代CIE标准色度学系统的定量基础 也是工业上颜色标定 测量和计算的原始依据 2 CIE1931RGB的确定 CIE1931RGB真实三原色表色系统就是根据莱特和吉尔德分别颜色匹配实验的结果 取其光谱三刺激值的平均值 作为该系统的光谱三刺激值 全部的光谱三刺激值又常称为 标准色度观察者 1 莱特实验 1928 1929年 莱特用红 650nm 绿 530nm 蓝 460nm 作为三原色 由10名观察者在2 视场条件下进行颜色匹配实验 规定 相等数量的红和绿刺激匹配 获得582 5nm的黄色 相等数量的蓝和绿刺激匹配 获得494 0nm的蓝绿色 为匹配460 530nm的光谱色 原色红的刺激值是负值 说明必须将少量的红加到光谱色一侧 以降低光谱色的饱和度 才能使原色绿和蓝的混合色与之匹配 莱特用三原色匹配光谱色的实验结果 2 吉尔德实验 吉尔德选择用红 630nm 绿 542nm 蓝 460nm 作为三原色 由7名观察者作颜色实验 以三原色色光匹配色温为4800K的白光为条件 规定三者的数量关系 从图中可知 无论匹配哪一个波长上的光谱色 总有负值出现 在510nm处 原色红的负值最大 吉尔德用三原色匹配光谱色的实验结果 3 三原色的单位量 国际照明委员会 CIE 规定红 绿 蓝三原色的波长分别为700nm 546 1nm 435 8nm 在颜色匹配实验中 当这三原色光的相对亮度比例为1 0000 4 5907 0 0601时就能匹配出等能白光 所以CIE选取这一比例作为红 绿 蓝三原色的单位量 即 R G B 1 1 1 尽管这时三原色的亮度值并不等 但CIE却把每一原色的亮度值作为一个单位看待 所以色光加色法中红 绿 蓝三原色光等比例混合结果为白光 即 R G B W 光谱三刺激值记法 它是CIE在对等能光谱色进行匹配时用来表示红 绿 蓝三原色的专用符号 因此 匹配波长为入的等能光谱色C 的颜色方程为 4 色度坐标 在颜色匹配实验中 为了表示R G B三原色各自在R G B总量中的相对比例 我们引入色度坐标r g b 若待配色为光谱色 则上式可写为 光谱色度坐标 三 CIE1931XYZ标准色度系统 为什么要建立CIE1931XYZ标准色度系统 CIE1931RGB系统向CIE1931XYZ系统的转换 所谓1931CIE XYZ系统 就是在RGB系统的基础上 用数学方法 选用三个理想的原色来代替实际的三原色 从而将CIE RGB系统中的光谱三刺激值R G B和色度坐标r g b均变为正值 1 CIE1931RGB系统向CIE1931XYZ系统的转换所解决的问题 使光谱三刺激值R G B和色度坐标r g b均变为正值 易于理解 注意 XYZ是假想三原色 X表示红 Y表示绿 Z表示蓝 2 CIE1931RGB系统向CIE1931XYZ系统的转换 真实三原色R 700 0nmG 546 1nmB 435 8nmCIE理想三原色rgbX 1 275 0 2780 003Y 1 7592 767 0 028Z 0 7430 1411 602参照光源 等能白Se CIE1931XYZ系统和CIE1931RGB系统的色度坐标的转换关系为 CIE1931RGB系统向CIE1931XYZ系统的转换 3 CIE规定 1931CIE XYZ系统中 用于匹配光谱三刺激值的 X Y Z 的数量 称为 CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值 也叫做 CIEl931标准色度观察者颜色匹配函数 简称 CIE标准色度观察者 或 颜色匹配函数 在物体色色度值的计算中代表人眼的颜色视觉特征参数 记为 规定函数与明视觉光谱光效率函V 一致 即 4 CIE1931XYZ色度图 CIE1931XYZ色度图 CIE1931XYZ色度图是根据CIE1931XYZ系统绘制而成的 根据颜色混合原理 用匹配某一颜色的三原色的比例来确定该颜色 色度坐标x相当于红原色的比例 y相当于绿原色的比例 图中没有z坐标 因为x y z 1 所以z 1 x y 光谱轨迹曲线以及连接光谱轨迹两端所形成的马蹄形内包括一切物理上能够实现的颜色 然而坐标系统的原色点 三角形的三个顶点 都落在该区域之外 即原色点的假像点 不能够在物理上实现 同样 在马蹄形之外的所有的颜色均不能够用物理的办法实现 CIE1931XYZ色度图 颜色三角形中心E处是等能白光 又三原色各1 3产生 其色度坐标为 x 0 33 y 0 33 z 0 33 C点的CIE标准光源C的色度坐标点 CIE1931XYZ色度图 任何颜色在色度图中都占有一个确定的位置 5 CIE1931Yxy数字表色方法 色度图中点的位置可以代表各种色彩的颜色特征 但是 前面曾经讨论过 色度坐标只规定了颜色的色度 而未规定颜色的亮度 不能够唯一地确定一个颜色 CIE1931Yxy数字表色方法 所以若要唯一地确定某颜色 还必须指出其亮度特征 也即是Y的大小 我们知道光反射率 物体表面的亮度 入射光源的亮度 Y Y0光源亮度Y0 100 所以亮度因数Y 100 CIE1931Yxy数字表色方法 由物体三刺激值计算Yxy的公式为 由Yxy计算物体三刺激值 6 CIE1964XYZ补充色度学系统 人眼观察物体细节时的分辨力与观察时视场的大小有关 与此相似 人眼对色彩的分辨力也受视场大小的影响 实验表明 人眼用小视场 4 观察颜色时辨别差异的能力较低 当观察视场从2 增大至10 时 颜色匹配的精度和辨别色差的能力都有增高 但视场再进一步增大时 则颜色匹配的精度提高就不大了 CIE1964XYZ补充色度学系统 1931CIEXYZ系统是在2 视场下实验的结果 因此 只适用于 4 的视场范围 由于这一原因 1964年CIE又补充规定了一种10 视场的表色系统 称为 CIE1964补充色度学系统 这两种系统中的三刺激值和色度坐标的概念完全相似 只是数值不同 CIE1964XYZ补充色度学系统 2 和10 视场的三刺激值曲线 CIE1964XYZ补充色度学系统 2 视场与10 视场xy色度坐标图 CIE1964XYZ补充色度学系统 为了区别起见 在10 视场下的这些物理量均加写下标 10 可以表示为X10 Y10 Z10 x10 y10 z10 其色度坐标的计算式可写成 且有 x10 y10 z10 1 颜色三刺激值XYZ的计算 7CIE色度计算方法 1 确定光源及其相对光谱能量分布 物体表面的颜色受照射光源的能量分布的影响 因此 在测量物体表面颜色时 应首先说明所使用的光源 如 CIE标准光源A B C D50 D65等 标准光源 CIE规定标准光源照明体A 为完全辐射体在绝对温度2856K时发出的光 标准白炽灯 近于40 60W的普通灯 照明体B 表示模拟北方天空的日光的光源 标准直射阳光 4874K 照明体C 代表相关色温大约为6774K的平均阴天日光 照明体D65 代表相关色温分别为6500K时的昼光 D50 CIE标准照明体A B C D65光源的光谱功率曲线 几种常见光的光谱功率分布 3 确定标准观察者 当视场是2 4 视场时 使用CIE1931XYZ标准观察者若是10 4 视场 则使用 4 颜色的三刺激值的计算 XYZ色度学系统中颜色的三刺激值X Y Z按下式计算 或 在实际计算时 用上面的积分公式计算起来非常不方便 故用求和公式代替积分 5 色坐标的计算 或 6 颜色相加的计算 在已知两种或两种以上颜色的色品坐标和亮度的情况下 可以根据颜色混合定律得出混合色的色品坐标和亮度值 主要有计算法和作图法两种方法 计算法 求出混合前各颜色的三刺激值 求混合色的三刺激值 求混合色的色品坐标 四 均匀颜色空间 CIE1976Lab颜色空间CIE1976LUV颜色空间 CIE1931XYZ表色系统在给人们进行定量化研究色彩的同时 却不能够满足人们对颜色的差别量的表示 因为 在研究中发现 用CIE1931XYZ系统来表示颜色的差别时和人眼的视觉结果差别比较大 也就是说 由于CIE1931XYZ系统的本身的缺陷 不能够用来计算色差 因此 研究人员在此基础上进行了大量的研究 8 1颜色宽容量与Yxy的不均匀性 人眼对颜色的恰可分辨范围 8 1颜色宽容量与Yxy的不均匀性 麦克亚当的颜色椭圆形宽容量范围 1 CIELAB均匀颜色空间 为了进一步改进和统一颜色评价的方法 1976年CIE推荐了新的颜色空间及其有关色差公式 即CIE1976LAB 或L a b 系统 现在已成为世界各国正式采纳 作为国际通用的测色标准 它适用于一切光源色或物体色的表示与计算 CIELAB空间由CIEXYZ系统通过数学方法转换得到 XYZ为颜色样品的三刺激值X0Y0Z0为CIE标准照明体的三刺激值L 称为心理计量明度锥体细胞的黑 白反映a 心理计量色度锥体细胞的红 绿反映b 心理计量色度锥体细胞的黄 蓝反映 由X Y Z变换为 a b 时包含有立方根的函数变换 经过这种非线形变换后 原来的马蹄形光谱轨迹不复保持 转换后的空间用笛卡儿直角坐标体系来表示 形成了对立色坐标表述的心理颜色空间 如图所示 在这一坐标系统中 a表示红色 a表示绿色 b表示黄色 b表示蓝色 颜色的明度由L的百分数来表示 LAB颜色空间 CIELAB均匀颜色空间 优点 当颜色的色差大于视觉的识别阈限 恰可观察 而又小于孟塞尔系统相邻两级的色差时 能较好地反映物体色的心理感受 CIELAB均匀颜色空间 心理明度心理彩度心理色相角 色差是指用数值的方法表示两种颜色给人色彩感觉上的差别 若两个色样样品都按L a b 标定颜色 则两者之间的总色差 E ab以及各项单项色差可用下列公式计算 色差 明度差 色度差 总色差 在2 标准观察者和C光源的照明条件下有No 1 L1 87 95a1 16 36b1 78 58No 2 L2 87 29a2 15 02b2 86 3以样品色No 1为标准 则可计算出它们的色差值为 L a b E abNo 2 No 1 0 66381 32877 60537 7490 色差的意义 a a1 a0 0表明待测样比标准样偏红 反之 偏绿 b b1 b0 0表明待测样比标准样偏黄 反之 偏蓝 L L1 L0 0表明待测样比标准样偏亮或偏浅 反之 偏深或偏暗 E ab与颜色差别感觉程度 2 CIE1976L u v 表色系统 CIE1976L u v 均匀颜色空间实际上是由CIE1931和CIE1964均匀颜色空间发展而来的 主要是用数学方法对Y值作非线性转换 使其与代表视觉等间距的孟塞尔系统靠拢 CIE1976L u v 表色系统 明度指数 色度指数 CIE1976L u v 表色系统 CIE1976L u v 表色系统 明度差 色度差 总色差 3 CIELAB和CIELUV的比较 两者都是在视觉上近似均匀的颜色空间两者在视觉上的均匀程度基本相同莫莱用555对颜色求各个颜色空间的色差值与目测结果的关系 L a b 为0 72 L u v 为0 71 用孟塞尔卡中恒定色相轨迹和恒定彩度轨迹在a b 图和u v 图的改善程度也很接近 只是a b 图略优于u v 图 根据工业部门的习惯选择应用的颜色空间CIE1976L a b 多用于表面色工业 如印刷 纺织等CIE1976L u v 多用于光源色 彩色电视机等工业部门 绝对黑体 如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射 那么这个物体称为绝对黑体 天然的 理想的绝对黑体是不存在的 五 光源及其色温 1 黑体 黑体辐射的发射本领只与温度有关 严格地说 一个黑体若被加热 其表面按单位面积辐射光谱能量的大小及其分布完全决定于它的温度 因此我们把任一光源发出的光的颜色与黑体加热到一定温度下发出的光的颜色相比较 来描述光源的光色 黑体 当黑体连续加热 温度不断升高时 其相对光谱能量分布的峰值部位将向短波方向变化 所发的光带有一定的颜色 其变化顺序是红 黄 白 蓝 黑体 黑体在不同温度下可见光谱范围的相对功率分布曲线 黑体不同温度的色度轨迹 色温 当某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度 相关色温 correlatedcolortemperature 当某一光源的色度与某一温度下的完全辐射体 黑体 的色度最接近 或在均匀色度图上的色差距离最小时的完全辐射体 黑体 的温度 色温用绝对温度 K 表示 T K t oC 273 2 光源的色温 1 定义 色温是光源的重要指标 一定的色光具有一定的相对能量分布 常见光源色温 根据光色的舒适感选择色温根据人的生理和心理需求合理运用色温根据不同的被照场所使用色温印刷行业对光源色温的要求 2 色温的应用 照度水平与色光舒适感的程度 很低的照度下采用接近火焰的低色温的光源 在中等照度下采用色温接近黎明和黄昏的色温略高的光色较适宜 而在高的照度下则是采用接近中午阳光或偏蓝的去消天空光色较舒适 根据光色的舒适感选择色温 人们对自然光的适应不仅是色温感觉问题 并且在光谱的分布上也要求人工光与自然光接近或基本相同 其光谱分布只有一峰值较好 若是两个峰值且不连续则易引起人们的视觉疲劳 光谱成分单一的光源 光色质量较差 照明效果不好 同一类光源光谱能量分布较宽的光源照明质量相对分布较窄的效果要好 舒适度高 根据人的生理和心理需求合理运用色温 红色使人兴奋 蓝色使人沉静 波长较长的红黄光使人有近感 波长较短的蓝青光使人有远感 重量大小相同的物体深暗色看起来重而小 明亮色看起来轻而大 在心理方面红系统光可以增加食欲 蓝系统光则会使食欲减退 彩色度高的比彩色度低的光更能使人产生激情 低色温光给人以温暖的感觉 称暖色光 高色温光给人以冷的感觉 称冷色光 所以当需要一种热烈激昂的气氛时可用低色温的暖色光源 当需要冷静沉稳的气氛时可用高色温的冷色光源 在温度较高的热带地区 宜用高色温光源增加凉爽的舒适感 在寒冷地区宜使用低色温光源 给人以温暖祥和的感觉 在餐厅选用以红黄为主的光色 可以给人一种灯火辉煌的感觉 使人兴奋食欲增强 而在紧张繁忙的车间则较适宜采用高色温的冷色光源 可缓解人们的紧张情