照明b2004照度定律-色彩-色温2006

1、指光源在单位面积内光通量的多少，指光源在单位面积内光通量的多少，单位是坎德拉（单位是坎德拉（cd），），符号符号I。烛烛 光光坎德拉坎德拉发光强度与光通量之间的关系：发光强度与光通量之间的关系：F = I (为立体角为立体角)物体表面的光照度；物体单位面积上物体表面的光照度；物体单位面积上所得到的光通量。所得到的光通量。1勒克司（勒克司（Lux）=1 流明流明/平方米平方米理解：理解：1 坎德拉坎德拉 = 1 勒克司勒克司光光 源源1 m2 m3 mE =FS=4I4r2=Ir2（勒克司）（勒克司）1. 光源发光强度的参数；照度大小与光源发光强光源发光强度的参数；照度大小与光源发光强度成正比，

2、在距离不变时，光源越强照度越大。度成正比，在距离不变时，光源越强照度越大。2. 光源与被照射物体之间的距离；在点光源下，光源与被照射物体之间的距离；在点光源下，物体表面照度的大小与光源距离的平方成反比。物体表面照度的大小与光源距离的平方成反比。3. 物体表面照度大小与光线投射方向有关物体表面照度大小与光线投射方向有关,越垂越垂直越大。直越大。照度照度 = 垂直照度垂直照度Cos照照 度度 =发光强度发光强度距离距离21 勒克司勒克司 = 1 流明流明 / 1 平方米平方米1 英尺烛光英尺烛光 = 1 流明流明 / 1 平方英尺平方英尺1 英尺烛光英尺烛光 = 10.76 勒克司勒克司1 勒克司

3、勒克司 = 0.0929 英尺烛光英尺烛光光源单位面积上的发光强度光源单位面积上的发光强度使用发光强度单位使用发光强度单位-坎德拉坎德拉尼特尼特(nt) 1尼特尼特=1坎德拉坎德拉/平方米平方米熙熙 提提 1熙提熙提=1坎德拉坎德拉/平方厘米平方厘米使用光通量单位使用光通量单位-流流 明明亚熙提亚熙提 1亚熙提亚熙提=1流明流明/平方米平方米朗朗 伯伯 1朗伯朗伯=1流明流明 /平方厘米平方厘米 物体亮度物体亮度B = 光源照度光源照度E物体的反射率物体的反射率P光源所发出的光通量与光源所消耗的光源所发出的光通量与光源所消耗的电功率的比值；流明电功率的比值；流明/瓦（瓦（lm/w）亮度亮度B

4、表示物体表面受光后反射出的明亮度。表示物体表面受光后反射出的明亮度。照度照度E 表示物体单位面积所得的光通量。表示物体单位面积所得的光通量。每消耗每消耗1瓦功率所发射出的流明数瓦功率所发射出的流明数 光波是一种横波，光波的振动方向与波形光波是一种横波，光波的振动方向与波形传播方向相互垂直。传播方向相互垂直。光波按照电场振动的方向可分为三种光波按照电场振动的方向可分为三种1 自然光自然光3 部分偏振光部分偏振光2 完全偏振光完全偏振光用偏振器获得偏振光用偏振器获得偏振光光光 源源光波波动全部阻挡光波波动全部阻挡(最暗最暗)偏振镜偏振镜 (偏光镜偏光镜)ii入入 射射反反 射射折折 射射Sin C

5、onnSin iSinSinCon tan n角称为该反射物质的偏振角角称为该反射物质的偏振角 当自然光以入射角当自然光以入射角 tan n投射到平面玻璃上时，其投射到平面玻璃上时，其反射光为完全偏振光。这一关系被称为布儒斯特定律。反射光为完全偏振光。这一关系被称为布儒斯特定律。 当拍摄与太阳光照射方向成当拍摄与太阳光照射方向成90的蓝色天空时，天的蓝色天空时，天空的视觉明亮程度会随着偏振镜的转动而改变。空的视觉明亮程度会随着偏振镜的转动而改变。视视 觉觉1、拍摄日间南北天空光与、拍摄日间南北天空光与太阳光照射方向成太阳光照射方向成90，有偏振性质。有偏振性质。2、拍摄早晚时间的天空光与、拍摄

6、早晚时间的天空光与太阳光照射方向成太阳光照射方向成90，有偏振性质。有偏振性质。3、接近地平线的天空光与太阳光照射方向成、接近地平线的天空光与太阳光照射方向成90，经过多次，经过多次漫反射后，漫反射后，为自然光。为自然光。1 可以消除或减少玻璃、水等透明物体的反射光可以消除或减少玻璃、水等透明物体的反射光的干扰。使我们能透过表面看到里面的物体。的干扰。使我们能透过表面看到里面的物体。2 可以消除镜面的反射和光泽物体表面的光斑可以消除镜面的反射和光泽物体表面的光斑的干扰。的干扰。3 可以阻止天空的明亮光线，降低天空的亮度。可以阻止天空的明亮光线，降低天空的亮度。 摄像使用偏振镜对摄像使用偏振镜对

7、色彩色彩质量影响不大，但质量影响不大，但对对光线光线亮度来说要损失亮度来说要损失一半以上一半以上的。的。入射前亮度入射前亮度入射后亮度入射后亮度光光 源源1 m2 m3 m影响物体表面亮度的因素影响物体表面亮度的因素 光源的发光强度光源的发光强度 光源与物体表面的距离光源与物体表面的距离定向反射定向反射 漫反射漫反射混合反射混合反射光比光比 ( (主与辅光、主体与背景、人物与环境光）主与辅光、主体与背景、人物与环境光）影响物体表面亮度的因素影响物体表面亮度的因素 光线的性质光线的性质（硬光或软光）（硬光或软光） 物体亮面积与暗面积的比例；摄像机视面积的大小。物体亮面积与暗面积的比例；摄像机视面

8、积的大小。影响物体表面亮度的因素影响物体表面亮度的因素 物体表面的质地、结构、轮廓物体表面的质地、结构、轮廓 物体表面与入射光的角度、摄像机的拍摄角度物体表面与入射光的角度、摄像机的拍摄角度 物体色调与相邻色调的关系。物体色调与相邻色调的关系。 摄像机焦点的清晰度与大气的烟雾度。摄像机焦点的清晰度与大气的烟雾度。 偏振光偏振光影响物体表面亮度的因素影响物体表面亮度的因素灰灰白白度良好的再现图像，并不能形成良好的度良好的再现图像，并不能形成良好的彩彩色色再现的图像。再现的图像。彩彩色色良好的再现的图像，并不能形成良好的再现的图像，并不能形成灰灰白白度良好的再现图像。度良好的再现图像。物体颜色的获

9、得物体颜色的获得各种物体的颜色都离不开光各种物体的颜色都离不开光色色 彩彩 是是 光光 的的 组组 成成 部部 分分紫紫 蓝蓝 青青 绿绿 黄黄 橙橙 红红 在白光的照射下，物体的颜色与它表面所反射在白光的照射下，物体的颜色与它表面所反射的波长的色光相同。的波长的色光相同。 无色透明物体不吸收颜色，投射光源本身的颜色。无色透明物体不吸收颜色，投射光源本身的颜色。有色透明物体投射它本身的颜色，而吸收所有其他色。有色透明物体投射它本身的颜色，而吸收所有其他色。选选 择择 吸吸 收收 同一物质对某种波长的光的吸收可能是特别同一物质对某种波长的光的吸收可能是特别大，而对另一种波长的光的吸收可能很小或为

10、零的大，而对另一种波长的光的吸收可能很小或为零的这种现象。这种现象。非 选 择 吸 收非 选 择 吸 收 物体对各种波长的光，都按同等比例吸收的这物体对各种波长的光，都按同等比例吸收的这种现象。种现象。这种物体这种物体 消色体消色体 彩色物体彩色物体与与消色物体消色物体的根本区别在于对各种的根本区别在于对各种光波是否选择性地吸收。光波是否选择性地吸收。2006-10-17 彩色电视照明彩色电视照明要掌握好光源性质对物体表要掌握好光源性质对物体表面色彩的影响，这样才能正确地控制画面的色彩，面色彩的影响，这样才能正确地控制画面的色彩，利用不同光源有效地调整色调。利用不同光源有效地调整色调。 一方面

11、是要选择适当的光源正确地还原物一方面是要选择适当的光源正确地还原物体的真实色彩。体的真实色彩。 另一方面是要有意地破坏彩色平衡的再现，另一方面是要有意地破坏彩色平衡的再现，来达到某种艺术效果。来达到某种艺术效果。5米处米处 红光和紫外光被吸收红光和紫外光被吸收10米处米处 橙色光被吸收橙色光被吸收20米处米处 黄光和紫光被吸收黄光和紫光被吸收30米处米处 绿光被吸收绿光被吸收60米米- - 几乎所有的光都被吸收几乎所有的光都被吸收三原色与三补色三原色与三补色400400500500600600700700蓝蓝绿绿红红380 - 780红光红光 + + 绿光绿光 + + 蓝光蓝光 = = 白光白

12、光 白光白光红红黄黄绿绿青青蓝蓝品红品红红红、绿绿、蓝蓝 为三原色光为三原色光红色光红色光与与青色光青色光互为补色互为补色绿色光绿色光与与品红色品红色光互为补色光互为补色蓝色光蓝色光与与黄色光黄色光互为补色互为补色 互为补色的两种光互为补色的两种光相加后成为相加后成为白光白光。彩色混合两种基本的方法：彩色混合两种基本的方法： 加色法加色法 减色法减色法加色混合法加色混合法减色混合法减色混合法红红 光光 + + 绿绿 光光 + + 蓝蓝 光光 = = 白光白光红光红光 + + 绿光绿光 = = 黄光黄光绿光绿光 + + 蓝光蓝光 = = 青光青光蓝光蓝光 + + 红光红光 = = 品红光品红光红

13、光红光多多 + + 绿光绿光少少 = = 橙光橙光绿光绿光多多 + + 蓝光蓝光少少 = = 青绿光青绿光红光红光多多 + + 蓝光蓝光少少 = = 粉红光粉红光 加色法加色法 就是在不同色光混合时，它们把各自在光谱所就是在不同色光混合时，它们把各自在光谱所占的部分加在一起，从而产生一种新的混合颜色的方法。占的部分加在一起，从而产生一种新的混合颜色的方法。配色配色人们在研究三基色合成新的彩色时，是使用实验来完成的。人们在研究三基色合成新的彩色时，是使用实验来完成的。比色计原理比色计原理视视 场场光亮调节光亮调节待配色的颜色待配色的颜色观察者观察者 国际照明委员会对三基色的波长做了严格国际照明委

14、员会对三基色的波长做了严格的规定，国际上通用的三基色波长是：的规定，国际上通用的三基色波长是： - 700纳米纳米 - 546.1纳米纳米 - 435.8纳米纳米 对于这对于这三个基色的三个基色的波长，人眼波长，人眼的光谱光效的光谱光效率值为：率值为：V（ 700 ） = 0.00410V（546.1）= 0.98433V（435.8）= 0.01777 如果用三基色混合得到的等量白光如果用三基色混合得到的等量白光 E E ，他们的比率为：他们的比率为： F FR R : : F FG G : : F FB B = = 1 1 : : 4.59074.5907 : : 0.06010.0601

15、 红光红光 = 1 流明流明 绿光绿光 = 4.5907流明流明蓝光蓝光 = 0.0601流明流明 减色法减色法 就是在颜色混合时，他们各自从入就是在颜色混合时，他们各自从入射光中有选择地吸收它们在光谱中所占的相应部射光中有选择地吸收它们在光谱中所占的相应部分，而产生的一种合成的彩色效果的方法分，而产生的一种合成的彩色效果的方法。减色法混合减色法混合青青、品红品红、黄黄 分别称为减分别称为减 红红、减、减 绿绿、减、减 蓝蓝减法三原色：减法三原色：黄黄 品红品红 青青青滤色片青滤色片黄滤色片黄滤色片品红滤色片品红滤色片色光的获得色光的获得从白光中得到从白光中得到 蓝蓝 光光品红滤色片品红滤色片

16、青滤色片青滤色片品红滤色片品红滤色片黄滤色片黄滤色片从白光中得到从白光中得到 红红 光光从白光中得到从白光中得到 绿绿 光光青滤色片青滤色片黄滤色片黄滤色片黄光黄光 = = 白光白光 （品光品光 + + 青光青光）= = 白光白光蓝光蓝光品光品光 = = 白光白光 （黄光黄光 + + 青光青光）= = 白光白光绿光绿光青光青光 = = 白光白光 （品光品光 + + 黄光黄光）= = 白光白光红光红光各各 种种 颜颜 色色取得的颜色取得的颜色青青品红品红蓝蓝青青黄黄绿绿品红品红黄黄红红青青品红品红黄黄黑黑青青品红品红淡黄淡黄不饱和的蓝不饱和的蓝青青淡品红淡品红黄黄不饱和的绿不饱和的绿淡青淡青品红

17、品红黄黄不饱和的红不饱和的红淡青淡青淡品红淡品红黄黄黄褐黄褐淡青淡青品红品红淡黄淡黄暗品红暗品红青青淡品红淡品红淡黄淡黄暗青暗青淡青淡青淡品红淡品红不饱和的蓝不饱和的蓝淡青淡青淡黄淡黄不饱和的绿不饱和的绿淡品红淡品红淡黄淡黄不饱和的红不饱和的红减色法合成色彩减色法合成色彩彩色光的三要素彩色光的三要素色别色别 明度明度 饱和度饱和度色色 别：别：是指不同颜色之间的区别。（色调：表示颜色的种类）是指不同颜色之间的区别。（色调：表示颜色的种类）明明 度：度：（亮度）是指彩色光的明亮程度，即对人眼引起亮暗（亮度）是指彩色光的明亮程度，即对人眼引起亮暗感觉的程度。感觉的程度。饱和度：饱和度：（色纯）表示

18、颜色的深浅程度，即颜色的浓淡或鲜（色纯）表示颜色的深浅程度，即颜色的浓淡或鲜明程度。明程度。色调和饱和度色调和饱和度又总称为色度又总称为色度彩色光的三要素彩色光的三要素色别的明度决定于所含消色成份的多少色别的明度决定于所含消色成份的多少不同色别的色彩明度大小决定于人眼感色纤维的刺激量不同色别的色彩明度大小决定于人眼感色纤维的刺激量和三中感色纤维对应颜色光的敏感性和三中感色纤维对应颜色光的敏感性同一色别中只有明度适中时，饱和度才最大同一色别中只有明度适中时，饱和度才最大0 0.2 0.4 0.6 xY0.80.60.40.2 x - y 色色 度度 图图GRBE1. 1. 舌形曲线上的各点代表舌

19、形曲线上的各点代表从从380380纳米到纳米到780780纳米的纯光纳米的纯光谱色。谱色。2.2.等能量白光等能量白光 x = y =1/3x = y =1/33. 3. 直线直线 E E G G 代表白光代表白光E E 与与光谱色混合后所能得到的一光谱色混合后所能得到的一切色彩。从切色彩。从 E E 到到 G G代表色代表色调相同，而饱和度不同的色调相同，而饱和度不同的色彩。也接近彩。也接近 G G 点饱和度也点饱和度也高。高。G G点的饱和度为点的饱和度为 100%100%。三 基 色 原 理三 基 色 原 理1.1. 自然界的自然界的彩色彩色可分为可分为三基色三基色；反之；反之三基色三基

20、色可合可合成出自然界的任何成出自然界的任何彩色彩色。2.2.在相加混色中，均用在相加混色中，均用红红、绿绿、蓝蓝三种基色。这三三种基色。这三种基色是相对独立的。任何一种基色不能用其他两种基色是相对独立的。任何一种基色不能用其他两种基色混合得到。种基色混合得到。3.3.三种基色的混合比例决定色度。三种基色的混合比例决定色度。4.4.混合色混合色的亮度等于各基色的亮度和。的亮度等于各基色的亮度和。彩色电视用的是加色法彩色电视用的是加色法彩色电影和印刷用减色法彩色电影和印刷用减色法A A 光谱混色法光谱混色法B B 空间混色法空间混色法C C 时间混色法时间混色法D D 生理混色法生理混色法三 基

21、色 原 理三 基 色 原 理彩色电视照明彩色电视照明黑白电视照明黑白电视照明注意照度、光比注意照度、光比注意光线的注意光线的 色色 温温色 温色 温 是 表 示 光 源 的 光 谱 成 分 的 概 念 。是 表 示 光 源 的 光 谱 成 分 的 概 念 。是光线颜色的一种标志。是光线颜色的一种标志。 在物理学中，如果对铁、钨等标准黑体从绝对零在物理学中，如果对铁、钨等标准黑体从绝对零度（度（-273-273C C）起开始加温，随温度增高，黑体会发出有颜起开始加温，随温度增高，黑体会发出有颜色的可见光，光的颜色随温度的升高而逐渐发生变化。色的可见光，光的颜色随温度的升高而逐渐发生变化。8008

22、00K K（527527C C）56005600K K2500025000K K黑体随着温度增高而发出的色光，就叫作光源色温度。黑体随着温度增高而发出的色光，就叫作光源色温度。 北京到上海约为北京到上海约为 11001100公里公里“要坐要坐1818小时小时的火车的火车”通常说牛郎与织女星的距离是通常说牛郎与织女星的距离是 1616光年光年天文学的距离单位天文学的距离单位: :色色 温温微倒数微倒数用温度表示颜色的中间媒介是用温度表示颜色的中间媒介是 黑体黑体用时间表示距离的中间媒介是用时间表示距离的中间媒介是 速度速度因为黑体的温度与其相应的颜色存在着唯一的对应关系因为黑体的温度与其相应的颜

23、色存在着唯一的对应关系 若某一光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度若某一光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下所辐射的光的颜色相同，则黑体的这个温度就称为下所辐射的光的颜色相同，则黑体的这个温度就称为该光源的颜色温度，简称色温。该光源的颜色温度，简称色温。T = t +273T = t +273T -T -绝对温度，用绝对温度，用 K K 表示；表示；t -t -摄氏温度，用摄氏温度，用C C表示。表示。光 源 的 色 温光 源 的 色 温自然光源自然光源人造光源人造光源亮度亮度 取决于光源的发光强度取决于光源的发光强度颜色颜色 取决于辐射光波的波长取决于辐射光波的波长 自然光自然光的的色温色

24、温随气候、季节、时随气候、季节、时间、天气等变化而变化，其中间、天气等变化而变化，其中时间时间和和天气天气的变化影响最大。的变化影响最大。 人工光源人工光源的种类、规格较多，功率的种类、规格较多，功率和亮度指数也不尽相同，每个光源所发和亮度指数也不尽相同，每个光源所发出的光均是有许多不同波长的辐射组成出的光均是有许多不同波长的辐射组成的。所以它的颜色也各异。的。所以它的颜色也各异。 光光 源源色温度色温度自自然然光光日出和日落时日出和日落时约约1800K日出后、日落前半小时日出后、日落前半小时约约2400K日出后一小时日出后一小时约约3500K日出后、日落前二小时日出后、日落前二小时约约440

25、0K中午前后前二小时中午前后前二小时约约5500K晴天有云遮日晴天有云遮日约约6000K阴天的散射光阴天的散射光约约7000K蓝天的天空光蓝天的天空光约约15000K人人造造光光白炽灯白炽灯约约2600K卤钨灯卤钨灯约约3100K三基色荧光灯三基色荧光灯约约3200K氙灯氙灯约约6000K镝灯镝灯约约5700K常用光源的色温常用光源的色温 引入微倒数概念，便于说明校色温滤色片对色引入微倒数概念，便于说明校色温滤色片对色温的调节作用。温的调节作用。也称麦瑞得值也称麦瑞得值 MirredMirred色温倒数的色温倒数的10106倍就称为该色温的微倒数倍就称为该色温的微倒数微 倒 数微 倒 数 =

26、1 , 0 0 0 , 0 0 0 1色温色温K K 光源的显色性光源的显色性是指光源照射到物体上所产生是指光源照射到物体上所产生的客观效果（显现出来的颜色），也就是光源能的客观效果（显现出来的颜色），也就是光源能否正确地呈现物体颜色的性能。否正确地呈现物体颜色的性能。光源的颜色包括：光源的颜色包括：光源的色表光源的色表光源的显色性光源的显色性人眼观看光源所发出的颜色人眼观看光源所发出的颜色取决于光谱能量的分布取决于光谱能量的分布 为了对为了对光源的显色性光源的显色性进行定量的比较，引入进行定量的比较，引入了显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色了显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色指数

27、定指数定RaRa为为100100，那么其余，那么其余光源的显色指数光源的显色指数均低于均低于100100。Ra Ra 数值越大，显色性越好；反之，显色性越差。数值越大，显色性越好；反之，显色性越差。光源的显色性是一个非常复杂的问题光源的显色性是一个非常复杂的问题涉及到光源的光谱特性涉及到光源的光谱特性涉及到被照物体表面的物理特性涉及到被照物体表面的物理特性涉及到人眼的视觉特性涉及到人眼的视觉特性电视照明中，日光和卤钨灯均有良好的显色性。电视照明中，日光和卤钨灯均有良好的显色性。 气体放电灯，则应把气体放电灯，则应把显色指数显色指数和和色温色温两个两个参数结合起来考虑。参数结合起来考虑。1 1.

28、 .要保证光源的色温与摄像机要求的色温相一致。要保证光源的色温与摄像机要求的色温相一致。2 2. .要保证在同一个场景中，所使用的各光源色温的要保证在同一个场景中，所使用的各光源色温的一致性。一致性。 当光源色温高于摄像机的平衡色温时，彩色当光源色温高于摄像机的平衡色温时，彩色画面将会偏画面将会偏蓝蓝，色温越高越，色温越高越蓝蓝。 当光源色温低于摄像机的平衡色温时，彩当光源色温低于摄像机的平衡色温时，彩色画面将会偏色画面将会偏红红，色温越低越，色温越低越红红。人眼能分辨出二种光源的色温差为人眼能分辨出二种光源的色温差为5050K K摄像机反应的色温差为摄像机反应的色温差为200200K K型号

29、型号微倒微倒数值数值升色温升色温型号型号微倒微倒数值数值降色温降色温雷登雷登82145 3200K 6000K雷登雷登851456000K 3200K雷登雷登82A 112 3200K 5000K 雷登雷登85A 1125000K 3200K雷登雷登82B623200K 4000K 雷登雷登85B624000K 3200K雷登雷登82C423200K 3700K 雷登雷登85C263500K 3200K雷登雷登82D263200K 3500K色温的高低明显地影响电视摄像机的彩色平衡色温的高低明显地影响电视摄像机的彩色平衡允许的色温变化范围允许的色温变化范围3200K 167K142K摄像机的色温平衡在摄像机的色温平衡在 3200 3200K K时时摄像机的色温平衡在摄像机的色温平衡在 5600 5600K K时时允许的色温变化范围允许的色温变化范围5600K 497K446K摄像机