第五章光源及其光學特性物體：發光體(光源)、不發光體光源：自然光源與人工光源目前一頁\總數四十九頁\編于十二點第五章光源及其光學特性物體：發光體(光源)、不發光體光源：自然光源與人工光源目前二頁\總數四十九頁\編于十二點5.1概述只有在光的照射下，人們才能感知物體的形態與顏色，沒有光就沒有顏色，光是人們感知色彩的必要條件，色來源與光。簡言之，光是色的源泉，色是光的表現。光的本質目前三頁\總數四十九頁\編于十二點

中國國家標準（GB/T5698--2001）：“光—能對人的視覺系統產生明亮和顏色感覺的電磁輻射，又叫可見電磁輻射。其波長范圍一般取380nm～780nm。”5.1概述光的本質目前四頁\總數四十九頁\編于十二點可見光：波長380nm到780nm（1nm＝10-9m）的電磁波。5.1概述光的本質目前五頁\總數四十九頁\編于十二點色散現象說明：白光實際是由各種色光組成的，這些色光不是由棱鏡創造出來的，棱鏡僅僅是把原已經存在著的各種色光加以分解而已。色散實驗5.1概述光的本質目前六頁\總數四十九頁\編于十二點單色光：波長只有一個在物質中傳播的速度隨波長的不同而不同，波長越短，偏折程度越大，波長越長，偏折程度越小。光色波長(nm)代表性波長(nm)頻率(1014Hz)紅780～6307004.3橙630～6006204.8黃600～5705805.2綠570～5005465.5青500～4705006.0藍470～4204366.4紫420～3804207.25.1概述光的本質目前七頁\總數四十九頁\編于十二點復色光：由多種單色光混合而成的光5.1概述光的本質目前八頁\總數四十九頁\編于十二點5.1概述光源物體：發光體(光源)、不發光體光源：自然光源與人工光源印刷行業常用光源：車間照明用光源－日光燈、白熾燈制版光源－金屬鹵化物燈、鏑燈目前九頁\總數四十九頁\編于十二點5.1概述在GB/T3978-94（標準照明體和照明觀測條件）中的定義。照明體是指“在影響物體顏色視覺的整個波長范圍內所定義的相對光譜功率分布”；色度學標準照明體是“由CIE用相對光譜功率分布所定義的照明體A、C、D65其它照明體D。由相對光譜功率分布定義的照明體可以不必由光的物理發射體――光源來準確地提供和實現。”；色度學標準光源是“由CIE規定的人工光源，它們的輻射近似色度學標準照明體”。光源(1)照明體概念目前十頁\總數四十九頁\編于十二點照明體A：應為完全輻射體在絕對溫度2856K（根據1990年國際實用溫標）時發出的光。照明體A的相對光譜功率分布根據普朗克輻射定律計算。照明體C：代表相關色溫大約為6774K的平均日光，光色近似陰天天空的晝光；照明體D50、D55、D65、D75：代表相關色溫分別為5003K、5503K、6504K和7504K時的晝光；5.1概述光源目前十一頁\總數四十九頁\編于十二點標準照明體A：代表完全輻射體在2856K發出的光，鎢絲燈光，其光色偏黃

標準照明體B：代表相關色溫約為4874K的直射陽光，表示中午平均直射陽光

標準照明體C：代表相關色溫大約為6774K的平均日光

標準照明體D65：代表相關色溫大約為6504K的日光

標準照明體D：代表標準照明體D65以外的其它日光CIE規定了四種標準照明體的色溫標準：5.1概述光源目前十二頁\總數四十九頁\編于十二點目前十三頁\總數四十九頁\編于十二點5.1概述

光源的三刺激值目前十四頁\總數四十九頁\編于十二點5.1概述

光源的刺激值目前十五頁\總數四十九頁\編于十二點光源XYZxyA109.85100.0035.580.44760.4074C98.07100.00118.230.31010.3162D5096.42100.0082.490.34570.3585D5595.68100.0092.140.33240.3474D6595.04100.00108.890.31270.3290D7594.96100.00122.610.29900.3149根據CIE1931觀察者計算的常用光源的參數5.1概述

光源的刺激值目前十六頁\總數四十九頁\編于十二點光源XYZxyA111.15100.0035.20.45120.4059C97.28100.00116.140.31040.3191D5096.72100.0081.410.34780.3595D5595.79100.0090.930.33410.3488D6594.81100.00107.320.31380.3310D7594.41100.00120.630.29970.3174根據CIE1964觀察者計算的常用光源的參數5.1概述

光源的刺激值目前十七頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫黑體絕對黑體：如果一個物體能夠在任何溫度下全部吸收任何波長的輻射，那么這個物體稱為絕對黑體。天然的、理想的絕對黑體是不存在的。目前十八頁\總數四十九頁\編于十二點黑體輻射的發射本領只與溫度有關。嚴格地說，一個黑體若被加熱，其表面按單位面積輻射光譜能量的大小及其分布完全決定于它的溫度。因此我們把任一光源發出的光的顏色與黑體加熱到一定溫度下發出的光的顏色相比較，來描述光源的光色。5.2光源的色溫黑體目前十九頁\總數四十九頁\編于十二點當黑體連續加熱，溫度不斷升高時，其相對光譜能量分布的峰值部位將向短波方向變化，所發的光帶有一定的顏色，其變化順序是紅-黃-白-藍。5.2光源的色溫黑體目前二十頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫黑體目前二十一頁\總數四十九頁\編于十二點黑體在不同溫度下可見光譜范圍的相對功率分布曲線5.2光源的色溫黑體目前二十二頁\總數四十九頁\編于十二點黑體不同溫度的色度軌跡5.2光源的色溫黑體目前二十三頁\總數四十九頁\編于十二點色溫：當某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度。相關色溫（correlatedcolortemperature）：當某一光源的色度與某一溫度下的完全輻射體（黑體）的色度最接近，或在均勻色度圖上的色差距離最小時的完全輻射體（黑體）的溫度。

色溫用絕對溫度“K”表示（T(K)=t(oC)+273）(1)定義5.2光源的色溫黑體目前二十四頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫色溫是光源的重要指標，一定的色光具有一定的相對能量分布目前二十五頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫目前二十六頁\總數四十九頁\編于十二點(2)計算5.2光源的色溫光源的色溫在CIEl931色度圖上，黑體軌跡上各溫度點不是按等距分布的；同時由于CIEl931色度圖的空間是不均勻的，即在色度圖上兩處相同的距離不代表視覺上等量的顏色差別，所以就很難確定一個在黑體軌跡附近的光源的相關色溫。因此，凱萊利用CIEl960UCS圖，按視覺恰可分辨的最小顏色差別，把黑體軌跡劃分為許多視覺分辨的單位，叫做麥勒德（rd）。麥勒德與色溫、相關色溫的關系為：l麥勒德=l/色溫×106目前二十七頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫CIE1931色度圖上按10麥勒德間隔分布的等相關色溫線目前二十八頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫CIE1960UCS圖上按10麥勒德間隔分布的相關色溫線目前二十九頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫光源的相關色溫近似值計算：TC=1.4388TC48/1.4380目前三十頁\總數四十九頁\編于十二點5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用根據光色的舒適感選擇色溫根據人的生理和心理需求合理運用色溫根據不同的被照場所使用色溫印刷行業對光源色溫的要求

目前三十一頁\總數四十九頁\編于十二點照度水平與色光舒適感的程度

很低的照度下采用接近火焰的低色溫的光源；在中等照度下采用色溫接近黎明和黃昏的色溫略高的光色較適宜;而在高的照度下則是采用接近中午陽光或偏藍的去消天空光色較舒適5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用根據光色的舒適感選擇色溫目前三十二頁\總數四十九頁\編于十二點人們對自然光的適應不僅是色溫感覺問題,并且在光譜的分布上也要求人工光與自然光接近或基本相同,其光譜分布只有一峰值較好,若是兩個峰值且不連續則易引起人們的視覺疲勞。光譜成分單一的光源,光色質量較差，照明效果不好。同一類光源光譜能量分布較寬的光源照明質量相對分布較窄的效果要好,舒適度高。5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用目前三十三頁\總數四十九頁\編于十二點紅色使人興奮,藍色使人沉靜；波長較長的紅黃光使人有近感,波長較短的藍青光使人有遠感；重量大小相同的物體深暗色看起來重而小,明亮色看起來輕而大。在心理方面紅系統光可以增加食欲,藍系統光則會使食欲減退。彩色度高的比彩色度低的光更能使人產生激情。低色溫光給人以溫暖的感覺(稱暖色光),高色溫光給人以冷的感覺(稱冷色光),所以當需要一種熱烈激昂的氣氛時可用低色溫的暖色光源,當需要冷靜沉穩的氣氛時可用高色溫的冷色光源。在溫度較高的熱帶地區,宜用高色溫光源增加涼爽的舒適感,在寒冷地區宜使用低色溫光源,給人以溫暖祥和的感覺。5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用根據人的生理和心理需求合理運用色溫目前三十四頁\總數四十九頁\編于十二點在餐廳選用以紅黃為主的光色,可以給人一種燈火輝煌的感覺,使人興奮食欲增強.而在緊張繁忙的車間則較適宜采用高色溫的冷色光源,可緩解人們的緊張情緒.在醫院病人的情緒多是焦慮不安,選用色溫高的冷色光源可減輕這種感覺,多些平靜感.在臥室或賓館客房采用茶色或橙色光源,會使人具有休閑、安逸和溫馨的感覺.在商店為了吸引顧客要設法使商品突出,通常的做法是使商品和襯托背景具有強烈的對比效應,達到醒目的效果再加上適當的彩色投光裝飾,效果會更佳.5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用根據不同的被照場所使用色溫目前三十五頁\總數四十九頁\編于十二點原稿的拍攝：

彩色膠片分日光型片和燈光型片日光型片－－室外日光下拍攝，要求色溫5400～5600K，如果色溫低或在室內拍攝，會使照片偏黃。燈光型片－－室內拍攝，要求色溫2800～3200K，如果色溫高或在室外拍攝，會使照片偏藍。5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用印刷行業對光源色溫的要求

目前三十六頁\總數四十九頁\編于十二點制版光源對色溫的要求：

色溫在5500K～6500K的光源的光譜能量分布符合制版分色的要求。色溫過高或過低都會影響制版的質量。制版車間和印刷車間的照明光源，色溫最低應該在2850K以上。按照我國的行業標準規定，觀察透射樣品時，光源的相關色溫應該為5003K，觀察反射樣品時，光源的相關色溫應該為6504K5.2光源的色溫光源的色溫(3)色溫的應用目前三十七頁\總數四十九頁\編于十二點5.3光源的顯色性目前三十八頁\總數四十九頁\編于十二點

例如，在日光下觀察一副畫，然后拿到高壓汞燈下觀察，就會發現，某些顏色已變了色。如粉色變成了紫色，藍色變成了藍紫色。因此，在高壓汞燈下，物體失去了"真實"顏色，如果在黃色光的低壓鈉燈底下來觀察，則藍色會變成黑色，顏色失真更厲害，顯色指數更低。光源的顯色性是由光源的光譜能量分布決定的。日光、白熾燈具有連續光譜，連續光譜的光源均有較好的顯色性。5.3光源的顯色性目前三十九頁\總數四十九頁\編于十二點5.3光源的顯色性光源的顯色性：以日光作標準,將白熾燈等人工光源與其比較,顯示同色差異的能力。定量評價指標：一般顯色性指數≤100，顯色性指數的高低，就表示物體在待測光源下"變色"和"失真"的程度。我國國家標準"光源顯色性評價方法GB/T5702-2003"中規定用普朗克輻射體（色溫低于5000K）和組合日光（色溫高于5000K）做參照光源。目前四十頁\總數四十九頁\編于十二點光源的顯色性以一般顯色性指數Ra值區分：

Ra值為100～75顯色優良

75～50顯色一般

50以下顯色性差5.3光源的顯色性目前四十一頁\總數四十九頁\編于十二點5.3光源的顯色性光源名稱相關色溫(K)一般顯色指數白熾燈(500瓦)290095~100碘鎢燈(500瓦)270095~100溴鎢燈(500瓦)340095~100熒光燈(日光色40瓦)660070~80外鎮高壓汞燈(400瓦)550030~40內鎮高壓汞燈(450瓦)440030~40鏑燈(1000瓦)430085~95高壓鈉燈(400瓦)190020~25光源的一般顯色指數目前四十二頁\總數四十九頁\編于十二點色溫是衡量光源本身光色的指標，顯色性是衡量光源視覺質量的指標。假若光源色處于人們所習慣的色溫范圍內，則顯色性應是光源質量的更為重要的指標。這是因為顯色性直接影響著人們所觀察到的物體的顏色。5.3光源的顯色性顯色性高

顯色性低

目前四十三頁\總數四十九頁\編于十二點光源顯色性的定量評價參照光源的選擇待測光源的相關色溫不高于5000K時，以普朗克輻射體作為參照光源待測光源相關色溫高于5000K時，以組合晝光作為參照光源

參照光源的寬容度檢驗色樣8+7檢驗色樣的CIE1931XYZ三刺激值的確定由xy坐標轉換為uv坐標色適應色品位移的修正5.3光源的顯色性目前四十四頁\總數四十九頁\編于十二點由u、v、Y轉換成U*、V*、W*均勻色空間坐標值色差計算

5.3光源的顯色性目前四十五頁\總數四十九頁\編于十二點顯色指數特殊顯色指數的計算