光源的顏色溫度什么意思?光源顏色溫度多少對(duì)眼睛好?
2023-11-28
光源的顏色溫度什么意思?光源的顏色溫度即光源的色溫,它是表示光源光色的尺度,單位為K(開爾文)。不同的光源由于光譜能量分布的不同,其光源的顏色溫度就會(huì)不同,因此,其光線顏色就會(huì)有所差異,例如紅色、藍(lán)色、橙色等。本文對(duì)光源色溫相關(guān)知識(shí)做了詳細(xì)的介紹,對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下!
光源顏色溫度的含義:
如果一個(gè)光源發(fā)射光的色品與某一溫度下黑體的色品相同(匹配),那么此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度就叫做該光源的顏色溫度,簡(jiǎn)稱色溫,它直接和普朗克黑體輻射定律相聯(lián)系。色溫是表示光源光色的尺度,單位為K(開爾文)。
低色溫光源的特征是能量分布中,紅輻射相對(duì)說(shuō)要多些,通常稱為“暖光”;色溫提高后,能量分布集中,藍(lán)輻射的比例增加,通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為:標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K(開爾文溫度單位);鎢絲燈為2760-2900K;熒光燈為3000K;閃光燈為3800K;中午陽(yáng)光為5600K;電子閃光燈為6000K;藍(lán)天為12000-18000K。
因?yàn)榇蟛糠止庠此l(fā)出的光皆通稱為白光,故光源的色表溫度或相關(guān)色溫度即用以指稱其光色相對(duì)白的程度,以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)Max Planck的理論,將一具完全吸收與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度逐漸升高光度亦隨之改變;CIE色坐標(biāo)上的黑體曲線顯示黑體由紅一橙紅一黃一黃白一白一藍(lán)白的過(guò)程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時(shí)的溫度,定義為該光源的相關(guān)色溫度,一般用Tc來(lái)表示,單位為開爾文(K),它表示與光源具有最相似顏色刺激的黑體輻射的溫度。
當(dāng)光源發(fā)出的光譜與加熱一個(gè)黑體使其產(chǎn)生同樣光譜時(shí),加熱黑體所需要的溫度就是該光源的絕對(duì)色溫,一般用T表示,單位為開爾文(K),是表示光源特性最基本的參數(shù)之一。這里的黑體是指對(duì)外來(lái)輻射或光線完全吸收的一種理想物體,是不存在的。
光色愈偏藍(lán),色溫愈高;偏紅則色溫愈低。一天當(dāng)中日光的光色亦隨時(shí)間變化:日出后40分鐘光色較黃,色溫3000K;正午陽(yáng)光雪白,上升至4800-5800K,陰天正午時(shí)分則約6500K;日落前光色偏紅,色溫又降至紙2200K。因相關(guān)色溫度事實(shí)上是以黑體輻射接近光源光色時(shí),對(duì)該光源光色表現(xiàn)的評(píng)價(jià)值,并非一種精確的顏色對(duì)比,故具相同色溫值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。光源色溫不同,光色也不同,色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛,溫暖的感覺;色溫在3000——5000K為中間色溫,有爽快的感覺;色溫在5000K以上有冷的感覺。
光源顏色溫計(jì)算方法:
從上面色溫的定義可以看出,色溫分為絕對(duì)色溫與相關(guān)色溫。絕對(duì)色溫在CIE-1931色品圖上是一條連續(xù)的弧形軌跡,這條軌跡稱為黑體軌跡線。光源的色品坐標(biāo)如果落于黑體軌跡上,則對(duì)應(yīng)的黑體溫度就為此光源的絕對(duì)色溫。絕對(duì)色溫的計(jì)算公式為:
式中n=(x-0.3320)/(y-0.1858),x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。
對(duì)于相關(guān)色溫的計(jì)算方法,目前已經(jīng)提出了幾種比較典型計(jì)算方法,包括:三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等,這幾種方法雖然計(jì)算精確,但計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,計(jì)算量大。為了更加高效準(zhǔn)確地計(jì)算出相關(guān)色溫,J.Smith、Macadam和Tamaru等人提出了幾種計(jì)算相關(guān)色溫的經(jīng)驗(yàn)公式。
J.Smith等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為:
式中n=(x-0.3320)/(0.1858-y),x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。
Macadam等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為:
式中n=(x-0.329)/(y-0.187),x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。
Tamaru等人提出的相關(guān)色溫計(jì)算公式為:
式中n=(x-0.332)/(y-0.1858),x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。
上述三種經(jīng)驗(yàn)公式均可以直接計(jì)算出已知色品坐標(biāo)光源的相關(guān)色溫,且計(jì)算快速、準(zhǔn)確。對(duì)于多基色混合光,其色品坐標(biāo)只能落在混合光圍成的色品坐標(biāo)的連線區(qū)域內(nèi),故上述經(jīng)驗(yàn)公式也可以用混合光相關(guān)色溫的計(jì)算。
光源顏色溫度多少對(duì)眼睛好?
不同的工作環(huán)境應(yīng)該使用不同的光源色溫。研究表明:
成人4000K色溫比較適合閱讀,使用4000~5000K色溫的LED光源臺(tái)燈是合適的,這會(huì)令人亢奮,工作積極;從孩子閱讀來(lái)說(shuō),一般一次閱讀時(shí)間不超過(guò)1個(gè)半小時(shí),且多是晚上,故使用3000K~3500K色溫的光源是最適合的,含藍(lán)光少,不傷眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成長(zhǎng)。
色溫太高的話發(fā)出的光源是很亮很白的,這跟普通的日光燈沒(méi)什么區(qū)別。最好是買4000K、4500K、5000K比較好。相對(duì)4000K的光比較黃,但也相對(duì)比較柔和。
不過(guò)如果要進(jìn)行顏色對(duì)色,那么色溫6000K時(shí),視覺最敏銳,可以幫助觀察者更加精準(zhǔn)的判斷物品顏色。目前國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)光源D65其色溫就是6500K。