包装印刷包装色彩学光源的色度学培训教材

第五章光源及其光学特性物体：发光体(光源)、不发光体光源：自然光源与人工光源第五章光源及其光学特性物体：发光体(光源)、不发光体光源：自然光源与人工光源5.1概述只有在光的照射下，人们才能感知物体的形态与颜色，没有光就没有颜色，光是人们感知色彩的必要条件，色来源与光。简言之，光是色的源泉，色是光的表现。5.1.1光的本质

中国国家标准（GB/T5698--2001）：“光—能对人的视觉系统产生明亮和颜色感觉的电磁辐射，又叫可见电磁辐射。其波长范围一般取380nm～780nm。”5.1概述5.1.1光的本质可见光：波长380nm到780nm（1nm＝10-9m）的电磁波。5.1概述5.1.1光的本质色散现象说明：白光实际是由各种色光组成的，这些色光不是由棱镜创造出来的，棱镜仅仅是把原已经存在着的各种色光加以分解而已。色散实验5.1概述5.1.1光的本质单色光：波长只有一个在物质中传播的速度随波长的不同而不同，波长越短，偏折程度越大，波长越长，偏折程度越小。光色波长(nm)代表性波长(nm)频率(1014Hz)红780～6307004.3橙630～6006204.8黄600～5705805.2绿570～5005465.5青500～4705006.0蓝470～4204366.4紫420～3804207.25.1概述5.1.1光的本质复色光：由多种单色光混合而成的光5.1概述5.1.1光的本质5.1概述5.1.2光源物体：发光体(光源)、不发光体光源：自然光源与人工光源印刷行业常用光源：车间照明用光源－日光灯、白炽灯制版光源－金属卤化物灯、镝灯5.1概述在GB/T3978-94（标准照明体和照明观测条件）中的定义。照明体是指“在影响物体颜色视觉的整个波长范围内所定义的相对光谱功率分布”；色度学标准照明体是“由CIE用相对光谱功率分布所定义的照明体A、C、D65其它照明体D。由相对光谱功率分布定义的照明体可以不必由光的物理发射体――光源来准确地提供和实现。”；色度学标准光源是“由CIE规定的人工光源，它们的辐射近似色度学标准照明体”。5.1.2光源(1)照明体概念照明明体体A：：应应为为完完全全辐辐射射体体在在绝绝对对温温度度2856K（（根根据据1990年年国国际际实实用用温温标标））时时发发出出的的光光。。照照明明体体A的的相相对对光光谱谱功功率率分分布布根根据据普普朗朗克克辐辐射射定定律律计计算算。。照明明体体C：：代代表表相相关关色色温温大大约约为为6774K的的平平均均日日光光，，光光色色近近似似阴阴天天天天空空的的昼昼光光；；照明明体体D50、、D55、、D65、、D75：：代代表表相相关关色色温温分分别别为为5003K、、5503K、、6504K和和7504K时时的的昼昼光光；；5.1概概述述5.1.2光光源源标准准照照明明体体A：代代表表完完全全辐辐射射体体在在2856K发发出出的的光光，，钨钨丝丝灯灯光光，，其其光光色色偏偏黄黄标准准照照明明体体B：代代表表相相关关色色温温约约为为4874K的的直直射射阳阳光光，，表表示示中中午午平平均均直直射射阳阳光光标准准照照明明体体C：代代表表相相关关色色温温大大约约为为6774K的的平平均均日日光光标准准照照明明体体D65：代代表表相相关关色色温温大大约约为为6504K的的日日光光标准照明明体D：代表标标准照明明体D65以外外的其它它日光CIE规规定了四四种标准准照明体体的色温温标准：：5.1概概述5.1.2光光源5.1概概述5.1.3光源的三三刺激值值5.1概概述5.1.3光源的刺刺激值光源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根据CIE1931观察者计计算的常常用光源源的参数数5.1概概述5.1.3光源的刺刺激值光源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根据CIE1964观察者计计算的常常用光源源的参数数5.1概概述5.1.3光源的刺刺激值5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体绝对黑体体：如果一个个物体能能够在任任何温度度下全部部吸收任任何波长长的辐射射，那么么这个物物体称为为绝对黑黑体。天天然的、、理想的的绝对黑黑体是不不存在的的。黑体辐射射的发射射本领只只与温度度有关。。严格地地说，一一个黑体体若被加加热，其其表面按按单位面面积辐射射光谱能能量的大大小及其其分布完完全决定定于它的的温度。。因此我我们把任任一光源源发出的的光的颜颜色与黑黑体加热热到一定定温度下下发出的的光的颜颜色相比比较，来来描述光光源的光光色。5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体当黑体连连续加热热，温度度不断升升高时，，其相对对光谱能能量分布布的峰值值部位将将向短波波方向变变化，所所发的光光带有一一定的颜颜色，其其变化顺顺序是红-黄-白-蓝蓝。5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体黑体在不不同温度度下可见见光谱范范围的相相对功率率分布曲曲线5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体黑体不同同温度的的色度轨轨迹5.2光光源的的色温5.2.1黑黑体色温：当某一种种光源的的色度与与某一温温度下的的绝对黑黑体的色色度相同同时绝对对黑体的的温度。。相关色温温（correlatedcolortemperature））：当某某一光源源的色度度与某一一温度下下的完全全辐射体体（黑体体）的色色度最接接近，或或在均匀匀色度图图上的色色差距离离最小时时的完全全辐射体体（黑体体）的温温度。色温用绝对温温度“K”表表示（T(K)=t(oC)+273）(1)定义义5.2光源源的色温5.2.1黑黑体5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温色温是光源的的重要指标，，一定的色光光具有一定的的相对能量分分布5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(2)计算算5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温在CIEl931色度度图上，黑体体轨迹上各温温度点不是按按等距分布的的；同时由于于CIEl931色度度图的空间是是不均匀的，，即在色度图图上两处相同同的距离不代代表视觉上等等量的颜色差差别，所以就就很难确定一一个在黑体轨轨迹附近的光光源的相关色色温。因此，，凯莱利用CIEl960UCS图，按视视觉恰可分辨辨的最小颜色色差别，把黑黑体轨迹划分分为许多视觉觉分辨的单位位，叫做麦勒德（rd）。麦勒勒德与色温、、相关色温的的关系为：l麦勒德德=l/色温××1065.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温CIE1931色度度图上按10麦勒德间隔隔分布的等相相关色温线5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温CIE1960UCS图上按10麦勒德间间隔分布的相相关色温线5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温光源的相关色色温近似值计计算：TC=1.4388TC48/1.43805.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用根据光色的舒舒适感选择色色温根据人的生理理和心理需求求合理运用色色温根据不同的被被照场所使用用色温印刷行业对光光源色温的要要求照度水平与色色光舒适感的的程度很低的照度下下采用接近火焰的低低色温的光源源；在中等照照度下采用色色温接近黎明明和黄昏的色色温略高的光光色较适宜;而在高的的照度下则是是采用接近中中午阳光或偏偏蓝的去消天天空光色较舒舒适5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用根据光色的舒舒适感选择色色温人们对自然光光的适应不仅仅是色温感觉觉问题,并并且在光谱的的分布上也要要求人工光与与自然光接近近或基本相同同,其光谱谱分布只有一一峰值较好,若是两个个峰值且不连连续则易引起起人们的视觉觉疲劳。光谱谱成分单一的的光源,光光色质量较差差，照明效果果不好。同同一类光源光光谱能量分布布较宽的光源源照明质量相相对分布较窄窄的效果要好好,舒适度度高。5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用红色使人兴奋奋,蓝色使使人沉静；波波长较长的红红黄光使人有有近感,波波长较短的蓝蓝青光使人有有远感；重量量大小相同的的物体深暗色色看起来重而而小,明亮亮色看起来轻轻而大。在心心理方面红系系统光可以增增加食欲,蓝蓝系统光则则会使食欲减减退。彩色度度高的比彩色色度低的光更更能使人产生生激情。低色色温光给人以以温暖的感觉觉(称暖色光光),高色色温光给人以以冷的感觉(称冷色光),所以当需需要一种热烈烈激昂的气氛氛时可用低色色温的暖色光光源,当需需要冷静沉稳稳的气氛时可可用高色温的的冷色光源。。在温度较高高的热带地区区,宜用高高色温光源增增加凉爽的舒舒适感,在在寒冷地区宜宜使用低色温温光源,给给人以温暖祥祥和的感觉。。5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用根据人的生理理和心理需求求合理运用色色温在餐厅选用以以红黄为主的的光色,可可以给人一种种灯火辉煌的的感觉,使人人兴奋食欲增增强.而在在紧张繁忙的的车间则较适适宜采用高色色温的冷色光光源,可缓缓解人们的紧紧张情绪.在在医院病人人的情绪多是是焦虑不安,选用色温温高的冷色光光源可减轻这这种感觉,多多些平静感感.在卧室室或宾馆客房房采用茶色或或橙色光源,会使人具具有休闲、安安逸和温馨的的感觉.在在商店为了吸吸引顾客要设设法使商品突突出,通常的的做法是使商商品和衬托背背景具有强烈烈的对比效应应,达到醒醒目的效果再再加上适当的的彩色投光装装饰,效果果会更佳.5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用根据不同的被被照场所使用用色温原稿的拍摄：：彩色胶片分日日光型片和灯灯光型片日光型片－－－室外日光下下拍摄，要求求色温5400～5600K，如果果色温低或在在室内拍摄，，会使照片偏偏黄。灯光型片－－－室内拍摄，，要求色温2800～3200K，，如果色温高高或在室外拍拍摄，会使照照片偏蓝。5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用印刷行业对光光源色温的要要求制版光源对色色温的要求：色温在5500K～～6500K的光源的光谱谱能量分布符符合制版分色色的要求。色色温过高或过过低都会影响响制版的质量量。制版车间和印印刷车间的照照明光源，色色温最低应该该在2850K以上。按照我国的行行业标准规定定，观察透射射样品时，光光源的相关色色温应该为5003K，，观察反射样样品时，光源源的相关色温温应该为6504K5.2光源源的色温5.2.2光光源的色温温(3)色温温的应用5.3光源源的显色性例如，在日光光下观察一副副画，然后拿拿到高压汞灯灯下观察，就就会发现，某某些颜色已变变了色。如粉粉色变成了紫紫色，蓝色变变成了蓝紫色色。因此，在在高压汞灯下下，物体失去去了"真实"颜色，如果果在黄色光的的低压钠灯底底下来观察，，则蓝色会变变成黑色，颜颜色失真更厉厉害，显色指指数更低。光光源的显色性性是由光源的的光谱能量分分布决定的。。日光、白炽炽灯具有连续续光谱，连续续光谱的光源源均有较好的的显色性。5.3光源源的显色性5.3光源源的显色性光源的显色性性：以日光作标准准,将白炽炽灯等人工光光源与其比较较,显示同同色差异的能能力。定量评价指标标：一般显色色性指数≤100，，显色性指数数的高低，就就表示物体在在待测光源下下"变色"和和"失真"的的程度。我国国家标准准"光源显色色性评价方法法GB/T5702-2003"中规定用普普朗克辐射体体（色温低于于5000K）和组合日日光（色温高高于5000K）做参照照光源。光源的显色性性以一般显色色性指数Ra值区分：Ra值为100～75显色优良75～50显色一般50以下显色性差5.3光源源的显色性5.3光源源的显色性光源名称相关色温(K)一般显色指数白炽灯(500瓦)290095~100碘钨灯(500瓦)270095~100溴钨灯(500瓦)340095~100荧光灯(日光色40瓦)660070~80外镇高压汞灯(400瓦)550030~40内镇高压汞灯(450瓦)440030~40镝灯(1000瓦)430085~95高压钠灯(400瓦)190020~25光源的一般显显色指数色温是衡量光源本本身光色的指指标，显色性是衡量光源源视觉质量量的指标。。假若光源色色处于人们们所习惯的的色温范围围内，则显显色性应是是光源质量量的更为重重要的指标标。这是因因为显色性性直接影响响着人们所所观察到的的物体的颜颜色。5.3光光源的显色色性显色性高显显色色性低光源显色性性的定量评评价参照光源的的选择待测光源的的相关色温温不高于5000K时，以普普朗克辐射射体作为参参照光源待测光源相相关色温高高于5000K时，，以组合昼昼光作为参参照光源参照光源的的宽容度检验色样8+7检验色样的的CIE1931XYZ三刺激值值的确定由xy坐标标转换为uv坐标色适应色品品位移的修修正5.3光光源的显色色性由u、v、、Y转换成成U*、V*、W*均匀色空空间坐标值值色差计算5.3光光源的显色色性显色指数特殊显色指指数的计算算用计算特殊殊显色指数数。计算结果取取舍入后最最接近的整整数。一般显色指指数Ra的的计算一般显色指指数是由8个特殊显显色指数（（i＝1，，……，8）取算术术平均值求求得。5.3光光源的显色色性光源显色性性的应用5.3光光源的显色色性根据不同的的装饰效果果运用显色色特性在实际的夜夜景装饰、、电影、电电视、布景景及室内装装饰等工程程中,可可以根据不不同的装饰饰要求选用用不同光源源例