包装色彩学光源的色学

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当前1页，总共49页。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当前2页，总共49页。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。光的本质当前3页，总共49页。

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概述光的本质当前4页，总共49页。可见光：波长380nm到780nm（1nm＝10-9m）的电磁波。5.1概述光的本质当前5页，总共49页。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概述光的本质当前6页，总共49页。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概述光的本质当前7页，总共49页。复色光：由多种单色光混合而成的光5.1概述光的本质当前8页，总共49页。5.1概述光源物体：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、镝灯当前9页，总共49页。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”。光源(1)照明体概念当前10页，总共49页。照明体A：应为完全辐射体在绝对温度2856K（根据1990年国际实用温标）时发出的光。照明体A的相对光谱功率分布根据普朗克辐射定律计算。照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光，光色近似阴天天空的昼光；照明体D50、D55、D65、D75：代表相关色温分别为5003K、5503K、6504K和7504K时的昼光；5.1概述光源当前11页，总共49页。标准照明体A：代表完全辐射体在2856K发出的光，钨丝灯光，其光色偏黄

标准照明体B：代表相关色温约为4874K的直射阳光，表示中午平均直射阳光

标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光

标准照明体D65：代表相关色温大约为6504K的日光

标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其它日光CIE规定了四种标准照明体的色温标准：5.1概述光源当前12页，总共49页。当前13页，总共49页。5.1概述

光源的三刺激值当前14页，总共49页。5.1概述

光源的刺激值当前15页，总共49页。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观察者计算的常用光源的参数5.1概述

光源的刺激值当前16页，总共49页。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观察者计算的常用光源的参数5.1概述

光源的刺激值当前17页，总共49页。5.2光源的色温黑体绝对黑体：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。当前18页，总共49页。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。5.2光源的色温黑体当前19页，总共49页。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。5.2光源的色温黑体当前20页，总共49页。5.2光源的色温黑体当前21页，总共49页。黑体在不同温度下可见光谱范围的相对功率分布曲线5.2光源的色温黑体当前22页，总共49页。黑体不同温度的色度轨迹5.2光源的色温黑体当前23页，总共49页。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）(1)定义5.2光源的色温黑体当前24页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温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当前25页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温当前26页，总共49页。(2)计算5.2光源的色温光源的色温在CIEl931色度图上，黑体轨迹上各温度点不是按等距分布的；同时由于CIEl931色度图的空间是不均匀的，即在色度图上两处相同的距离不代表视觉上等量的颜色差别，所以就很难确定一个在黑体轨迹附近的光源的相关色温。因此，凯莱利用CIEl960UCS图，按视觉恰可分辨的最小颜色差别，把黑体轨迹划分为许多视觉分辨的单位，叫做麦勒德（rd）。麦勒德与色温、相关色温的关系为：l麦勒德=l/色温×106当前27页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温CIE1931色度图上按10麦勒德间隔分布的等相关色温线当前28页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温CIE1960UCS图上按10麦勒德间隔分布的相关色温线当前29页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温光源的相关色温近似值计算：TC=1.4388TC48/1.4380当前30页，总共49页。5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用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

当前31页，总共49页。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5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用根据光色的舒适感选择色温当前32页，总共49页。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。5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用当前33页，总共49页。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。5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用根据人的生理和心理需求合理运用色温当前34页，总共49页。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绪.在医院病人的情绪多是焦虑不安,选用色温高的冷色光源可减轻这种感觉,多些平静感.在卧室或宾馆客房采用茶色或橙色光源,会使人具有休闲、安逸和温馨的感觉.在商店为了吸引顾客要设法使商品突出,通常的做法是使商品和衬托背景具有强烈的对比效应,达到醒目的效果再加上适当的彩色投光装饰,效果会更佳.5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用根据不同的被照场所使用色温当前35页，总共49页。原稿的拍摄：

彩色胶片分日光型片和灯光型片日光型片－－室外日光下拍摄，要求色温5400～5600K，如果色温低或在室内拍摄，会使照片偏黄。灯光型片－－室内拍摄，要求色温2800～3200K，如果色温高或在室外拍摄，会使照片偏蓝。5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用印刷行业对光源色温的要求

当前36页，总共49页。制版光源对色温的要求：

色温在5500K～6500K的光源的光谱能量分布符合制版分色的要求。色温过高或过低都会影响制版的质量。制版车间和印刷车间的照明光源，色温最低应该在2850K以上。按照我国的行业标准规定，观察透射样品时，光源的相关色温应该为5003K，观察反射样品时，光源的相关色温应该为6504K5.2光源的色温光源的色温(3)色温的应用当前37页，总共49页。5.3光源的显色性当前38页，总共49页。

例如，在日光下观察一副画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色已变了色。如粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色。因此，在高压汞灯下，物体失去了"真实"颜色，如果在黄色光的低压钠灯底下来观察，则蓝色会变成黑色，颜色失真更厉害，显色指数更低。光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。日光、白炽灯具有连续光谱，连续光谱的光源均有较好的显色性。5.3光源的显色性当前39页，总共49页。5.3光源的显色性光源的显色性：以日光作标准,将白炽灯等人工光源与其比较,显示同色差异的能力。定量评价指标：一般显色性指数≤100，显色性指数的高低，就表示物体在待测光源下"变色"和"失真"的程度。我国国家标准"光源显色性评价方法GB/T5702-2003"中规定用普朗克辐射体（色温低于5000K）和组合日光（色温高于5000K）做参照光源。当前40页，总共49页。光源的显色性以一般显色性指数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光源的显色性当前41页，总共49页。5.3光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光源的一般显色指数当前42页，总共49页。色温是衡量光源本身光色的指标，显色性是衡量光源视觉质量的指标。假若光源色处于人们所习惯的色温范围内，则显色性应是光源质量的更为重要的指标。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。5.3光源的显色性显色性高

显色性低

当前43页，总共49页。光源显色性的定量评价参照光源的选择待测光源的相关色温不高于5000K时，以普朗克辐射体作为参照光源待测光源相关色温高于5000K时，以组合昼光作为参照光源

参照光源的宽容度检验色样8+7检验色样的CIE1931XYZ三刺激值的确定由xy坐标转换为uv坐标色适应色品位移的修正5.3光源的显色性当前44页，总共49页。由u、v、Y转换成U*、V*、W*均匀色空间坐标值色差计算

5.3光源的显色性当前45页，总共49页。显色指数特殊显色指数的计算用计算特