灯光的颜色与光谱分析

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1、灯光的颜色与光谱分析灯光9-3E/色与光谱分祈上海戏剧学院姚涵春【摘要】从光谱分析方法切入,深入探讨舞台灯光的光色,以求更好地解读和运用色光.【关键词】电光源光色光谱分析色温转换滤色片[Abstract]Athoroughstudyofstagelightingcolorwasmadebasedonthespectrumanalysis.Soastoabetterunderstandandhandlecoloredlight,[KeyWords]electricallightsource,coloredlight,spec

2、trumanalysis,colortemperaturefilter.舞台演艺中灯光的颜色极其丰富多彩,有的灯光师运用大白光照明舞台景物,原汁原味,十分耐人寻味;有的灯光师喜用色光,大面积染色,小块点彩,格外撩动观众的眼球.舞台灯光的颜色主要来源于两个途径:电光源的光色和电光源(或灯具)附加滤色片所引发的光色.1电光源的光色及其光谱分析舞台灯光中各种各类电光源百色齐放,亮艳纷呈,它们的颜色都统一冠之以相应的色温或相关色温,采用黑体的辐射温度定量地科学表述光源的光色,数字化地表述生理上,心理上的视觉量是一大进步.图l是黑体

3、在各种不同辐射温度下的光谱辐射相对能量公布曲线图,解读图谱可知:(1)黑体(热辐射光源)的辐射温度不同,其光谱辐射相对能量公布也不同,温度愈高,其总辐射相对能量愈大.(2)各温度下光谱相对能量公布曲线是连续的,不间断的.(3)温度不同时,光谱辐射相对能量公布中,红,蓝波段的辐射能量之比亦不同.辐射温度愈低,红,蓝辐射能量之比愈大,则其光色愈偏暖,偏红,记作光源的色温低;辐射温度愈高,其蓝,红辐射能量之比愈大,则光色愈偏白,偏蓝,记作光源的色温高.双色色温计就是基于这个光学原理制造的.舞台照明用电光源主要有两大类:热辐射光源

4、和气体放电光源.归属于热辐射光源类的有:卤钨灯(卤素灯),蒸铝泡,白炽灯等,归属于气体放电灯类的有:氙灯,金卤灯,荧光灯等.它们具有各自不同的光谱辐射相对能量分布,刺激人眼后,通常会呈现出不同的光色效应.但也存在着"同色异谱"现象,即不同光谱相对能量公布的光也会引发相同的颜色视觉,或日相同的光色也可能有不同的光谱相对能量分布.图2是某荧光灯(3200K)与卤钨灯(3200K)的光谱相对能量分布,图3是某荧光灯(5500K)与日光(5500K)的光谱相对能量分布.解读这四条谱线,可以引发见解如下:(1)不同的光源拥有不同的光

5、谱相对能量分布,呈现不同的光色,分别标注以不同的色温3200K和5500K.(2)同色异谱现象客观存在.图2,图3中的两种光源有相同的色温,但两者的光谱相对能量分布并不完全相同.(3)色温3200K光源的光谱分布中蓝,红光相对能量的比例较JJ,,而色温5500K光源的光谱分布中蓝,红光相对能量的比例有很大提升.(4)卤钨灯与日光的光谱相对能量分布曲线是连续的,是平滑过渡的,而荧光灯的光谱相对能量分布曲线有几个波峰,间夹着几条强烈辐射的线光谱,它虽然荧光灯与相应的卤钨灯或日光的光谱相对能量分布曲线的走向大体相同,但光谱分布的

6、细节仍有差异,有的波段的差异还是很大的.尽管它们标以相同的色温3200K或5500K,然而在其背后仍隐含着两者的区别:(1)卤钨灯,太阳与黑体一样,都是热辐射光源,它们的色度点就在色度图的黑体轨迹线上,而荧光灯与黑体不同,是气体放电灯,它的色度点偏离黑体轨迹线,只是表明其与3200K或5500K色度点最为接近,才标注以色5麟㈣…No.3,200仆7Accumulat咖edNo6.2v1温3200K或5500K.为了区分两者的这种差异,气体放电光源的颜色冠之以"相关色温".(2)标注相同色温的热辐射光源和气体放电光源并不拥有

7、相同的显色性.由于荧光灯具有显着的线光谱分布特征,通常它们的显色指数低于同色温的热辐射光源.图4是镝灯(一种金属卤化物灯)的光谱相对能量分布曲线图,显见,整个光谱范围由连续光谱构成的基础上间夹着几处光谱辐射很强的线光谱,蓝,红光的相对比例较高.镝灯的色温在5000K～6000K之间,其光谱分布与日光相近,但显色性不及日光,其显色指数在80～90之间.它是一种高色温,高显色性,高光效的气体放电灯,完全满足于舞台,影视灯光领域的技术要求,显现出越来越广阔的应用前景.图5是氙灯光谱相对能量分布曲线,其光谱分布与日光十分接近,整个

8、光谱范围是连续光谱,仅在480nm左右有一小波峰,具有更强的辐射能量.由此不难推断:氙灯也是一种高色温的电光源,色温约为5500K,具有优异的显色性能,其显色指数可高达94.氙灯优秀的综合性能在气体放电灯中出类拔萃,它在高光度远射程追光灯,投影灯,投光灯中的研发,应用早已开花结果.当舞台灯光进行渐明渐暗