《光源的色度学》PPT课件

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1、第七章光源色度学光源色与物体色不同，自发光体的光色称为光源色。人类最初的光源是日光和火，称为自然光源。在近代，由于工业生产的需要，人类发明和生产了许多新的光源，例如：白炽灯、荧光灯、钠灯以及照相制版常用的碘钨灯、镝灯等，这些称为人造光源。人造光源由于光谱能量分布表现为一定的光色，有些人工光源的光色会影响到物体颜色的外貌，甚至直接关系到工业生产的产品质量，如彩色摄影、照相分色等。我们所研究的是人工光源色的色度特征以及光源对物体色外貌影响程度的评价方法.第一节光源的色温一、绝对黑体不同的光源有着不同的

2、光谱能量分布，同时不同的光谱能量分布又决定着光源有不同的颜色。光源的颜色特性取决于发出的光线中不同波长的相对能量的比例。光源的光谱分布既是它本身光色的的决定因素，又是影响物体呈色的重要因素之一。为了能够对光源的光色做出一个定量的描述，在此引入一个光源色温的概念。人们把光源的光与黑体的光相比较来表达光源的光色。黑体是对入射的辐射光能全部吸收的物体，也是物体中发光本领最强的物体，在辐射作用下既不反射也不透射，而是能把落在它上面的辐射全部吸收，又称作完全辐射体。物体对辐射的吸收能力与发射能力是成正比的。

3、吸收本领大的物体，发射本领也较大，吸收能力小的物体，发射本领也相对小一些。黑体的吸收能力在所有物体中是最大的。一个黑体被加热时，其单位面积表面辐射的光谱功率的大小及其分布完全由它的温度来决定。当黑体被加热时，它就会向外辐射能量，随着加热温度不断提升，它的光谱功率分布急剧上升。同时黑体发出的辐射光的光色也随着温度的升高而发生变化，温度从低到高，光色按红、黄、白、蓝的顺序变化。这说明黑体的相对光谱功率分布的最大功率部位将由长波向短波方向变化。人们就用黑体加热到不同温度时所发出的不同色光来表达一个光源的

4、颜色，称为该光源的颜色温度，简称色温。在自然界中，完全理想的黑体是不存在的。可以利用耐火材料人工制造黑体。在一个封闭的容腔中开一个小孔，从小孔射入空腔中的光经内部多次反射和吸收后很难再射出来。均匀加热容器壁，并让辐射能量通过壁上的小孔向外发射，这个小孔的辐射就相当于一个黑体的完全辐射。如图：2004006008001000可见光区相对能量6000K5000K4000K3000K黑体的光谱辐射情况完全信赖于本身的温度。黑体在不同温度下相对光谱功率分布曲线如下图。二、光源的色温黑体在任何温度下都能够吸

5、收全部的可见光，它的辐射能量很大并且非常稳定。当黑体吸收能量时它的温度会不断升高，并且它辐射光的颜色也随着温度的变化而变化。所以，在表达不同光源的光色时，可以将黑体作为一个稳定的参照标准。一定的光谱能量分布表现出一个固定的光色，而黑体辐射的光谱功率分布由温度决定。将光源的相对光谱功率分布与某一温度下黑体辐射的相对光谱功率分布相比较，如果某一光源与黑体在某一温度时的相对光谱功率分布相吻合，这一光源的光色就可用此时黑体的温度来表示，称为光源的颜色温度，简称色温。色温用绝对温度表示，单位是K。有了色温的

6、概念，对于表达光源的光色提供了一个有效的方法。但是仅靠色温并不能完全准确地表达所有光源的光色。一般来说，当光源的加热情况与黑体的加热情况相似时，光源的光色变化是基本符合黑体轨迹的。比如白炽灯这一热辐射式的光源，当灯的钨丝通过电流加热时，近似黑体的加热情况，所以色温对白炽灯光源的表达恰如其分。但是有很多光源，其色度不一定能与黑体加热时的色度完全相同，因此只能用与之最接近的黑体的温度的色温来确定光源的色温。通过这种方法确定的色温称之为相关色温。色温表达的不是光源的温度，而是表征了光源的的光谱特性，而光

7、源的光谱分布又决定了光源的光色，所以色温表达的是光源的光色。色温高的光源，蓝光的成分多，红光的成分少，色温越高，光源的光色越偏蓝，相反色温低的光源，红光的成分多，蓝光的成分少，色温越低，光源的光色越偏红。有了色温的概念，就可以用一个确定的量值来表达光源的光色，使用起来极为方便。色温是反映光源属性的重要指标。了解光源的色温，对印刷复制过程中选择光源有着重要意义。要想得到准确的复制效果，在分色过程中用的光源的色温应与分色胶片的感色性能相匹配，色温过高或过低都会影响分色效果。一般情况下，分色用光源的色温

8、在5000-6500K之间较为合适。另外，在印刷工艺中用作观察照明的光源的，色温以5000K或6500K为好，否则，所呈现出的色彩将会出现较大的偏差。第二节标准照明体和标准光源人们认知物体要依靠光源，日常生活和工作也都是在日光或各种人造光源下进行的。同一物体在不同的光源下呈现的颜色是不相同的，即便是同一光源下，所观察到的物体的颜色效果也不一定是相同的。比如太阳这一固定光源，由于它具有不同的色相，所以观察到物体的颜色也不相同。因此，测量物体表面的颜色，必须在一定的并且光谱性能稳定的光