光源應(yīng)該怎么選?常見的標(biāo)準(zhǔn)光源有哪些?
光是一種電磁波,于不同的光源我們可以從色品,色溫,顯色指數(shù)和光譜功率分布等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。常見的標(biāo)準(zhǔn)光源有tl84光源、d65光源、cwf光源、a光源四種。
“萬物生長靠太陽”,太陽給予了地球無限的能量,萬物方可顯現(xiàn)出無限生機(jī),人類才得以延續(xù)生存。太陽主要是通過光來傳遞能量的,不僅如此,太陽光帶來的繽紛色彩讓我們獲得豐富的視覺享受。
光是一種電磁波,一般以波長對(duì)電磁波進(jìn)行分類,不同的波段有不同的應(yīng)用:
對(duì)于色彩,眼睛可以感受到的范圍是380nm-780nm (其中400nm-700nm較為顯著),可以說是電磁波的麟毛一角。在這個(gè)范圍中,包含了幾乎所有的色彩。日??吹降陌坠鈱?shí)際上都是由這個(gè)范圍色光組成的。為了實(shí)現(xiàn)顏色評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)化,CIE(國際照明委員會(huì))制定了應(yīng)用于顏色評(píng)估的常用光源標(biāo)準(zhǔn),并且制定了對(duì)不同光源的性能評(píng)價(jià)方法,下面分別予以介紹。
顏色評(píng)估常用的標(biāo)準(zhǔn)光源有四種:
(1)D65光源,平均日光。為各個(gè)行業(yè)常用光源,模擬白天的戶外太陽光。
(2)A光源 白熾燈光。色光偏黃,主要用來模擬櫥窗射燈和同色異譜的評(píng)估。
(3) F2,CWF光源,Cool White Fluorescent,冷白熒光。為北美商店常用光源,出口北美的產(chǎn)品通常有此光源要求。
(4)F11,TL84光源,窄頻帶白熒光。為歐洲商店常用光源,歐洲產(chǎn)品通常要求在此光源下評(píng)估。
光譜功率分布是指發(fā)光體的光譜密度(功率)與波長之間的關(guān)系,類似于物體的反射光譜。光譜功率分布是光源特性的完整的表現(xiàn),可以說是光源的指紋。不同類型的光源其分布曲線是不同的,380-780nm范圍內(nèi)的色光越平衡均勻,對(duì)于物體的顏色再現(xiàn)就越好。下面圖是幾種常用光源的光譜功率分布。
無疑光譜功率分布對(duì)光源的色光特性進(jìn)行了完整的展示,但是數(shù)據(jù)量很大,以5nm為間隔,380-780nm范圍內(nèi)有101個(gè)數(shù)據(jù),不易于交流和傳播。
對(duì)于不同的光源,眼睛能一眼識(shí)別的是其綜合的色光偏向。CIE的xy色度坐標(biāo)可以用來表示光源的綜合色度位置。這個(gè)色度坐標(biāo)的x軸上越大越紅,y軸上越大越綠,若兩者同時(shí)變小則向藍(lán)相移動(dòng)。其中坐標(biāo)點(diǎn)(0.33,0.33)為純白色,所以D65坐標(biāo)點(diǎn)(0.31,0.32)為白色略帶藍(lán)色光。我們把它定義為色品。
常用的光源通常為白色,要么偏紅偏黃,要么偏藍(lán),那么是否可以用一個(gè)參數(shù)來表征光源的色相呢?為此,CIE定義了色溫CCT的概念來用一個(gè)參數(shù)表征光源色相特性。黑體(又稱為完全輻射體)正常情況下是不發(fā)光的,當(dāng)對(duì)其進(jìn)行加熱時(shí),隨著溫度的不同,它會(huì)發(fā)出不同色相的光;那么就可以以對(duì)應(yīng)的溫度值來定義光源的顏色。當(dāng)溫度較低時(shí),黑體會(huì)發(fā)出紅光;當(dāng)溫度升高時(shí),紅光會(huì)向黃色轉(zhuǎn)變;進(jìn)一步升高,會(huì)發(fā)出白光;再高時(shí),會(huì)發(fā)出藍(lán)光。這樣,隨著溫度的升高,發(fā)出的光的色相會(huì)在色度圖中劃出一個(gè)如下軌跡:
這個(gè)溫度用來表示光源顏色時(shí),稱之為色溫,此處使用的溫度單位為開爾文(Kelvin,K)。比如A光源,其色溫為2890K;D65光源,對(duì)應(yīng)色溫為6500K;F2光源,色溫為4150K。
即使目視為相同色光的光源,照射在同一個(gè)樣品上,反射的色光也有可能是不同的;有的燈光下樣品的顏色豐滿飽和;有的燈光下顏色單調(diào)難看;也就是說,不同光源的顯色性能是不同的,這是由于光源的光譜能量分布不同造成的。
比如下面同為D65光源,但左邊的顯然所含色光更加均勻分布,樣品的顏色在這種燈光下顯色性能更好;相反,右邊的出現(xiàn)了很多波峰和波谷,丟失了一些色光,這種燈光下樣品的顏色可能會(huì)有一定的丟失。
基于此,CIE制定了顯色指數(shù)CRI來描述光源的這種特性,指光源對(duì)于樣品自然原色的呈現(xiàn)程度,范圍為0-100,越大代表光源的顯色性能越好。白熾燈及太陽光的顏色指數(shù)為100,TL84為86,CWF燈管只有65,所以在一般的熒光燈下樣品的顏色無法得到很好的體現(xiàn)。
日光是各個(gè)行業(yè)為常用的光源,但日光的模擬卻是難的。為了描述人造光源模擬CIE日光的相似程度,CIE制定了不同等級(jí)日光等級(jí)來評(píng)價(jià)模擬D65日光的品質(zhì)。等級(jí)分為ABCDE級(jí),其中A級(jí)佳,與CIE的D65光源有很好的匹配;E級(jí)差。
光源的強(qiáng)度或者亮度是很重要的指標(biāo),直接關(guān)系到照射到樣品表面的光的強(qiáng)弱。國際單位是坎德拉(cd,candela)。1cd即1000mcd是指單色光源(頻率540X10^12HZ)的光,在給定方向上(該方向上的輻射強(qiáng)度為(1/683)瓦特/球面度)的單位立體角發(fā)出的光通量。
但我們更關(guān)心的是光照射到樣品表面的強(qiáng)度,一般用照度來表示,指單位面積上所接受可見光的光通量。單位勒克斯(Lx,Lux)。ASTM制定了相關(guān)的照度標(biāo)準(zhǔn),用來更加準(zhǔn)確地評(píng)估不同顏色深淺的樣品。根據(jù)樣品顏色推薦照度從下表看的很清楚,其中樣品顏色為淺色推薦照度為540 Lx,其中樣品顏色中等深度顏色,普通評(píng)估推薦照度為810-1880 Lx,其中樣品顏色為中等深度顏色,需精確評(píng)估推薦照度為1080-1340 Lx,其中樣品顏色為深色推薦照度為2150 Lx。
下表是各類光源的適用場(chǎng)所,大家可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的光源
課程小結(jié)
(1)光是一種電磁波,對(duì)于色彩,我們眼睛可以感受到的范圍是380nm-780nm (其中400nm-700nm較為顯著);
(2)顏色評(píng)估常用的標(biāo)準(zhǔn)光源有四種:D65光源,A光源,CWF光源,TL84光源;
(3)對(duì)于不同的光源我們可以從色品,色溫,顯色指數(shù)和光譜功率分布等方面進(jìn)行評(píng)價(jià);
(4)一般根據(jù)客戶要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)光源。
產(chǎn)品推薦
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講師介紹
張更建,愛色麗中國區(qū)高級(jí)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理。
畢業(yè)于上海出版印刷高等專科學(xué)校印刷設(shè)備管理專業(yè),并獲得上海交通大學(xué)工商管理學(xué)士學(xué)位,G7專家。
2001年加入愛色麗公司,在愛色麗工作的十多年中,專注于顏色科學(xué)知識(shí)和應(yīng)用的探討,主要為國內(nèi)客戶提供顏色評(píng)估、顏色測(cè)量、色彩管理、電腦配色等方面的應(yīng)用支持服務(wù),在塑料、涂料、汽車、家電、印刷等行業(yè)有豐富的顏色管理經(jīng)驗(yàn)。