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什么是光源的顯色性?光源對物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性,即光源表現(xiàn)顏色的能力,也就是顏色的逼真程度,它是評價(jià)光源視覺質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。一般來說,光源的光譜分布決定光源的顯色性,光源的顯色性影響人眼觀察物體的顏色。那么,它與光源色溫之間有什么關(guān)系呢?本文對光源的顯色性做了簡要的介紹。
光源的顯色性是指光源發(fā)出的光照射到物體上所產(chǎn)生的客觀效果和對物體真實(shí)色彩的呈現(xiàn)程度,是評價(jià)照明光源的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。相同光色的光源會有相異的光譜組成,光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的顯色品質(zhì)。當(dāng)光源光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)光源下所反射的主波時(shí),會使顏色產(chǎn)生明顯的色差。色差程度越大,光源對該色的顯色性越差。
顯色性高的光源對顏色的表現(xiàn)較好,所看到的顏色接近自然原色;顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差,所看到的顏色偏差也較大。如果光源發(fā)出的光中所含的各色光的比例和自然光接近,則人眼看到的顏色就較為逼真。光源的光譜分布決定光源的顯色性,光源的顯色性會影響到人眼觀察物體的顏色,對光源顯色性進(jìn)行定量評價(jià)是評價(jià)光源質(zhì)量的一個(gè)重要方面。
顯色分兩種:①忠實(shí)顯色。能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源、其數(shù)值接近100,顯色性最好;②效果顯色。要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩、表現(xiàn)美的生活可以利用加色的方法來加強(qiáng)顯色效果。采用低色溫光源照射紅色,能使紅色更加鮮艷;采用中等色溫光源照射藍(lán)色,使藍(lán)色具有清涼感;采用高色溫光源照射物體,使物體有冷的感覺。
太陽光和白熾燈均輻射連續(xù)光譜,在可見光的波長(380~760nm)范圍內(nèi),包含著紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫色光。物體在太陽光和白熾燈的照射下,顯示出它的真實(shí)顏色,但當(dāng)物體在非連續(xù)光譜的氣體放電燈的照射下,顏色就會有不同程度的失真。我們把光源對物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為光源的顯色性。為了對光源的顯色性進(jìn)行定量的評價(jià),引入顯色指數(shù)的概念。顯色指數(shù)是指待測光源下物體呈現(xiàn)的顏色與參照光源下物體所呈現(xiàn)顏色相符合程度的度量。CIE規(guī)定,用標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源,當(dāng)待測光源的色溫低于500K時(shí)用黑體作為參照光源,同時(shí)規(guī)定參照光源的顯色指數(shù)為100,其余光源的顯色指數(shù)均低于100。顯色指數(shù)用Ra表示,Ra值越大,光源的顯色性越好。
光源的顯色指數(shù)可以規(guī)范3個(gè)范圍,顯色指數(shù)大于75的光源為優(yōu)質(zhì)顯色光源,約接近100,顯色性較好;顯色指數(shù)在50~70之間的光源,顯色性一般;顯色指數(shù)小于50的光源,顯色性較差。光源的顯色指數(shù)較低,物體在這一光源下會發(fā)生變色或失真,顯色指數(shù)越低,失真或變色情況越嚴(yán)重。目前,印刷行業(yè)所用的光源的顯色指數(shù)一般不應(yīng)低于90,彩色攝影、彩色影像等與顏色有關(guān)的工業(yè)部門也要求用顯色指數(shù)大于85的高顯色性的光源。
光源顯色性和色溫是光源的兩個(gè)重要的顏色指標(biāo)。色溫是衡量光源色的指標(biāo),而顯色性是衡量光源視覺質(zhì)量的指標(biāo)。假若光源色處于人們所習(xí)慣的色溫范圍內(nèi),則顯色性應(yīng)是光源質(zhì)量的更為重要的指標(biāo)。這是因?yàn)轱@色性直接影響著人們所觀察到的物體的顏色。對于顏色檢測行業(yè)來說,人工光源顯色性的高低,直接影響被測試樣品顏色評價(jià)結(jié)果。因此,CIE標(biāo)準(zhǔn)光源的對顯色性有著嚴(yán)格的要求,標(biāo)準(zhǔn)光源箱中必須使用色溫、顯色指數(shù)等技術(shù)參數(shù)合格的人工光源。
光源的色溫與顯色性,從本質(zhì)上說,都是由它的光譜能量分布決定的。以日光為例,日光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等多種顏色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一種顏色的物體上,物體將其他顏色的光吸收,而將這種顏色的光反射出來。比如,藍(lán)布受日光照射后,就將藍(lán)光反射出來,并將其他光吸收,因此人眼看到的這塊布是藍(lán)色的。由于日光本身包含了各種顏色,再加上各種物體對不同的光的反射性能不一樣,所以大自然在日光照射下就顯得五彩繽紛。鈉燈則不然,鈉燈發(fā)出的光主要是黃光,當(dāng)黃光照在藍(lán)布上,藍(lán)布將黃光吸收,藍(lán)布雖然能反射藍(lán)光,但鈉燈發(fā)出的光中基本上沒有藍(lán)光,也就談不上反射藍(lán)光了。因此在鈉燈照射下藍(lán)布就變成黑布了。鎢絲燈的光譜能量分布是連續(xù)的,各種顏色都有,因而有較好的顯色性,但其輻射能量分布偏重于長波方面,整體上看來光色偏紅偏黃。
然而,光源的色溫與顯色性之間并沒有必然的聯(lián)系,相同色溫的各光源之間的顯色性差別可能很大,相同顯色指數(shù)的各光源之間的色溫差別也可能很大,各種色溫的光源都可能有較好的顯色性,也可能有較差的顯色性。如:鎢絲燈色溫低,顯色性好;高壓鈉燈色溫低,而顯色性差;馬路上的高壓汞燈,從遠(yuǎn)處看它發(fā)出的光既亮又白(色溫高),但被它照射的人的臉色卻象抹了一層青灰色(顯色性差);而高壓缸燈,發(fā)出的光亮白(色溫高),燈下的顏色也不失真(顯色性好)。