光源的顏色溫度什么意思?光源顏色溫度多少對眼睛好?
2023-11-28
光源的顏色溫度什么意思?光源的顏色溫度即光源的色溫,它是表示光源光色的尺度,單位為K(開爾文)。不同的光源由于光譜能量分布的不同,其光源的顏色溫度就會不同,因此,其光線顏色就會有所差異,例如紅色、藍色、橙色等。本文對光源色溫相關知識做了詳細的介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
光源顏色溫度的含義:
如果一個光源發(fā)射光的色品與某一溫度下黑體的色品相同(匹配),那么此時黑體的絕對溫度就叫做該光源的顏色溫度,簡稱色溫,它直接和普朗克黑體輻射定律相聯系。色溫是表示光源光色的尺度,單位為K(開爾文)。
低色溫光源的特征是能量分布中,紅輻射相對說要多些,通常稱為“暖光”;色溫提高后,能量分布集中,藍輻射的比例增加,通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為:標準燭光為1930K(開爾文溫度單位);鎢絲燈為2760-2900K;熒光燈為3000K;閃光燈為3800K;中午陽光為5600K;電子閃光燈為6000K;藍天為12000-18000K。
因為大部分光源所發(fā)出的光皆通稱為白光,故光源的色表溫度或相關色溫度即用以指稱其光色相對白的程度,以量化光源的光色表現。根據Max Planck的理論,將一具完全吸收與放射能力的標準黑體加熱,溫度逐漸升高光度亦隨之改變;CIE色坐標上的黑體曲線顯示黑體由紅一橙紅一黃一黃白一白一藍白的過程。黑體加溫到出現與光源相同或接近光色時的溫度,定義為該光源的相關色溫度,一般用Tc來表示,單位為開爾文(K),它表示與光源具有最相似顏色刺激的黑體輻射的溫度。
當光源發(fā)出的光譜與加熱一個黑體使其產生同樣光譜時,加熱黑體所需要的溫度就是該光源的絕對色溫,一般用T表示,單位為開爾文(K),是表示光源特性最基本的參數之一。這里的黑體是指對外來輻射或光線完全吸收的一種理想物體,是不存在的。
光色愈偏藍,色溫愈高;偏紅則色溫愈低。一天當中日光的光色亦隨時間變化:日出后40分鐘光色較黃,色溫3000K;正午陽光雪白,上升至4800-5800K,陰天正午時分則約6500K;日落前光色偏紅,色溫又降至紙2200K。因相關色溫度事實上是以黑體輻射接近光源光色時,對該光源光色表現的評價值,并非一種精確的顏色對比,故具相同色溫值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。光源色溫不同,光色也不同,色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛,溫暖的感覺;色溫在3000——5000K為中間色溫,有爽快的感覺;色溫在5000K以上有冷的感覺。
光源顏色溫計算方法:
從上面色溫的定義可以看出,色溫分為絕對色溫與相關色溫。絕對色溫在CIE-1931色品圖上是一條連續(xù)的弧形軌跡,這條軌跡稱為黑體軌跡線。光源的色品坐標如果落于黑體軌跡上,則對應的黑體溫度就為此光源的絕對色溫。絕對色溫的計算公式為:
式中n=(x-0.3320)/(y-0.1858),x、y為CIE-1931的色坐標。
對于相關色溫的計算方法,目前已經提出了幾種比較典型計算方法,包括:三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等,這幾種方法雖然計算精確,但計算過程復雜,計算量大。為了更加高效準確地計算出相關色溫,J.Smith、Macadam和Tamaru等人提出了幾種計算相關色溫的經驗公式。
J.Smith等人提出的相關色溫計算公式為:
式中n=(x-0.3320)/(0.1858-y),x、y為CIE-1931的色坐標。
Macadam等人提出的相關色溫計算公式為:
式中n=(x-0.329)/(y-0.187),x、y為CIE-1931的色坐標。
Tamaru等人提出的相關色溫計算公式為:
式中n=(x-0.332)/(y-0.1858),x、y為CIE-1931的色坐標。
上述三種經驗公式均可以直接計算出已知色品坐標光源的相關色溫,且計算快速、準確。對于多基色混合光,其色品坐標只能落在混合光圍成的色品坐標的連線區(qū)域內,故上述經驗公式也可以用混合光相關色溫的計算。
光源顏色溫度多少對眼睛好?
不同的工作環(huán)境應該使用不同的光源色溫。研究表明:
成人4000K色溫比較適合閱讀,使用4000~5000K色溫的LED光源臺燈是合適的,這會令人亢奮,工作積極;從孩子閱讀來說,一般一次閱讀時間不超過1個半小時,且多是晚上,故使用3000K~3500K色溫的光源是最適合的,含藍光少,不傷眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成長。
色溫太高的話發(fā)出的光源是很亮很白的,這跟普通的日光燈沒什么區(qū)別。最好是買4000K、4500K、5000K比較好。相對4000K的光比較黃,但也相對比較柔和。
不過如果要進行顏色對色,那么色溫6000K時,視覺最敏銳,可以幫助觀察者更加精準的判斷物品顏色。目前國內的標準光源D65其色溫就是6500K。