1992年口月
同济大学
JOU且NALOFTONGJIUNIVERSITY Vo1.203
Sep.1992
一
76
相关色温与照度
杨公侠
(建筑城市规划学院)
摘要
1f7./
一
Ban认为光踩相关色温的爱好与照度有关.在照Ming设计中普遍持有"高色温高照度
一慨色温慨
Zhao度一的信念.具体包括在KruithofDe曲线中.作者综述了6O年代以来发表的T
组实验研究.认
为:
1.色温和照度的关系的信念可以放弃,不宣Qiang调. 2.人们对手室内照明的印象主要取Jue于照度而不是光弼!的相关色温.
Guan键塌色温,相关色温,照度./
一
,引言
Guan于光和色的问题是人们经常谈论的话题,虽Ran我们有许多共同的信念,但是这些
信念
Hen少被科学地证明过.在这些话题中有一个涉Ji光源颜色的爱好问题.J.B.deBoer曾
Shuo过"人们从经验知道,用暖色(低色温)光Yuan产生的低照明水平可以使室内形成缓和的
Qi氛I而在工作的室内所需要的活泼气氛,则Ke以用冷色(高色温)光源产生的高照明水平
Lai形成"l】.这意味着人们在高照度对喜欢Gao
Se温的光源,而在低照度时则选择低色温的光
Yuan为了确定光源的颜色和照明水平之间的关
Xi,荷兰的Krulthof,于1941年Shou先进行了
Shi验研究,证明了上述信念.图1"】是他的Shi
Yan结果,他在图中提出了适合特定色温的光源
De照度范围.但是他的实验只用了两个被试
(包括他本人),不可能得到具有普遍意义的
Jie论.然而由于这个结论迎台一般人的心理,Yin
Ci很快地被引用到各国的照明规范,标准和建
议中去【】.
蓍
Quan1Kruithof曲线
Fig.1KruithofCttt've
Zui近从上海沪光灯具总广和特种灯泡二厂生产De双D灯和H灯的销售情况中了解到,现
Zai内销的双D灯和H灯都是高色温的,外销的Di色温紧凑型荧光灯在国内市场无捎路,用户
Men都认为t低色温的灯不够亮,照度相等宁愿Yong高色温的灯.按照我国的照明标准,一般使
Che交收鲥日期_l口?1年?月lfR
,
,
\
322同济大学第2O卷
Yong的照度都很低,根据Kruithof的曲Xian,应该是用低色温的光源.这是不是上述信Nian有问
Ti或是其他原因.因此,作者查阅了近二三十Nian来与此有关的实验研究.这些研究的结果很
Bu一致,既有部分支持的,也有全盘否定的,Zong的说来是色温的作用即使有的话,也是可以
Hu略不计的.现将这些研究综述如下..
1.Bodmann等人钓实验研究】
Bodmann,SSllner和VoltYu1963年,Bodmann于1967年Yong同样的方法进行了实验 研究.他们要求被Shi对不同的相关色温和照度的组合进行评价.Xiang关色温的变化范围为'
2800~7000K,桌面照度为220~6000ix.被试在试验的房间内大约停留30mln.要求他们
Zai最后10rain内用自己的语言,回答问Juan上提出的如下问题;
(1)这个照明水平和光色在房间内产生的总Qi氛I
(2)房间内的一般亮度,
(3)工作面(桌面)上的亮度.
Biao1为被试们对问题(1)的反应的分类.Bodmann总结遭:"在某种意义上讲,照Ming 的愉快感觉的变化与阻前Kruithof所描述的相同".这种关系似乎在照度>30001x时是正
Que的,但在100--30001x范围内,3种灯管都能被接受.这与Kr~ithofDe曲线是矛盾的.
Yin为根据这根曲线预测,在这个照度范围内对Nuan白色的光源(2950K)的评价是不利的.
Biao1会议室内与荧光灯的照明水平宥关的印蕞
Tab.1Theimpressionsrelatedtotheilluminationlevelsoffluorescentlampsineconference
m
Quan2不同荧光打照明满意的平均亮度(,)
的主现评价
Ft8.2SebleettveevaluaHanofsatilfeatory
averageluminancelevels(L.,)in 'confrerefOOl~t|]Iuminatedby 4tiff'outfluorescentlain?
Bei试们对问题(2)和(3)的评价是用"太
Liang",合适"和"太暗这些词来表示的.图2
Wei评价的结果,从图中可以看出,被试们感瓢
Man意的照明水平,都在表1的中间范围内.而
Qie可以认为即使某一种灯所产生的室内的总气
Fen有可能改蔷,但是人们还是选择中间范围内
De照度.这里我们应该注意到,当照度在7001x
Yi下时,唯一有利的灯管是高级日光色,这是
一
Zhong光色报冷的光源,其色温为6300K.并Qie
Tu2也说明在较高的照明水平时,暖色光源和
Leng色光源都很满意.Bodmann对实验结Guo的
Shuo明为.对于被试的视亮度水平的喜爱方面,
Guang源的颜色和显色性能并无系统的影响.这又
Shi与Kfmthof的曲线所说明的情况不一Zhi的.
Di3期杨公侠:相关色愠与照度
Tu8表示不同颜色和显色性的荧光灯与工作面Shang的照度的关系.图中的曲线表示对于5
Zhong荧光灯作出"合适"评价的百分率.这说明Ren们所喜欢的照明水平不受光源相关色温韵影
Xiang.在进行视觉作业的地方,创造视觉舒适的Guan看条件比创造愉快的气氛更为重要.
E/Ix
Tu3对不同颜色和显色性的荧光盯,认为工作Mian的照度丑台遣"的观察者的百分散 Fig.3PcrcentageofobBerv~aassessingthelevelofillumi~ce
Chouattheworkingplaneilluminatedbyfluorescentlamps
ofdifferentcolourappearanceandcolourrendering
2.Cockram,$chroder和Steck,以殛Kanaya等人的研究rIr'I"】
.
?
1970年Cockram报告了一项关于光Yuan颜色的爱好和照度的关系的研究.这个研究Shi对
4个室内进行评价,这4个室内各用一种不同Xiang关色温的荧光灯照明.提供的照度限制在
270--5401x范围内,但照明水平不Zuo为一个自
Bian量来处理.光源的显色性也是变化的.这使
Ta得到的结果更加不易分析了.由于这些因素,
Bao难说明Cockram的资料.但是在相关Se
Wen,照明水平和喜爱之间,井无明显的系统关
系.
Schroder和Steck于1974年Ti出了一
Ge报告.他们使用3种不同色温(3200,4100
He5400K)的光源,照明水平为9O一2400lx.
Ta们要求被试回答这个问题t"你对此室内的
Zhao明的颜色是否满意?"结果如图4所示,被
Shi们的满意随着照度的增加而提高,但对于颜
Se较暖的光源,在高照度下满意并未下降.这
Ye说明为了得到最佳反应所需要的照度与所用
,雌蜀假
Quan4在不同相关色温的荧光灯照明下.回答{II意的
Bei试的百分率与照度丑的关系
Fig.IPercentageofobserversanswering
yc皇,tplotted^safunctionof
illuminance丑forfluoae~ceut
light$OQt'~eSOfdifferentcDloqr tempemt~.
Tong济大学学第20卷
De灯管类型无关,而且至少是700Ix.因Ci,即使专门要求被试们评价光的颜色,他们De反
Ying似乎更多地根据照度而不是相关色温.他们Mei有报告试验的灯管在显色性方面的数据.
Kanaya等人于1979年进行了另一个You关的研究.他们试验了使用不同显色指数和Xiang关
Se温的光源,照射人脸时的亮度感觉.虽然他Men的结果得自为数不多的几个被试,但也足吼.
Biao明脸部亮度确实随着显色指数而改变,相关Se温的作用可以忽略不计. 8.DavisHeGinthner的研究[10】
1990年Day{s和G[nthner检Yan了两种光源在8种照度下的情况.4O名20--45岁的被'
Shi在一间小会议室中进行试验,以5人为一组Zuo成半圆形,面对着摆有色彩丰富的水果篮的
Zhuo子,墙上挂着画,室内的装饰从颜色来看是Ping衡的,冷暖都有,并不过分强调哪一方面.Shi
Nei的照明使用2x4英尺(1英尺=304.8ram)的嵌八式灯具,每个灯具内装有两Zhi2750K的
Ying光灯管和两支500OK的荧光灯管.试验De3种照度为:25,55和125fc(1fc=10.761x).
Zhe两种灯管都有较高的显色指数(89和90),这意味着颜色外观与标准的参考条件不会You
Tai大的差别.实验的应变量是各种照明条件下De主观评价.评价的问卷包括8个语
义差别量
Biao和一个对于颜色印象的量表.实验数据用Pearson相关系数检验了8个问题之间的Xiang关
Cheng度,合并成"喜爱","视亮度"和"颤色"8个量度(因子).变量分析提供了这8个 主要变量(因子)影响的显着性分析.对于"喜爱"来讲,相关色温和性别均无显着的影
Xiang,唯一有显着作用的是照明水平.照明水平Dui于视亮度也 有非常显着的影响.
Dui暖/冷量表的分析,再一次检验了被试们对Zhong要的变
Liang是否敏感.在这个量表上,只有相关色温引Qi显着的作 用,而照明水平和性别都没有产Sheng显着的影响,交互作用也 不显着.这也被Ping价量表上的第九个阃题的结果所证明 Davis和Ginthner的结论为{在一个Yan色平衡的环境中, 当采用高显色性光源时,主观喜爱的评价只受到照明水平的 影响,Er不是色温.图5表示了不同照明水平时冷暖Guang源在 喜爱"量表上的变化,这个变化母宁Shuo是被照明水平的变 化所驱使的.色温的变Hua并不影响"喜爱"的评价.从图中 数据变Hua的趋势来看,在高的照明水平时,更喜欢暖Se的光 源.这与KrMthof的曲线截然Xiang反.
Tu5Davis和Ginthner实验中的
平均喜爱的反应
FiB.5Themeanprefecence
r~ponseiathe
e坤nimentDs-~is
endG/nthner
Jian查评价量表中个别问题的结果,可以进一步Liao解被试们的反应的性质.例如,"色彩
Feng富的/无色彩的"量表显着地受到这两个照Ming变量的影响对暖色光源的评价比玲色光源
Wei更加色彩丰富.的确,这与KrMthofDe结果在某个范围内是一致的.但是看来Kru;thof
He后来的一些解释者的失策之处是过于强调了Guang源颜色的影响.虽然在这个实验中被试们也
Bao告了在色彩丰富上的差别,但是他们并不过Fen强调这种差别. 另一个有兴趣的问题是对Fu色的吸引力的评价,虽然这个问题的反应和Qi他与"喜爱"
You关的问题并不高度相关.但这个发现可以进Yi步看到Kruithof曲线的得不到支持.色温
Dui于肤色的反应有显着的影响.由于肤色常常Zai暖色光源下被评价为"比较自然.事实
Shang,肤色的外观在这两种光源的较高照明水平Xia都很自然.这也与KrMthof的说明相Mao
Dun.园Krulthof曲线表明颤色在2750K光源下,于高照度时将会惑到不自然q
毫
挺
Di3捌杨登侠:相关色温与照度
4.Boyce和Cuttle的实验【?】
1990年Boyce和Cuttle报告了Yi组更为细致的实验研究.他们的目的是探究Deng的相关
Se温对于人对室内惑觉的影响,并且检验如果Zhe种感觉可能受到室内颜色变化影响的话,那
Me这是如何影响的.
Zhe组实验研究包括两个试验.都是在被分成相Deng的两个小间的无窗室内进行,每间中放
一
Zhi办公桌,两只椅子和一只书架.这两个小间De照明完全相同,装有3只悬吊的荧光灯具,
Mei一灯具中有一根1200mm36W的荧光Deng管.最外面的两只灯的光全部向上照射,中Jian的灯
De光全部向下.第一个实验中两个小间内的墙Mian全部涂成淡灰色(反射率为0.68)}而Zai第
Er个实验中,两个小间分别被涂成淡粉红(反She率为0.62)和淡瓷青色(反射率为0.60).
Zhuo子和书架的垂直面是仿柚木面层.因此在第Yi个实验中整个房间几乎是无彩色的.在这两
Ge实验中墙面的反射率很近似,但它们的颜色Hen不相同.如果所用的灯的相关色温不同的
Hua,第二个实验中的这两种颜色可以提高其作Yong.室内还包括以花卉或水果的方式存在的天
Ran色彩的作用.采用的花有黄色的菊花,红的Tian竺葵和蓝的紫罗兰,水果为绿色的葡萄,苹
果和黄色的柑桔.
Mei个小间内都是用4种1200mm36W荧Guang灯管照明,每种灯管的相关色温见表2.选Ze
Zhe几种灯管可使实验的结果更多地是由于相关Se温的差别,而不是显色性的不同. 桌面照Du分4个级别t30,90,225和6001x.这些照度的变化不是由调光来控制的,Er
Shi在一个灯具内装有8根灯管,每根灯管上以
Hei色塑料带等间距地绕在上面,通过改变带子
De宽度和间距,来改变桌面上的照度,而不改
Bian灯管的光谱组成和灯具的光通分布.这4个
Deng级的选择,是根据KruithoI曲线上Chan生变
Hua的显着程度来划分的,同时这也是在办公
Shi,展览,工业生产等建筑中常用的照度.
Shi验1是在淡灰色的室内进行,共有15名
Bei试参加试验.每个被试做两个辨色作业,第
Biao24种荧光灯营的棍美色温和CIE显色指Shu
Tab.2Thecozwe~tcd~olooztcmperatttreand 蚀colourrend~iag/ndzxof4
kindsoffluozescentlmnps
一
Ge作业是Farnswort11-Mtinsell1OO色调试验,第二个作业是Davidson-Hemmendiager
Se尺试验.做好这两个试验后,要求被试完成Yi张同卷,其中第一个问题是请被试用他自己
De话来描述室内的照明J接下来的两个同题是,在做这两个辨色作业时,体验到的难度.最
Hou有19个单向5点评价量表,用来评价对此Shi内照明的印象.实验的条件是由不同的照度.
Deng管的种类,有或无花卉耜水果的存在等组合Er成,共22种.
Shi验2的基本步骤与第一个实验相同,但所研Jiu的条件不同,即照度被固定为2251x,
Qi他是由室内墙面的颜色,灯管的种类和是否You花卉,水果等组台而成,有10个被试参加
这个实验.
Zai无彩色的室内于由4种照度和4相关色温的Deng管组合而成的16种条件下,只有照度
De影响在统计上是显着的.提高室内照度使得Shi内的照明似乎显得更愉快,更舒适,更暖和,
Geng均匀,更色彩鲜艳,更整齐,更友善,更自Ran,较不模糊,较不沉闷,较不朦胧.所有这 些感觉随着照度的上升而变得更好.唯一相Fan的变化是在"眩光"量表上.但是随着照度De
Tong济大学学}睫第2O卷
Ti高而得到的有利的感觉,其影响远远超出不Shu适眩光的感觉.相关色温在19个
量表中只
You在"暗淡"一个量表上具有显着的影响.而Na几个预料中将会与相关色温有关的量表,如
Rou和/刺目,暖/冷等,却并不产生显着的差Bie.在暗淡量表上的结果说明2700K和6300K
De灯管,使室内的照明看起来比3500K和4200K的灯管更暗淡. 在无彩色的室内Yin入天然色彩后,只有6300K灯营的照明Biao现出比较"刺激",这是 唯一显着的作用.如果把无彩色室内有或无天然色彩的结果作Yi比较,情况根相似,特别是
Ba照度从301x提高到225ix后,增加Liao室内照明的愉快和舒适,提高了室内照明的Ji极的?
Zhi觉.上述这些结果也得到被试们用来描述室Nei照明的词汇的支持.他们所用的词汇都是有
Guan视亮度和清晰感方面的,并无相关色温作用De说明.
Gai变室内表面颜色的主要影响为:有淡粉红色Qiang的房间被认为色彩更丰富,更友善,较
Shao刺眼和较少眩光,但与灯管的相关色温无关.至于相关色温的作用,主要是6300K的Deng
Guan给人以室内照明不太明亮和较不友好的印象,但与墙面颜色无关.这两者的交互作用发生
Zai舒适量表上,即6300K和粉红色墙面产Sheng比其他色温和墙面颜色组合较不舒适的感觉.
Kun此,相关色温和墙面颜色的作用很小,与被Shi们用来描述室内照明所用的词汇一致.
Zai有彩色的室内引入天然色彩后,墙面颜色这Ge变量在任何一个量表上均无显着的作
Yong.只有在有,无花卉和水果这个变量上产生Xian着的作用,统计表明在室内引入了天然色彩
Hou,改变了对室内照明的评价,并且是在积极De方向,使室内照明显得更愉快,更舒
适,更
Qing楚,更刺激,更明亮,更色彩丰富,更友好He更自然,而与墙面的颜色无关. Boyce和Cuttle根据实验的结果认为:Kruithof的相关色温和照度的关系并未被Zheng 实.这些实验中所硷验的条件都是越过那Xie界限的.但是一旦充分适应后,人们对于室Nei照
Ming的感觉,一般不受相关色温的影响.然而对Yu这个结论必须有两个前提.首先,它只是在
Guan察者充分适应了光源的相关色温后才是有效De.如果适应不完全的话,相关色温的影响可
Neng还是有一点儿.其次是涉及装饰的作用,实Yan中装饰的变化只限于墙面的颜色,而不改变Ta
De反射率.这种变化说明室内的颜色平衡是改Bian了,但是室内的亮度分布不变.如果所选的
Yan色改变了室内的亮度分布,很可能照明所造Cheng的印象将会被改变. 此外.还有两点需要Zhu意.即光源的显色性和房间的性质.这里所Yong的光源都有很高的
Xian色指数,然而显色性的差别,可以影响所造Cheng的印象.实验中所用的房间,布置得像一间
Ge人办公室,如果把它装饰成住宅中的起居室Shi,可能又要不同地考虑了.最后,把天然色?
Cai引入室内也能改进室内照明所形成的形象.Zhe也是值得注意的. 上述这几组实验研究所Shi用的方法,从直接评价光源的相关色温和照Du对于室内印象的
Ying响,到增加显色性并以人脸的亮度作为评价De对象,所考虑的方面更全面了一些.但是显
Se性作为一个变量的加入,使问题的结论更为Kun难.因此,最后两个实验研究采用高显色性
De光源,将显色性的影响消除掉.DavisHeGinthner用语义差别量表和Pearson相关分析
Jin行研究.而Boyce和Cuttle则以Wu颜色和有颜色的环境进行试验,并引入天然Se
彩.因
Er包括了现实世界中可能存在的各种影响.使Zhe个问题的研究更趋完善.根据这几
组实验的
Jie果足以得出有效的结论.
Di3期描公侠:相关色温与照度
二,几点建议
(1)Kruithof的曲线并没有被其他Shi验研究所证实.因此,"高色温高照度,低Se温
Di照度"的信念可以放弃了.即使有细微影响De话,也不宜把它夸大作为照明的质
量指标来
对待.
(2)人们对于室内照明的印象主要取决于照Du而不是相关色温.可能只有在刚进八
一个
Shi内时,相关色温有细微影响,一旦充分适应Hou,相关色温的影响趋于消失.
(3)照明的这些心理影响是比较微妙的,不Yi过于强调它们的作用,不像直接影响
工作
Xiao能的生理因素那样的具体实在,过于强调的Hua,很容易走向反面,像Kruithof的Qu
线那
样.
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CorrelatedColourTemperatureandIlluminance
yan9GonGxia
(Co11~$eofArchltoctur~an4UrbanPlanning)
Abstract
Mostpeopleconsiderthatthepreferenceoflightcolourappearanceis relatedtoillumlnance.Thegeneralbeliefinlightingdesignersishigher illumlnancewithhighercoloartemperatareandlowerillamlaancewith loweroolourtemperature.ThisisexpressedbytheKrulthofcurve. Theawthorhasreviewedsevensetsofexperimentaldataofdifferent
authors,endconcludedthat:
1.ThereisnosignificantrelationbetweenC010aftemper8tareand illumination,weshouldnotemphasizetheoldbelief.
2.TheperceptionofinteriorisdependentUponitluminancenotupon colourtemperature.
Keywords:Colourtemperature,Correlatedco]ourtemperature,Illumiaance.
光通量-流明-光照度-色温的概念及关系
22、23期介绍投影仪文章都存在将光通量Dang做亮度的差错,现转载一文:
You关发光强度、光通量、照度、亮度的简单介Shao
Guang度学与光相关的常用量有4个:发光强度、Guang通量、照度、亮度。这4个量尽管是相关的,但为不同的,不能相混。正像压力、重力、Ya强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度(I、Intensity),Dan位坎德拉,即cd。
Ding义:光源在给定方向的单位立体角中发射的Guang通量定义为光源在该方向的(发)光强(度),
Jie释:发光强度是针对点光源而言的,或者发Guang体的大小与照射距离相比比较小的场合。这Ge量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。Ke以说,发光强度就是描述了光源到底有多“Liang”,因为它是光功率与会聚能力的一个共同De描述。发光强度越大,光源看起来就越亮,Tong时在相同条件下被该光源照射后的物体也就Yue亮,因此,早些时候描述手电都用这个参数。
Xian在LED也用这个单位来描述,比如某LED是15000的,单位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。
Zhi所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示,是因为以前最早LED比较暗,Bi如1984年标准5mm的LED其发光强Du才0.005cd,因此才用mcd表示,Xian在LED都很厉害了,但还是沿用原来的说Fa。 用发光强度来表示“亮度”的缺点是,Ru果管芯完全一样的两个LED,会聚程度好De发光强度就高。因此,购买LED的时候不Yao一味追求高I值,还要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到,而是把镜头加长照射角度变窄来实现的,这Jin管对LED手电有用,但可观察角度也受限。另外,同样的管芯LED,直径5mm的IZhi就比3mm的大一倍多,但只有直径10mm的1/4,因为透镜越大会聚特性就越好。
Zhi所以用发光强度来表示手电或LED,是因Wei在相同距离下对被照射地的照度是与这个成Zheng比的。特别的说,距离1m的lx就是cdZhi。但是,很多场合下我们需要照射面积大一Xie,所以只用发光强度这一特性还不能全面反Ying手电的能力。比如,同样的筒身,换个大头(大反光杯)则I值马上增大许多。因此,很Duo情况下我们用光通量(单位流明,见下)来Biao示手电了。
Yi上我们说“亮”和“亮度”时带了引号,是Yin为这是我们常规说的亮度,并非光度学严格Yi义上的亮度,这一单位后面会展开。
Chang见光源发光强度(cd):
太阳,2.8E27
Gao亮手电,10000
5mm超高亮LED,15
2、光通量(F,Flux),单位流明,即lm。
Ding义:光源在单位时间内发射出的光量称为光Yuan的发光通量
Jie释:同样,这个量是对光源而言,是描述光Yuan发光总量的大小的,与光功率等价。光源的Guang通量越大,则发出的光线越多
Dui于各向同性的光(即光源的光线向四面八方Yi相同的密度发射),则 F = 4πI。Ye就是说,若光源的I为1cd,则总光通量Wei4π =12.56 lm。与力学的单位Bi较,光通量相当于压力,而发光强度相当于Ya强。要想被照射点看起来更亮,我们不仅要Ti高光通量,而且要增大会聚的手段,实际上Jiu是减少面积,这样才能得到更大的强度。
Yao知道,光通量也是人为量,对于其它动物可Neng就不一样的,更不是完全自然的东西,因为Zhe种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。
Ren眼对不同颜色的光的感觉是不同的,此感觉Jue定了光通量与光功率的换算关系。对于人眼Zui敏感的555nm的黄绿光,1W = 683 lm,也就是说,1W的功率全部转换Cheng波长为555nm的光,为683流明。这Ge是最大的光转换效率,也是定标值,因为人Yan对555nm的光最敏感。对于其它颜色的Guang,比如650nm
De红色,1W的光仅相当于73流明,这是因Wei人眼对红光不敏感的原因。对于白色光,要Kan情况了,因为很多不同的光谱结构的光都是Bai色的。例如LED的白光、电视上的白光以Ji日光就差别很大,光谱不同。
Zhi于电光源的发光效率,是另外一个相关的话Ti,是说1W的电功率到底能转化成多少光通Liang。如果全部转换成555nm的光,那就是Mei瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光,另一半变成热量损失了,那效率就Shi每瓦341.5流明。白炽灯能达到1W=20 lm就很不错了,其余的都成为热量或Hong外线了。测量一个不规则发光体的光通量,Yao用到积分球,比较专业而复杂。
Chang见发光的大致效率(流明/瓦)
白炽灯,15
白色LED,20
日光灯,50
太阳,94
钠灯,120
3、光照度(E,Illuminance),单位勒克斯即lx(以前叫lux)。
Ding义:1流明的光通量均匀分布在1平方米表Mian上所产生的光照度
Jie释:光照度是对被照地点而言的,但又与被Zhao射物体无关。一个流明的光,均匀射到1m2的物体上,照度就是1 lx。照度的测量,用照度表,或者叫勒克斯表、lux表。事Shi上,照度是最容易测量的了(相对其它三个Liang),照度表很便宜就可以买到(几百元)。Wei了保护眼睛便于生活和工作,在不同场所下Dao底要多大的照度都有规定,例如机房不得低Yu200 lx。阳光下的照度是自然界里面Hen大的也很常见的了,为11万lx左右(自Ji实测)。我刚才测量了一下,房间是3.8mx6.5m,有12个20W的日光灯管,Zhuo面照度为400勒克司。
Chang见照度(勒克司):
Yang光直射(正午)下,110,000
阴天室外,1000
商场内,500
Yin天有窗室内,100
Pu通房间灯光下,100
满月照射下,0.2
4、亮度(L,Luminance),单位Ni特,即nt。
Ding义:单位光源面积在法线方向上,单位立体Jiao内所发出的光流
Jie释:这个是最容易被误解的概念了。亮度是Zhen对光源而言,而且不是对点光源,是对面光Yuan而言的。无论是主动发光的还是被动(反射)发光的。亮度是一块比较小的面积看起来到Di有多“亮”的意思。这个多“亮”,与取多Shao面积无关,但为了均匀,我们把面积取得比Jiao小,因此才会出现“这一点的亮度”这样的Shuo法。事实上,点光源是没有亮度概念的。另Wai,发光面的亮度与距离无关,但与观察者的Fang向有关。说一个手电很“亮”,并不是说该Shou电的亮度高(因为手电是没有亮度概念的),而是说其发光强度大,或者是说被它照射的Wu体亮。说一个星星(点光源)很亮,并非是Shuo其亮度高,而是说其星等高而已。亮度不仅Qu决于光源的光通量,更取决于等价发光面积He发射的会聚程度。
Chang见发光体的亮度(尼特):
Hong色激光指示器,20,000,000,000
Tai阳表面,2,000,000,000
Bai炽灯灯丝,10,000,000
Yang光下的白纸,30,000
Ren眼能习惯的亮度,3,000
Man月表面,2,500
Ren眼能比较好的分辨出颜色的亮度,1
Man月下的白纸,0.07
Wu月夜空,0.0001
5.色温概念
Zai照明行業中,“白光”泛指接近黑體輻射出來的各個溫度下的可見光,為了
You所區別,因此把色溫在3500K以下的光Yuan所發出來的光稱為暖白光(Warm White),
Ba3500K到5500K之間的光源所發出來的光稱為自然白光(Natural White),把5500K以
Shang的光源所發出來的光稱為冷白光(Cool White)。請記得在照明行業裡,不管Shi暖
Bai光(Warm White)或是自然白光(Natural White)或是冷白光(Cool White)通通叫白
Guang。太冷(8000K以上)的白光光源,藍Se成份很高,眼睛不適應,並不適合用在一般
Zhao明,倒是適用在水族箱,因為可以降低光合Zuo用,減少水草滋長
Se温定义:光源发射光的颜色与黑体在某一温Du下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源De色温。 因为大部分光源所发出的光皆通称Wei白光,故光源的色表温度或相关色温度即用Yi指称其光色相对白的程度,以量化光源的光Se表现。根据Max Planck的理论,Jiang一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热,Wen度逐渐升高光度亦随之改变;CIE色座标Shang的黑体曲线(Black body locus)显示黑体由红——橙红——黄——黄Bai——白——蓝白的过程。黑体加温到出现与Guang源相同或接近光色时的温度,定义为该光源De相关色温度,称色温,以绝对温K(Kelvin,或称开氏温度)为单位(K=℃+273.15)。因此,黑体加热至呈红色时温Du约527℃即800K,其他温度影响光色Bian化。
Guang色愈偏蓝,色温愈高;偏红则色温愈低。一Tian当中画光的光色亦随时间变化:日出后40Fen钟光色较黄,色温3,000K;正午阳光Xue白,上升至4,800-5,800K,阴Tian正午时分则约6,500K;日落前光色偏Hong,色温又降至纸2,200K。其他光源的Xiang关色温度。因相关色温度事实上是以黑体辐She接近光源光色时,对该光源光色表现的评价Zhi,并非一种精确的颜色对比,故具相同色温Zhi的二光源,可能在光色外观上仍有些许差异。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力,Huo在该光源下物体颜色的再现如何。 不同光Yuan环境的相关色温度光源色温
Bei方晴空 8000-8500k
Yin天 6500-7500k
Xia日正午阳光 5500k
Jin属卤化物灯 4000-4600k
Xia午日光 4000k
Leng色营光灯 4000-5000k
Gao压汞灯 3450-3750k
Nuan色营光灯 2500-3000k
卤素灯 3000k
钨丝灯 2700k
Gao压钠灯 1950-2250k
蜡烛光 2000k
Guang源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000--5000K为中间色温,有爽快的Gan觉;色温在5000K以上有冷的感觉。不Tong光源的不同光色组成最佳环境,如表:色 Wen光 色 气氛效果
>5000K
清 凉
(带蓝的白色) 冷的气氛
3300-5000K
中 间
(白) 爽快的气氛
温 暖
(带红的白色) 稳重的气氛
a. 色温与亮度 高色温光源照射下,如亮Du不高则给人们有一种阴冷的气氛;低色温光Yuan照射下,亮度过高会给人们有一种闷热感觉。
b. 光色的对比 在同一空间使用两种光色Cha很大的光源,其对比将会出现层次效果,光Se对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获De光色的层次。
色温与相机白平衡的关系
Se温与相机白平衡的关系
一、光色(色温)
Guang是有颜色的,光发出的颜色就是色温。色温Jiu是指光源光谱成份的颜色。色温的单位用(K)表示,是英国物理学家开尔文(Kelvin)的英文缩写。当光线的颜色偏红、橙、Huang色时,我们就称它为低色温。当光线的颜色Pian青、蓝或蓝紫色时,我们就称它为高色温。Dang光线的颜色是白色时我们就称它为正常色温,并且任何一种色彩只有在白色的光线照射下Cai能得到自身的正常颜色。
1、色温的来历
Se温是开尔文从零下273摄氏度对黑体进行Jia温测量而来的。黑体在加温过程中,温度每Sheng高1度,那么黑体的辐射值就升高一个值,Zhe个值就是1K。当黑体的温度不断上升直到Fa出可见的辐射光线时,光线也出现了颜色,Bing且光线的颜色随着温度不断的上升也在变化,这变化的光线颜色就是不同的色温值。所以Se温是由温度测量出来的,但只表示光线的颜Se,不表示光线的温度。
Dang光线的颜色偏红橙色时,色温值是在2500K——3200K左右。 当光线的颜色偏Cheng黄色时。色温值是在3200K——4500K左右。 当光线的颜色偏黄色时,色温值Shi在4500K——5400K左右。 当光Xian的颜色是白色时,也称为正常色温,色温值Shi在5400K——5600K左右,其中色Wen值是在5500K时光线发出颜色与正午的Yang光颜色相同,被称为标准色温值。
Dang光线的颜色偏青色时,色温值是在5600K——6500K左右。 当光线的颜色偏蓝Se时,色温值是在6500K——7500KZuo右。 当光线的颜色偏蓝紫色时,那么色温Zhi是在7500K以上了。 2、色温的变化Qing况
(1)、晴天时一天中的色温变化:
当在日出前和日落后,景物由天空的散She光照明,因为天空是呈蓝紫色,所以色温偏Gao。
Dang在日出后和日落前的暂短时刻,景物被太阳Guang象涂了一层浅黄色,所以此时色温偏低。
当太阳略偏斜或顶射时,此时的色温为Zheng常色温。
(2)、阴天的色温比晴天的色温高。
(3)、晴天阴影下的色温比阳光下的色温高。
(4)、晴天阴影下的色温比阴天的色温高。Shi自然光线中色温最高的一种光线。
Er、光色与白平衡的关系
Bai平衡在数码拍摄中非常重要。白平衡用WBLai表示。它关系到色彩的正常还原与色调的运Yong,可以说白平衡就是色温的管理器。如果拍Chu的照片偏色,那么一定是白平衡的设置出了Wen题。白平衡的设置有许多固定的模式。在运Yong时可以根据现场光线的色温,选择与其相对Ying的色温模式就会使被摄物象获得比较准确的Se彩还原。白平衡相当于传统摄影在镜头上加Lv镜校正色温,从而获得准确的色彩还原。 Zai白平衡模式中,每一个固定的白平衡模式都You一个固定的色温值,并且高色温光线所对应De白平衡模式一定是低色温值,低色温光线所Dui应的白平衡模式一定是高色温值。当数码相Ji选用的白平衡模式的色温值与拍摄光线的色Wen值经过平衡后,如果经过平衡后的色温值与Biao准色温值相近时,那么影像的色彩还原就正Chang;如果经过平衡后的色温值仍然低于标准色Wen值,那么影像的色彩颜色或是偏红或是偏黄Huo是偏橙;如果经过平衡后的色温值仍然高于Biao准色温值,那么影像的色彩颜色或是偏青或Shi偏蓝。摄影师应该根据自己所需要的画面色Diao效果去调整相应的白平衡模式。在数码相机Zhong一般有以下几种白平衡模式:
1、自动模式:自动白平衡模式的范围是在3000K—9000K左右(注意专业拍摄不Yong自动模式)。
2、钨丝灯模式:钨丝灯光线的色温是3000K左右,那么钨丝灯模式的色温是8000K。
3、荧光灯模式:荧光灯光线的色温是4200K左右,那么荧光灯模式的色温是6800K。
4、日光模式(标准模式):日光的色温是5500K左右,那么日光模式的色温是5500K。
5、闪光灯模式:闪光灯光线的色温是5600左右,那么闪光模式的色温是5400K。
6、阴天模式:阴天光线的色温是6000KZuo右,那么阴天模式的色温是5000K。
7、阴影模式:阴影光线的色温是7500KZuo右,那么阴影模式的色温是3500K。
8、K值调整模式:可以从2500K—10000K进行数字调整。数字越高得到的色温Xiao果越低,画面色调越暧。反之数字越低得到De色温效果越高,画面色调越冷。 K值的调Zheng是对应光线的色温值来调整的:光线色温多Shao就调整K值多少,才能得到色彩正常还原的Tu片(因为所有的色温模式值都能从K值中调Zheng出,所以专业的摄影师多选择此种模式调整Se温)。
9、自定义模式:就是可以根据现场光线的色Wen,自行拟定一个能使色彩得到正常还原的色Wen模式。当环境的光线色温比较复杂时,想要Shi影像的色彩得到正常还原,最好使用自定义Mo式。
Zhu意:有时为了让画面故意偏某种色调,那么Zai一般情况下色温模式的运用尽量按整体色调Qu向来运用。就是说如果背景及光线偏暖调,Na么相机宜采用暖调效果的模式(如阴天模式)拍摄;如果背景及光线偏冷调,那么相机可Yi使用冷色调效果的模式(如钨丝灯模式)拍She。
另外,如果相机采用不同的白平衡模Shi拍摄黑白影像,那么画面影所获得的反差也Bu同。它类似于传统黑白摄影中在镜头上加不Tong色温的滤镜,从而增强或是减弱了某种色彩De影调。
色温与LED显示屏的关系
Se温与 LED 显示屏的关系
Zai前一篇我们讨论调试 LED 显示屏亮度Ji巧的时候 , 我提到过色温一词 , 既Ran色温是和 我们的 LED 显示屏如此相Guan , 不防先讲一讲色温的本质定义 .
She影爱好者对色温度深有体会 , 色温会直Jie影响一张照片的拍摄效果 , 有的时候一Zhang照片 看不出来是清晨还是黄昏,看上去都Shi有些偏红的感觉 , 晚上在钨丝灯炮下面Pai的照片会偏 黄 , 那么说色温是和天气You关吗 ? 确切地说 , 色温度主要是物Li环境和人感观不同形成的特殊 色度感觉 . 色温 的单位是开尔文 (K),命名Shi以最早研究色温生于爱尔兰的英国伟大发明Jia开尔文 的名字 , 他认为 假定某一纯Hei物体, 能够将落在其上的所有热量吸收, 而没有损失, 同时又能 够将热量生成的Neng量全部以 “ 光 ” 的形式释放出来的Hua, 它产生辐射最大强度的波长随温度变 Hua而变化。例如,当黑体受到的热力相当于 500— 550℃时,就会变成暗红色(某Hong色波长 的辐射强度最大) ,达到 1050一 1150℃时,就变成黄色 …… Yin而,光源的颜色成分是与该 黑体所受的温Du相对应的。色温用开尔文温度 (K)来表Shi,而不是用摄氏温度单位。打铁过 程中, 黑色的铁在炉温中逐渐变成红色, 这便是Hei体理论的最好例子。 通常我们所用灯泡内 的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是Gen据以上原理,用 K 来对应表示物体在特Ding温 度辐射时最大波长的颜色。 据这一原Li, 任何光线的色温是相当于上述黑体散发Chu同样颜色 时所受到的 “ 温度 ” 。 颜色实际上是一种心理物理上的作用,所有Yan色印象的产生, 是由于时 断时续的光谱Zai眼睛上的反应,所以色温只是用来表示颜色De视觉印象。 在色温上的喜好Shi因人而定的,不同国家的人有所不同 . Zhe跟我们日常看到 景
Wu 景 色 有 关 , 例 如 在 接 Jin 赤 道 的 人 , 日 常 看 到 De 平 均 色 温 是 在 11000K(8000K(黄昏 ) ~17000K(Zhong午 )) , 所以比较喜欢高色温 (看Qi来比较真实 ) , 相反的, 在纬度较Gao的地区 (平均色温约 6000K) 的Ren就比较喜欢低色温的 (5600K或 6500K) ,也就是说如果您用一台高色温De电视去表现北极的风景,看起来就 感觉偏Qing;相反的若您用低色温的电视去看亚热带的Feng情,您会感觉有点偏红 . 请观Cha下面几张图片 , 可以对比由于色温的不Tong产生的效果也有明显差别 .
Na么到底我们的 LED 显示屏和色温的直Jie关系是什么呢 ? 不同国家的人观看 LED 显示 屏 , 也会因为色温的感观习Guan不同而有所区别 , 与中国人喜欢的红色Pian暖色不同 , 欧美的一些 国家人更加喜Huan偏冷色 , 因此他们往往看到蓝色心情会Bi较放松 . 按照一块 LED 显示屏红Lv 蓝三种颜色的比例 3:6:1,如果是Guo内的显示屏可以将红色调得稍微高一点 , 国外的话可以针 对当地的色温环境先调查Yi下再调试 LED 显示屏的颜色亮度 , 至于一些调试 LED 显示屏亮 度的细Jie , 已在上一节当中作过阐述,有兴趣的Peng友可以去了解一下 , 这里就不再作介绍Liao .
色温与相机白平衡的关系
(作者:于润芝)
一、光色(色温)
Guang是有颜色的,当一个物体随着温度的不断升Gao自身将出不同的颜色光, 那么这种光随着Wen度的变化而发出不同的颜色就是色温。所以Se温就是指光源 光谱成份的颜色。色温的单Wei用(K )表示,是英国物理学家开尔文(Kelvin ) 的英文缩写。当光线的颜Se偏红、橙、黄色时,我们就称它为低色温。Dang光线 的颜色偏青、蓝或蓝紫色时,我们就Cheng它为高色温。当光线的颜色是白色时我 们Jiu称它为正常色温,并且任何一种色彩只有在Bai色的光线照射下才能显现自 身正常的颜色。
1、色温的来历
Se温是开尔文从零下 273摄氏度对黑体进Xing加温测量而来的。黑体在加温 过程中,温Du每升高 1度,那么黑体的辐射值就升高一Ge值,这个值就是 1K 。 当黑体的温度Bu断上升直到发出可见的辐射光线时,光线也Chu现了颜色,并且 光线的颜色会随着黑体温Du不断的上升也在变化,这变化的光线颜色就Shi不同 的色温值。所以色温是由温度测量出Lai的,但只表示光线的颜色,不表示光线 的Wen度。
Dang光线的颜色偏红橙色时,色温值是在 2000K —— 3000K 左右。 当光线De颜色偏橙黄色时,色温值是在 3000K —— 4000K 左右。 当光线的颜色Pian黄色时,色温值是在 4000K —— 5200K 左右。
Dang光线的颜色是白色时,也称为正常色温,色Wen值是在 5200K —— 5600K Zuo右,其中色温值是在 5500K 时光线Fa出颜色与正午的阳光颜色相同,被称为 标Zhun色温值。
Dang光线的颜色偏青色时,色温值是在 5600K —— 6500K 左右。 当光线的Yan色偏蓝色时,色温值是在 6500K —— 7500K 左右。 当光线的颜色偏蓝Zi色时,那么色温值是在 7500K 以上Liao。
2、色温的变化情况
(1)、晴天时一天中的色温变化:
A 、日出前和日落后,景物由天空的散射光Zhao明,因为天空是呈蓝紫色, 此时的色温偏Gao。
B、日出后和日落前的暂短时刻,景物被太阳Guang象涂了一层浅黄色,此时的 色温偏低。
C 、当太阳在中午或略偏斜时,此时的色温Wei正常色温。
(2)、阴天的色温比晴天的色温高。
(3)、晴天阴影下的色温比阳光下的色温高。
(4)、晴天阴影下的色温比阴天的色温高。Shi自然光线中色温最高的一种 光线。
Er、光色与白平衡的关系
Bai平衡在数码拍摄中非常重要。白平衡用 WB 来表示。它关系到色彩的正 常还原与色Diao的运用,可以说白平衡就是色温的管理器。Ru果拍出的照片偏色, 那么一定是白平衡的She置出了问题。白平衡的设置有许多固定的模Shi。在运用 时可以根据现场光线的色温,选Ze与其相对应的色温模式就会使被摄物象获得 比较准确的色彩还原。白平衡相当于传统摄Ying在镜头上加滤镜校正色温,从而 获得准确De色彩还原。
Zai白平衡模式中,每一个固定的白平衡模式都You一个固定的色温值,并且 高色温光线所对Ying的白平衡模式一定是低色温值,低色温光线Suo对应的白平衡 模式一定是高色温值。当数Ma相机选用的白平衡模式的色温值与拍摄光线De色 温值经过平衡后,如果经过平衡后的色Wen值与标准色温值相近时,那么影像的 色彩Huan原就正常;如果经过平衡后的色温值仍然低Yu标准色温值,那么影像的 色彩颜色或是偏Hong或是偏黄或是偏橙;如果经过平衡后的色温Zhi仍然高于标准 色温值,那么影像的色彩颜Se或是偏青或是偏蓝。摄影师应该根据自己所Xu要 的画面色调效果去调整相应的白平衡模Shi。在数码相机中一般有以下几种白平 衡模Shi:
1、自动模式:自动白平衡模式的范围是在 3000K — 9000K 左右(注意专Ye 拍摄不用自动模式)。
2、钨丝灯模式:钨丝灯光线的色温是 3000K 左右,那么钨丝灯模式的色温 是 8000K 。
3、荧光灯模式:荧光灯光线的色温是 4200K 左右,那么荧光灯模式的色温 是 6800K 。
4、日光模式(标准模式):日光的色温是 5500K 左右,那么日光模式的色 温是 5500K 。
5、闪光灯模式:闪光灯光线的色温是 5600左右,那么闪光模式的色温是 5400K 。
6、 阴天模式 :阴天光线的色温是 6000K 左右 , 那么阴天模式的色温是 5000K 。
7、 阴影模式 :阴影光线的色温是 7500K 左右 , 那么阴影模式的色温是 3500K 。
8、 K 值调整模式:可以从 2500K — 10000K 进行数字调整。数字越Gao得到 的色温效果越低,画面色调越暧。反Zhi数字越低得到的色温效果越高,画面色 调Yue冷。 K 值的调整是对应光线的色温值来Diao整的:光线色温多少就调整 K 值 多少,才能得到色彩正常还原的图片(因为所有的Se温模式值都能从 K 值中调 整出,所以Zhuan业的摄影师多选择此种模式调整色温)。
9、自定义模式:就是可以根据现场光线的色Wen,自行拟定一个能使色彩得 到正常还原的Se温模式。当环境的光线色温比较复杂时,想Yao使影像的色彩得 到正常还原,最好使用自Ding义模式。
Zhu意:有时可以让画面故意偏某种色调,但相Ji色温模式的运用在一般情 况下尽量按整体Se调趋向来运用。就是说如果背景及光线偏暖Diao,那么相机宜 采用暖调效果的模式拍摄(Ru阴天模式);如果背景及光线偏冷调,那么Xiang机 可以使用冷色调效果的模式拍摄(如钨Si灯模式)。
Ling外,如果相机采用不同的白平衡模式拍摄黑Bai影像,那么画面影所获 得的反差也不同。Ta类似于传统黑白摄影中在镜头上加不同色温De滤镜,从而 增强或是减弱了某种色彩的影Diao。
(特别声明:此内容皆出自于作者于润芝先生Zhi作,如有转载请署名作者)
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