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光源的色度特性怎么理解?常用的光源色度测量方法有哪些?

光源的色度特性怎么理解?光源的色度特性有两方面的意义:一是人眼直接观察光源时所看到的色度,可用三刺激值和色品坐标来表示;二是评价物体在光源照明下所呈现的颜色效果,用显色指数来表示。那么,常用的光源色度测量方法有哪些?本文对光源色度的含义及光源色度测量的方法做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!

光源的色度特性

光源的色度特性怎么理解?

目前,国际上存在的表色系统分为两大类:一类是以彩色的3个特性为依据,即按色调、明度和饱和度来分类;另一类是以三原色说为依据,即任一给定的色度可以用3种原色按一定比例混合而成。三色分类系统是以光的等色实验结果为依据、由三刺激值表示的体系。现在使用最广泛的是CIE(国际照明委员会)表色系统,这是一种三原色表色系统,光谱的全部色度可用红、绿、蓝3种光谱波长的光按不同比例混合而成。

1931年,CIE制定了一个色度图,用于客观地标定色度。就人眼的视觉反应而言,各种色度单从其波长不同来互相区分是不完全的,还应该同时采用色调、明度和饱和度等量。色度是物体色度在“质”方面的特征。饱和度决定于反射光中所混入白色的数量,物体色度中纯光谱色的含量越多,则其饱和度越高。明度决定于光的强度,亦可理解为光引起视觉刺激的程度,是物体色度在“量”方面的特征。色调和饱和度合称为“色品”。视觉中不同波长所引起的不同色调感觉可用红、蓝、绿三原色按不同比例调配而得到。国际照明学会规定把它们之间的百分比分别用x,y,z三者来表示。由于是百分比,三者相加必等于1,故色品实际只要用x和y两个值来表示即可。将光谱色中各段波长所引起的色度感觉在x-y平面上做成图标时,即得色度图。因为白色可用等量的红、绿、蓝三色混合而得,所以图中越接近中心的部分,表示越接近于白色,即饱和度越低;而在边缘线部分则饱和度最高。因此,色度图中一定位置相当于物体色度的一定色调和一定饱和度。

光源的色度特性有两方面的意义:一是人眼直接观察光源时所看到的色度,可用三刺激值和色品坐标来表示;二是评价物体在光源照明下所呈现的颜色效果,用显色指数来表示。光源的色度特性只决定于光源辐射的光谱分布。光源的光谱分布一经得到,就可以计算出它的三刺激值、色品坐标、相关色温和显色指数。当光源所发出的光的色度与黑体在某一温度下辐射的色度接近时,黑体的温度就称为该光源的相关色温,相关色温在色品图上表现为黑体轨迹上距离光源色品坐标位置最近的点的温度,因此可由光源的色品坐标求出。照明光源的色度对于高品质的光学成像有很大的影响,因此,光源色度的测量也有很大的实际意义。


常用的光源色度测量的方法:

光源色的色度测量可采用3种方法:目视法、刺激值直读法和光谱辐射测色法。

1.目视法

目视测色方法是一种古老而基本的颜色测量方法,这种方法通过人眼的观察,对颜色样品与标准颜色的差别进行直接的视觉比较,要求操作人员具有丰富的颜色观察经验和敏锐的判断力。实际操作时,应该在规定的CIE标准照明体下进行,一般可采用标准A光源或模拟D65照明体照明。进行目视比较测量时应具有一定亮度水平,使人眼的锥体细胞处于工作状态,同时也应按照CIE的规定选择合适的视场范围。即便如此,在其测色结果中仍不可避免地包含了一些人为的主观因素,观测者感觉到的颜色表现即颜色的外貌在很大程度上受制于观测者的主观心理因素,往往因人而异;而且工作效率很低。因此,随着颜色科学的发展和工业化水平的提高,这种目视测色法在工业测色中的应用已经越来越少,取而代之的是采用物理仪器的客观测色方法。

2.刺激值直读法(光电积分法)

光电积分测量法是在所测光的波长范围内进行一次积分测量。具体做法是:将有色玻璃覆盖在光电接收器上,将接收器的光谱灵敏度S(λ)修正成国际照明委员会推荐的标准色度观察者的光谱三刺激值的形状,用这样的3个光电接收器接收光刺激时,用一次积分即可测出被测物的三刺激值X,Y,Z。

3.光谱辐射测色法(分光光度法)

分光光度测色方法主要是测量物体反射的光谱功率分布,或物体本身的光谱光度特性;然后再通过计算由这些光谱测量数据求得物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值。这是一种精确的颜色测量方法,而且可以制成自动化的测色设备。分光光度计是用多棱镜或光栅将多色光分离成单色光,通过光敏组件取得样品反射率或透过率,然后按公式计算出样品的三刺激值。采用分光光度法的测色仪器测量准确度高,但是系统复杂,操作麻烦,成本高,适合于要求较高的测色与配色场合。分光光度计的分光原理基本有3种:旋转滤色片分光法、散射棱镜分光法、衍射光栅分光法等。

不同照明体和观察视场的 CIE 坐标也能通过分光光度计光谱测量的数据来计算。具体地讲,从光谱值转换到 CIE 颜色三刺激值时,照明体直接作为一个参数,因此,如果从一种照明条件向其他照明体条件转换时,就要采用数学逼近计算法。

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