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光的颜色属性

发布日期:2016/11/7 14:05:23

不同的物体在白光下呈现不同的颜色,是由于不透明的物体在白光照射之下仅选择性地反射某些颜色,而透明体则仅能选择性的透过某些颜色,其它的色光在反射与透射的过程中均被物体吸收了。因此当这些反射光或透射光进入我们的眼睛,我们就看见物体呈现相应的颜色。


光是什么?光是一种可以被人的眼睛接受的电磁波。波长大约从700nm(纳米、毫微米)到390nm的电磁波,不同波长的光射入眼睛后产生不同的颜色感觉。具有单一波长的光称为单色光,各种波长的单色光分别形成人们可能见到的各种最纯净、最饱和的颜色。


1. 光的颜色属性与光谱曲线 

不同色光按波长从短到长排列形成光谱,其波长从长到短依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。平常我们所见的光(特别是白光),多数是由各种单色光混合组成的,称为混合光。混合光常用光谱能量分布曲线(简称光谱曲线)来描述(图1)。他表示了光线中不同波长(颜色)的光在总光量中所占的百分比,曲线越高处表明相应波长(颜色)的光线越强。  

光谱曲线可以很精确的描述光源的特性,例如同是“白光”,阳光中的各种色光成分比较均衡,白炽灯红、黄色较多,荧光灯在蓝色与黄绿色区段的光线异军突起,致使光线偏黄绿(图1)。为了更简明的表达光源的颜色属性,人们又引入了色温的概念。


2.色温

设想在一个全黑的房间中加热一个中空的黑铁球,并在球体上开一个洞。常识告诉我们随着铁块温度的升高,向洞中看,铁球将依次呈现暗红色、橙黄色、黄色、暖白色、白色、……,因此可以用铁块的温度描述它所发出的光色,称为光源的“相关色温”简称“色温”。色温用“开氏温标”表示,(开氏温标的0度相当于摄氏温标的零下273度)但是要注意:色温仅能用于描述光源所发出的光的色彩特性,不能用于描述物体的颜色。


3.标准照明体 

为了能够规范人们的观察环境,国际照明委员会(CIE)公布了一些理想的光源特性,称为“标准照明体”。其中用标准照明体D代表4种典型的日光,他们是:D50(5004K)、D55(5503K)、D65(6504K)、D75(7604K)。现在多数数字影像的处理中广泛使用D65,在我国印刷行业中则以D50为主。


4.光源的显色系数Ra 

人们实际使用的光源与理想的标准照明体总有差异,用显色系数Ra表示实际光源与理想光源显示颜色的差别(或实际光源正确还原色彩的能力。一般越是连续光源Ra可以做得越高。在摄影中,显色指数超过75%即可作为照明光源,但是在评价与对比色彩时,希望光源的显色指数至少应达到85%。进一步的研究表明波长为430nm(蓝色)、540nm(绿色)与610nm(红色)的色光与连续光源以适当的比例混合所产生的白光(高度不连续光源)却可能与日光、白炽灯有同样良好的显色性。现在市场上销售的三基色荧光灯就是根据这个原理制造的。


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