對色光源的特點、常見類型及判斷指標

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2024-05-21

標準光源箱作為照明燈箱設備,其內部配置了多種用于顏色檢測的對色光源,常見的對色光源有A 、D65 、TL84 、CWF 、U30等。不同類型的標準光源箱,其內部配置的光源的種類是不同的,作用也不同。本文對對色光源的特點、常見類型及判斷指標做了介紹。

對色光源

對色光源的特點:

在國家標準中, 顏色被定義為“光作用于人眼引起除形象以外的視覺特性”,也就是說,人們在對外界事物的顏色進行感知和判斷時,光源是決定性的因素。光源分為自然光源和人造光源兩種,前者主要指日光,后者則包括白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、氙燈等各種電光源。在長期的生產和生活實踐中,人們已習慣于在自然光下辨認顏色,但是,受時間、氣候、季節、緯度等因素的影響,自然光的光色并不穩定,因此現代工業上一般傾向于用人造光源來實現精確對色。

為了定義用于評價顏色外觀的人造光源,CIE(國際照明委員會)先后規定了一系列標準照明體和標準光源。其發展大致經歷了三個階段:1931年CIE規定了A 、B 、C 三種標準照明體,并推薦了相應標準光源;1967年為了彌補標準照明體B、C在紫外區的不足,規定了D系列標準照明體,包括D50、D65、D75等,跨度為自然光中的紫外、可見光和紅外區域;1970年以后,隨著熒光燈的日益普及和在商業上的廣泛應用,CIE又規定了F系列熒光光源,其中F1-F6為普通熒光燈、F7-F9為高顯色性熒光燈、F10-F12為三基色熒光燈。CIE標準照明體的出現使工業上的精確對色成為可能,所謂對色光源就是指符合或在一定程度上符合CIE標準照明體光譜組成的人造光源。

對色光源

常用對色光源的類型:

常用的對色光源有A 、D65 、TL84 、CWF 、U30等。這些光源往往被專業生產廠商組合 、排列在一只標準光源箱中供客戶使用,不同的光源箱其配置可能不同。

1.A(INCA)光源

A光源為色溫2856K的充氣螺旋鎢絲燈,屬典型的白熾燈,主要用于家庭居室或商店的重點照明。

2.D65光源

在D系列標準照明體中,CIE推薦D65為照明體。D65代表相關色溫為6500K的平均晝光,是在一年中不分季節,一天中不分時段,對陰天時的北半球北窗晝光進行測量的一個平均結果。在ISO105—A01《紡織品色牢度試驗通則》和ASTMD1729《不透明材料目視評價的標準方法》等眾多標準中,D65都是必不可少的標準光源。但是由于D65的光譜功率分布特別,目前還沒有任何一種人工光源能夠發出與D65光譜功率分布完全相同的光,只能近似模擬。在大多數標準燈箱中,都以2只高顯色性熒光燈來模擬D65光源,而在有些標準燈箱中,則采用鎢絲濾鏡技術,以2只鹵鎢燈來模擬D65光源。

3.商業客戶光源(F系列光源)

TL84光源(F11)屬F系列熒光光源,是 Philips(飛利浦)公司的特有產品,因廣泛使用于英國Marks&Spencer(瑪莎百貨)而成為歐洲市場重要的商業對色光源。TL84光源一般采用飛利浦公司內涂稀土熒光粉的“TLD”型(細管徑型)熒光燈管來實現,是一種三基色熒光燈,相關色溫為4000K 。

CWF光源(F2)主要用于美國的商業與辦公機構,相關色溫為4150K。CWF是Cool White Fluoresent的縮寫,即冷白熒光燈。

U30/TL83光源(F12):U30全稱Ultralume 3000,也是一種三基色熒光燈,相關色溫為3000K。在遍及全美的Sears(西爾斯)百貨公司里,使用的就是由Westinghouse(西屋電氣)公司制造的U30燈管。U30光源相當于歐洲所使用的TL83光源,在GretagMacbeth JudgeⅡ型標準燈箱中,即以飛利浦公司TL83熒光燈來實現U30光源。

4.其它光源

除了以上幾種光源外,一般光源箱中還配有UV光源,這是一種紫外線燈,常單獨或與其它光源組合使用,以檢查織物是否增白及含熒光染料等。另外,有的燈箱中還配有HOR(HORIZON)光源。這是一種鹵鎢燈,模擬早晨或黃昏時的日光。

標準光源箱

對色光源的主要判斷指標:

從CIE對于標準照明體的規定和標準光源的推薦中我們可以看到,判斷一個光源是不是標準光源主要的兩個顏色指標就是色溫和顯色性。色溫是衡量光源色的指標,從應用中我們也可以發現另一個判斷光源是不是標準光源的指標就是顯色性,而顯色性是衡量光源視覺質量的指標。假若光源色處于人們所習慣的色溫范圍內,則顯色性應是光源質量更為重要的指標。這是因為顯色性直接影響著人們所觀察到的物體的顏色。

1.色溫

也許大家都聽說過色溫,一般實際運用的標準光源都有標準的相對色溫指數。色溫,從字面上看就可以明白它和溫度有關,其實色溫的概念就是當某一種光源的色度與某一溫度下的絕對黑體的色度相同時絕對黑體的溫度。絕對黑體是人工制造的能夠在任何溫度下全部吸收任何波長的輻射的物體。一般只能用光源的色度與接近的黑體的色度的色溫來確定光源的色溫,這樣確定的色溫叫相對色溫,一般就簡稱色溫了。比如說6500k色溫的標準光源,6500k的意思就是這個光源的光色和黑體被加熱到6500k (k表示絕對溫度)時的色度接近。而正午日光的色度也是接近于黑體被加熱到6500k時候的色度。如果黑體連續加熱,溫度不斷升高,那么其相對光譜能量分布的峰值部位將向短波方向變化,所發的光帶有一定的顏色,其變化順序是紅-黃-白-藍。這也就是表示如果一個光源的色溫偏低,那么就會看起來光色偏紅,或者說偏暖,如果一個光源的色溫過高,那么就會看起來偏藍或者說偏冷。毫無疑問這就會大大影響觀察色物體顏色的效果了。所以標準光源都為一個色溫標準,比如說6500k,這樣才能真實模擬日光的環境。

2.顯色性

在同樣兩個6500k色溫的光源觀察同一張圖片,一個是標準光源而一個不是,此時會發現在兩個光源下同一張圖片的色彩會產生變化。這是因為非標準光源的光譜能量分布與日光有很大的差別,這些光譜中缺少某些波長的單色光成份。在這個光源下觀察到的顏色與模擬日光的標準光源下看到的顏色當然就不同了,所以顯色性就差了。由于同一個顏色樣品在不同的光源下可能使人眼產生不同的色彩感覺,而在日光下物體顯現的顏色是準確的。因此,可以用日光標準(參照光源),將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源(待測光源)相比較,顯示同色能力的強弱就叫做該人工光源的顯,色性。比較物體在待測光源下所顯現的顏色與在參照光源下所顯現的顏色相符程度的定量評價指標就是“一般顯色性指數”,也就是顯色指數。顯色指數的高值就是100,值越低就說明在這個光源下待測物體的變色、失真度就越高。顯色指數(Ra)值為100~75顯色優良,75~50顯色一般,50以下顯色性差。比如,在色彩管理中用普通光源來看一幅樣稿,這個光源的顯色指數可能只有60,那么樣稿在陽光下看起來是紫色的,在這個光源下看起來就變成了藍紫色。所以顯色指數是標準光源另一個重要的顏色指標。所以,色溫和顯色性是影響光源色彩還原能力重要的兩個指標,只有具備了一定的色溫和顯色指數(一般為5000k或者6500k色溫,95%以上的顯色指數)的光源才能夠被稱為標準光源。