什么是色温?什么是光源的色温?什么关系?

 标准光源对色灯箱    |      2023-05-30

什么是色温?什么是光源的色温?色温是表示光源光谱成分的一种概念,单位用K表示。通俗地说,色温是表示光线颜色的一种标志,而不是指光的冷暖温度。而光源的色温是指光源发出光的颜色,与黑体在某一温度下辐射的光色相同时,黑体的温度。光线越红,色温越低;光线越蓝,色温越高。本文对色温和光源色温做了详细的介绍,对色温知识感兴趣的朋友可以了解一下!

色温与光源色温的关系

什么是色温?

辨别光源颜色的方法有很多种,可以通过光谱色调的相应值来分别,可以通过查看色度图普朗克轨迹曲线上各点相应的坐标值(即色坐标)来区分,也可以通过辨认在色度图上的位置,或者引用一种色彩符号系统(例孟赛尔系统)来进行识别。但是,在电视画面制作的过程中,我们需要用一种简便快捷的方法来估计光的彩色品质,而上述这些方法都不方便。因此,我们采用了一种由物理学家开尔文最早提出的十分有用的“代码”,这就是“色温”的概念。

开尔文发现,当加热一块木炭的时候,它所发出光线的彩色品质随着温度的变化而发生变化。随着木炭块的加热,它的光线品质逐渐从暗红发展成为强烈的黄白光,并且所含可见光谱的比例也在逐渐增加,如果继续加热,光线就会带有极亮的蓝白色品质。同样,当我们加热一根金属棒时也会看到这种变化。

他最重要的发现就是,光线的品质与木炭块(黑体)的温度有直接的关系。因此他就确定用这种温度作为“代码”来区分光源的彩色品质,以及它所具有的光谱能量。如果要用传统的摄氏和华氏温度标尺来表示这种“代码”,它所包含数字的范围就会太广,不易使用,所以就采用了所谓的开氏温标,一种绝对温度,即0°K=-273℃的温度标尺。

如果一盏灯发出带红的黄色品质光束,理论上可以在开氏温标上找到它的位置,并且能够找到与其光谱分布相似的标准色谱。如果一盏灯所对应的黑体温度在开氏坐标下是3200度,那么我们就将这只灯的色温定为3200K。


什么是光源的色温?

光源颜色有多种表示方法。例如,用文字说明光源的颜色,这个光是黄光,那个光是白光等。但这种说法比较模糊,不够准确。

从光源的光谱能量分布和光色特性,引入“色温”这个表示光源颜色的量。当光源所发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的这个温度就称为该光源的颜色温度,简称色温,用绝对温标表示,即用字母K(Kelvin),或称开氏温度(K=℃+273.15℃)表示。

对白炽灯一类的热辐射光源来讲,由于其光谱能量分布和黑体的比较接近,所以可用“分布温度”来表示它的光谱能量分布,同时也表示了它的颜色。在可见光区光源的相对光谱能量分布与黑体在某一温度下辐射的相对光谱能量分布相似时,则黑体的这个温度就称为该光源的分布温度。由于光谱能量分布相同的光,其颜色必定相同,因此分布温度一定是色温。

对于气体放电光源和 LED 光源来说,其光谱能量分布很少与黑体的相似,所以对这些光源来讲,分布温度没有意义。因此,它们发射的光的颜色和各种温度下的黑体辐射的光的颜色都不完全相同(色坐标有差别),这时就不能用一般的色温概念来描述它的颜色,但为了便于比较,还是用了“相关色温”的概念。

对于气体放电光源和LED光源来说,其光谱能量分布很少与黑体的相似,所以对这些光源来讲,分布温度没有意义。因此,它们发射的光的颜色和各种温度下的黑体辐射的光的颜色都不完全相同(色坐标有差别),这时就不能用一般的色温概念来描述它的颜色,但为了便于比较,还是用了“相关色温”的概念。

光源发射的光与黑体在某一温度下辐射的光的颜色最接近,即在均匀色度图上的色距离最小,或者说在同一等温线上,则黑体的这个温度就称为该光源发射的光的相关色温。因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时,对该光源光色表现的评价值,并非一种精确的颜色对比,故相同色温值的两个光源,可能在光色外观上仍有些许差异。显然,相关色温所表示的颜色是粗糙的,但它在一定程度上表示了颜色,如果和色坐标、显色指数等结合起来,就可以在一定程度上表示光源的颜色特性。

因为大部分光源所发出的都是白光,故光源的色温或相关色温用以指其光色相对白的程度,以量化光源的光色表现。

因此,如果有一个光源的颜色正好与黑体在3200K时的颜色一样,我们就把黑体的3200K说成是光源的颜色。