色温及其相关参数

news2024/9/21 14:35:03

光学膜层和大多数着色表面不是自发光的。为了看到它们，我们需要一个光源。显然，对颜色的任何评估都将包括光源的属性。在计算颜色时，我们通常使用标准光源，其中大部分是由CIE根据其相对光谱输出来定义的，并且尽可能地表示普通光源的特性，如日光（D65等）或钨灯（光源A）。

理想的实际光源是黑体。输出的光谱变化非常平稳，完全由温度决定。因此，黑体光源的质量可以通过简单地说明其温度来指定，如图1所示。

图1.几种不同黑体光源的相对输出。与正常情况一样，曲线在560纳米处被标准化为100。

不幸的是，对于其他类型的光源来说，它并不那么简单。最终，光谱分布是决定光源质量的因素，但这涉及大量数据。一种非常有用的技术是将光源与黑体进行比较。

如果光源的光谱在可见光区域的任何地方都与给定黑体的光谱输出成比例，那么说明黑体温度就足够了。这种温度称为Distribution Temperature。光源的色度坐标将与黑体的色度坐标完全匹配，所有颜色测量将产生完全相同的值。

这种色度坐标位于Planckian Locus上，如图2

图2.显示从1000K到7000K的普朗克轨迹的色度图

有许多光源，如放电灯，虽然光谱分布与黑体相当不同，但色度坐标位于普朗克轨迹上。相应的黑体温度被称为光源的色温。然而，色度坐标与轨迹上某一点的精确对应是不常见的。通常情况下，点接近但实际上不在轨迹上。在这种情况下，使用与光源最接近的颜色的黑体的温度，并称为相关的色温，在软件中缩写为CCT。相关色温通常用开尔文测量。

注意，特定的相关色温不保证使用光源的任何颜色测量必然对应于使用相同温度的黑体光源的颜色。

我们如何得出相关的色温？CIE 1960（u，v）-图是一种尝试，在一个统一的色度标度，在图中的任何地方，任何两点之间的感知色差都与它们之间的距离成正比。当普朗克轨迹绘制在（u，v）-图中时，光源和黑体之间的最小感知色差将对应于从轨迹到点的垂直方向。因此，垂直于普朗克轨迹的线称为等温线。这些等温线可以在（x，y）-色度图（图3）中复制，但是，当然，它们不再垂直于轨迹。Macleod中用于计算相关色温的技术使用（u，v）-图，基于Wyszecki和Styles（Wyszecki, Günter and W S Styles, Color Science. 2nd ed. 1982, New York: John Wiley & Sons）中的描述。请注意，尽管CIE 1960（u，v）-图已被1976（u’，v’）图取代，但为了确保连续性，CIE决定保留（u，v）-图用于相关色温计算。这些差别都不大。