光源色溫高好還是低好?色溫高低對視覺有什么影響?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2024-04-25

色溫是光源重要的顏色指標,它由該光源的光譜功率分布決定的。一般來說光源的色溫越高,光線的顏色越偏藍,色溫越低光源的顏色越偏黃。那么,光源色溫高好還是低好?色溫高對視覺有什么影響?本文對此做了介紹。

光源色溫

什么是色溫?

一個光源的色溫是由該光源的光譜功率分布決定的。關于色溫的定義:在任何溫度下能完全吸收到達其上的所有輻射能的物體稱之為黑體。對于某個特定溫度的黑體,必然有特點的光譜分布功率與之對應,而一定的光譜分布又對應某一特定的顏色。所以人們將一黑體加熱到不同溫度時所發出的光色來表征一個光源的顏色,稱為光源顏色溫度,簡稱色溫。例如:將黑體加熱到5000K,若某個光源發出的光色與此時黑體發出的光色相同時,則此光源的色溫就是 5000K。色溫單位與常用的等熱力溫標相同,也就是“開爾文”(符號K)。

有時候某個光源的色溫剛好不在黑體輻射的顏色溫度曲線上,我們把具有相同刺激的顏色與其最相似的黑體輻射體的溫度相比較,并處于一定的色差范圍內,我們把該色溫稱其為該光源的相關色溫。


光源色溫高好還是低好?

這個問題沒有絕對答案,因人、因時、因地、甚至因年齡而異。一般結合使用環境和功能,進行些個性化的選擇就OK。

色溫低的光色偏黃、橙,市場上習慣稱為暖白??赡芘c早晚霞、燭光產生的聯想和照明業宣稱引導有關,很多人會覺得溫馨、舒適、安逸、寧靜,所以在有些環境(比如臥室)和局部區域(比如背景墻、商品展示……)有人用來營造、烘托相應的氣氛和制造神秘感。

色溫高的光色偏白、白藍,市場上習慣稱為正白、冷白。其中符合要求(不是商家亂標)的正白光,光色性好,即和自然光照射下的物體的顏色接近和非常接近,適合工作、生活、運動環境的照明,特別是精細操作和需要辨別物體顏色的工作。


色溫對視覺功效有何影響?

人眼視覺功能的實現需要一定的光通量(光功率),表現在視覺作業面上要求達到一定的照度(亮度)。為了研究色溫與照度之間的關系,人們進行了大量的視我功效實驗(用視覺作業的速度和精確度來評價視覺能力),以弄清楚在相同的照度下用低色溫的光源(如白熾燈)和高色溫的光源(如日光色熒光燈)照明的視覺效果是否有差異。

實驗結果表明,熒光燈和白熾燈在601x以上時,視覺效果無差異,僅在101x時,似乎熒光燈比白熾燈的視覺效果略差。CIE提出要看清楚人臉部特征所需的最低亮度為1cd/m2,相當于201x的照度。101x沒有達到此要求,在該照度值下的視覺效果的比較是沒有意義的。


光源色溫多少K對眼睛好?

不同的工作環境應該使用不同的光源色溫。研究表明:

成人4000K色溫比較適合閱讀,使用4000~5000K色溫的LED光源臺燈是合適的,這會令人亢奮,工作積極;從孩子閱讀來說,一般一次閱讀時間不超過1個半小時,且多是晚上,故使用3000K~3500K色溫的光源是最適合的,含藍光少,不傷眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成長。

色溫太高的話發出的光源是很亮很白的,這跟普通的日光燈沒什么區別。最好是買4000K、4500K、5000K比較好。相對4000K的光比較黃,但也相對比較柔和。

不過如果要進行顏色對色,那么色溫6000K時,視覺最敏銳,可以幫助觀察者更加精準的判斷物品顏色。目前國內的標準光源D65其色溫就是6500K。


光源色溫越高照度越高嗎?

白熾燈和鹵鎢燈的色溫低,雖然顯色性好,但由于光效低,大部分能量轉化為熱能,隨著高光效的熒光燈、金鹵燈等氣體放電燈的應用及其顯色性的改善,一般不再用低光效的白熾燈和鹵鎢燈來實現要求達到的高照度,因為這樣不利于節約能耗。熒光燈原來采用鹵磷酸鹽熒光粉,只能做高色溫的燈管,后來采用稀土熒光粉才能做出低色溫的燈管。

隨著金鹵燈制造技術的不斷發展,目前已有3000K的低色溫金鹵燈,其光效高,顯色性好。用3000K的金鹵燈來照明達到較高的照度,人們的視覺效果良好,對光環境的感覺滿意。所以光源色溫的選擇并不取決于要求達到的照度的高低,“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點可以放棄了。


光源色溫越高光源越亮嗎?

色溫是照明光學中用于定義光源顏色的一個物理量。當色溫越高的時候,光源發出的顏色就越偏冷,大致是經歷一個紅——橙紅——黃——黃白——白——藍白的漸變過程。

亮度是指發光體(反光體)表面發光(反光)強弱的物理量。人眼從一個方向觀察光源,在這個方向上的光強與人眼所“見到”的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發光強度。亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人對光的強度的感受。它是一個主觀的量。與光照度不同的,由物理定義的客觀的相應的量是光強。這兩個量在一般的日常用語中往往被混淆。亮度也稱明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所決定的。

當然二者雖然沒有直接的關系,不過不同色溫的光源,給人的感覺是不一樣的,所以我們常常會以為色溫高的光源更“亮”。暖白的色溫是2700K~3300K暖白給人的感覺穩重、溫馨,冷白5500K-6500K則顯得“更刺眼”。


光源色溫的測定方法:

藍/紅比法通常用來測定一個光源的色溫。在這個方法中,改變標準光源(黑體或更通常的是經預先校準過的標準燈)的色溫,使其測得的被測光源和標準光源的藍/紅比相等、此時就認為被測光源的色溫等于標準光源的色溫。嚴格地講,這樣比較得到的是分布溫度,而不是色溫。雖然在通常情況下由于被測光源和標準光源具有相同或近似相同的分光能量分布、這種差別是不大重要的但是如果所比較的這兩種光源具有不相同的分光能量分布+最好還是講這是它的分布溫度、盡管這分布溫度和所使用的藍、紅波長范圍有關。因此,對于感光測定所用的儀器燈泡(鎢絲燈),可以用藍/紅比方法來標定燈泡的色溫。

取一只無色泡殼的鎢絲燈,由小到大逐漸升高燈電壓(電流),燈絲的溫度隨之也逐漸升高,我們可以看到發出的光有兩個變化,一個是燈絲的亮度越來越大;另一個是它發出的光的顏色也在變化,先是暗紅,然后變為紅、紅黃、黃白,最后變為白色。并且只要將燈電壓(或電流)每次都調到同一數值,也就是說燈絲被加熱到對應的同一溫度時,它發出的光亮度總是相同的,光顏色總是恒定的,且不同的溫度對應于不同的亮度,不同的顏色。不管燈絲點燃在什么溫度下,只要恰當改變黑體的溫度,總可以使得黑體發射光的顏色與鎢絲燈發射光的顏色相匹配。由此可見,對于象白熾鎢絲燈這一類型的光源,不僅它的光色和它白熾體的溫度有一對應的關系,而且在和黑體的光色相匹配的情況下,還和此時黑體的溫度有一一對應的關系。

由于燈源的色溫不同,它所發射的光的顏色也就不同,它的藍/紅比值也不同。因此,感光測定中所用的燈源的色溫將影響著感光測定數據的準確性,嚴重影響產品質量。