光源色溫、相關色溫及分布溫度什么意思？怎么測光源色溫？

色溫是評價光源顏色質量的一個重要指標，我們在談論某一光源的色溫時，經常會涉及到與此相關的幾個概念，分別是：光源色溫、相關色溫和分布溫度。鑒于許多的朋友對此不是很了，本文對光源色溫、相關色溫及分布溫度的含義及光源色溫測量與計算方法做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

光源色溫、相關色溫及分布溫度的含義：

1.光源色溫的含義

?如(ru)果一(yi)個光(guang)的顏色(se)（即光(guang)色(se)）與某一(yi)溫(wen)度(du)(du)下的黑體(ti)發射光(guang)的顏色(se)相同，那么(me)此時黑體(ti)的絕對(dui)溫(wen)度(du)(du)值就叫(jiao)做該光(guang)源的顏色(se)溫(wen)度(du)(du)，簡稱色(se)溫(wen)。

2.光源相關色溫的含義

在某一確定的均勻色度圖中，如果一個光源與某一溫度下的黑體具有最接近的光色<色品）、此時黑體的這個絕對溫度值就叫做該光源的相關色溫。

3.光源分布溫度的含義

光源(yuan)的(de)分布溫度的(de)定義 在某一(yi)波長范圍內[λ1，λ2]，如果一(yi)個(ge)光源(yuan)發出的(de)輻(fu)射與某一(yi)溫度下的(de)黑(hei)體具有最接近的(de)相對光譜輻(fu)射功率分布，那么此時(shi)黑(hei)體的(de)絕對溫度叫(jiao)做該光源(yuan)在該波長范圍內的(de)分布溫度。

光源色溫、相關色溫及分布溫度的區別：

從上述(shu)概(gai)念中，可以看出當(dang)光源發射(she)光的(de)(de)顏色(se)(se)和(he)黑體不(bu)同(tong)時，色(se)(se)溫的(de)(de)概(gai)念被(bei)擴大到更一(yi)般的(de)(de)“相關色(se)(se)溫”的(de)(de)概(gai)念。在(zai)(zai)色(se)(se)溫和(he)相關色(se)(se)溫的(de)(de)定義(yi)中，必(bi)須是(shi)(shi)對標準的(de)(de)色(se)(se)覺觀察者而言(yan)。因為不(bu)同(tong)的(de)(de)色(se)(se)覺觀察者。特別是(shi)(shi)具有色(se)(se)覺缺陷的(de)(de)觀察者在(zai)(zai)評價時，將(jiang)可能收到不(bu)同(tong)的(de)(de)結果(guo)。在(zai)(zai)相關色(se)(se)溫的(de)(de)定義(yi)中、必(bi)須規(gui)定出一(yi)個最(zui)合(he)適的(de)(de)，為大家(jia)所公認的(de)(de)均勻色(se)(se)度(du)(du)圖。對同(tong)一(yi)光源，由依據的(de)(de)均勻色(se)(se)度(du)(du)圖的(de)(de)不(bu)同(tong)，所求出的(de)(de)相關色(se)(se)溫也不(bu)同(tong)。現規(gui)定用CIE1960UCS色(se)(se)度(du)(du)圖。在(zai)(zai)上述(shu)定義(yi)中，都包(bao)括了人眼的(de)(de)色(se)(se)覺特性，因此(ci)，色(se)(se)溫和(he)相關色(se)(se)溫實際上是(shi)(shi)一(yi)個心理物(wu)理量。

光源的(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)和(he)分布(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)實際上(shang)(shang)是兩個完全不同(tong)的(de)(de)(de)概念。對(dui)于分布(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，不僅在(zai)可見光區(qu)(qu)，而對(dui)紅(hong)外區(qu)(qu)，紫外區(qu)(qu)也可能有(you)意義(yi)，對(dui)色(se)溫(wen)(wen)(wen)則只在(zai)可見光區(qu)(qu)有(you)意義(yi)。一般地講(jiang)，光源的(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)和(he)可見光區(qu)(qu)的(de)(de)(de)分布(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)數值上(shang)(shang)是不同(tong)的(de)(de)(de)，下文列出(chu)了幾種典型光源的(de)(de)(de)相(xiang)關色(se)溫(wen)(wen)(wen)和(he)分布(bu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)值：

鎢帶燈：相關色溫(wen)2060K；分(fen)布(bu)溫(wen)度2055K；

螺(luo)旋(xuan)鎢絲燈：相(xiang)關色(se)溫2032K；分布溫度(du)2030K；

碘鎢燈：相關(guan)色溫3048K；分(fen)布溫度3089K；

B光源(yuan)：相關(guan)色溫(wen)4874K；分(fen)布溫(wen)度(du)4651K；

C光源：相(xiang)關色(se)溫6774K；分布溫度(du)6215K；

D65晝光(guang)：相關色(se)溫(wen)6504K；分布溫(wen)度(du)6205K；

E光源：相關色(se)溫5455K；分布溫度5512K；

氙弧(hu)：相關色溫5689K；分(fen)布(bu)溫度5493K；

碳弧：相關(guan)色溫6344K；分布(bu)溫度6512K。

從上(shang)可(ke)以看出，CIE標準(zhun)光源B，C，E，D65、氙弧，碳(tan)弧等，它們的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關色溫(wen)和分(fen)布溫(wen)度值有(you)相(xiang)(xiang)當(dang)大的(de)(de)(de)區(qu)(qu)別(bie)、這(zhe)(zhe)是因為它們的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對光譜能量分(fen)布與黑體的(de)(de)(de)有(you)較(jiao)大的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。然而象白(bai)熾(chi)鎢絲燈這(zhe)(zhe)樣一(yi)類的(de)(de)(de)光源，由(you)(you)于它的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對光譜能量分(fen)布與黑體的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)差(cha)很小(xiao)，因而它的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關色溫(wen)值與可(ke)見區(qu)(qu)的(de)(de)(de)分(fen)布溫(wen)度相(xiang)(xiang)差(cha)也(ye)很小(xiao)（碳(tan)，鎢燈除外），一(yi)般差(cha)別(bie)在2——5K左右(you)。事實上(shang)，由(you)(you)于光譜能量分(fen)布測量誤差(cha)的(de)(de)(de)存(cun)在，要(yao)區(qu)(qu)分(fen)這(zhe)(zhe)個(ge)差(cha)別(bie)也(ye)是沒(mei)有(you)意義的(de)(de)(de)。

光源色溫的測定方法：

藍(lan)/紅(hong)比(bi)法通(tong)常用來測(ce)(ce)定(ding)一個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)。在這個(ge)方法中，改變標(biao)準(zhun)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)（黑(hei)體或更通(tong)常的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)經預先校(xiao)準(zhun)過的(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)燈(deng)(deng)）的(de)(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)，使其測(ce)(ce)得(de)的(de)(de)(de)(de)被測(ce)(ce)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)和(he)標(biao)準(zhun)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)藍(lan)/紅(hong)比(bi)相等(deng)、此時(shi)就認(ren)為被測(ce)(ce)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)等(deng)于(yu)標(biao)準(zhun)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)。嚴格地講，這樣比(bi)較(jiao)得(de)到的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)分布溫(wen)(wen)(wen)度，而不(bu)是(shi)(shi)色(se)溫(wen)(wen)(wen)。雖然在通(tong)常情況下由于(yu)被測(ce)(ce)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)和(he)標(biao)準(zhun)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)具有相同(tong)或近似相同(tong)的(de)(de)(de)(de)分光(guang)(guang)(guang)(guang)能量(liang)分布、這種(zhong)差(cha)別(bie)是(shi)(shi)不(bu)大重要(yao)的(de)(de)(de)(de)但(dan)是(shi)(shi)如果所(suo)比(bi)較(jiao)的(de)(de)(de)(de)這兩種(zhong)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)具有不(bu)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)分光(guang)(guang)(guang)(guang)能量(liang)分布+最好(hao)還是(shi)(shi)講這是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)(de)(de)分布溫(wen)(wen)(wen)度、盡管這分布溫(wen)(wen)(wen)度和(he)所(suo)使用的(de)(de)(de)(de)藍(lan)、紅(hong)波長(chang)范圍有關。因此，對于(yu)感光(guang)(guang)(guang)(guang)測(ce)(ce)定(ding)所(suo)用的(de)(de)(de)(de)儀器燈(deng)(deng)泡(pao)（鎢(wu)絲(si)燈(deng)(deng)），可(ke)以用藍(lan)/紅(hong)比(bi)方法來標(biao)定(ding)燈(deng)(deng)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)色(se)溫(wen)(wen)(wen)。

取一(yi)(yi)(yi)只無色(se)(se)(se)泡殼的(de)(de)(de)(de)鎢絲(si)燈(deng)，由小到(dao)大逐漸(jian)升高燈(deng)電壓（電流(liu)），燈(deng)絲(si)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)隨(sui)之也(ye)逐漸(jian)升高，我(wo)們可(ke)(ke)以看到(dao)發出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)光有(you)(you)(you)兩(liang)個(ge)變(bian)(bian)化(hua)，一(yi)(yi)(yi)個(ge)是(shi)燈(deng)絲(si)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)越(yue)來越(yue)大；另一(yi)(yi)(yi)個(ge)是(shi)它(ta)發出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)光的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)也(ye)在變(bian)(bian)化(hua)，先是(shi)暗紅(hong)(hong)，然后(hou)(hou)變(bian)(bian)為(wei)紅(hong)(hong)、紅(hong)(hong)黃(huang)、黃(huang)白(bai)(bai)，最后(hou)(hou)變(bian)(bian)為(wei)白(bai)(bai)色(se)(se)(se)。并(bing)且只要將(jiang)燈(deng)電壓（或電流(liu)）每次都調到(dao)同(tong)一(yi)(yi)(yi)數(shu)值，也(ye)就(jiu)是(shi)說燈(deng)絲(si)被加熱到(dao)對(dui)(dui)(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)同(tong)一(yi)(yi)(yi)溫(wen)度(du)時，它(ta)發出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)光亮(liang)度(du)總(zong)是(shi)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)，光顏(yan)色(se)(se)(se)總(zong)是(shi)恒(heng)定(ding)的(de)(de)(de)(de)，且不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)對(dui)(dui)(dui)應(ying)(ying)于不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)。不(bu)(bu)管(guan)燈(deng)絲(si)點燃在什么溫(wen)度(du)下，只要恰當改變(bian)(bian)黑體的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)，總(zong)可(ke)(ke)以使得(de)黑體發射光的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)與鎢絲(si)燈(deng)發射光的(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)相匹配。由此可(ke)(ke)見，對(dui)(dui)(dui)于象(xiang)白(bai)(bai)熾鎢絲(si)燈(deng)這一(yi)(yi)(yi)類型(xing)的(de)(de)(de)(de)光源(yuan)，不(bu)(bu)僅它(ta)的(de)(de)(de)(de)光色(se)(se)(se)和(he)它(ta)白(bai)(bai)熾體的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)有(you)(you)(you)一(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)關系，而(er)且在和(he)黑體的(de)(de)(de)(de)光色(se)(se)(se)相匹配的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，還和(he)此時黑體的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)有(you)(you)(you)一(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)對(dui)(dui)(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)關系。

由于燈源的(de)(de)(de)(de)色(se)溫不同(tong)，它(ta)所發(fa)射的(de)(de)(de)(de)光的(de)(de)(de)(de)顏色(se)也就不同(tong)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)藍/紅比值也不同(tong)。因此，感光測定中所用的(de)(de)(de)(de)燈源的(de)(de)(de)(de)色(se)溫將影響(xiang)著感光測定數據的(de)(de)(de)(de)準確(que)性，嚴(yan)重(zhong)影響(xiang)產品(pin)質量(liang)。

光源色溫的計算方法：

光源色(se)(se)溫(wen)分為絕對色(se)(se)溫(wen)和相關色(se)(se)溫(wen)。不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)(de)色(se)(se)溫(wen)的(de)(de)計(ji)算方(fang)法是(shi)不(bu)同(tong)的(de)(de)，下文(wen)主要對相關色(se)(se)溫(wen)的(de)(de)計(ji)算方(fang)法進(jin)行介紹。

目前已經提出了幾種比較典型的相關色溫的計算方法，包括：三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等，這幾種方法雖然計算精確，但計算過程復雜，計算量大。為了更加高效準確地計算出相關色溫，Macadam、J.Smith等人提(ti)出(chu)了(le)幾種計算(suan)相(xiang)關(guan)色溫的經驗公式。

Tamaru等人提出的相(xiang)關(guan)色(se)溫計算公式為：

式中n=（x-0.332）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的(de)色坐標。

J.Smith等人(ren)提(ti)出的(de)相關(guan)色溫計算公式為：

式(shi)中n=（x-0.3320）/（0.1858-y），x、y為CIE-1931的色坐標。

上(shang)述(shu)三種(zhong)經(jing)(jing)驗(yan)公(gong)式(shi)均可以直接計算(suan)出已知(zhi)色(se)品(pin)坐(zuo)標光(guang)(guang)源的相關(guan)色(se)溫，且計算(suan)快速(su)、準確(que)。對(dui)于多基色(se)混合(he)光(guang)(guang)，其色(se)品(pin)坐(zuo)標只能落在混合(he)光(guang)(guang)圍成的色(se)品(pin)坐(zuo)標的連線區域內(nei)，故(gu)上(shang)述(shu)經(jing)(jing)驗(yan)公(gong)式(shi)也可以用混合(he)光(guang)(guang)相關(guan)色(se)溫的計算(suan)。