色彩学第5章 光源的色度学
光度学与色度学
§2-1
选定三原色
1、其中任何一种原色不能被其他两种原色匹配
2、三色之间的光谱间隔大，匹配色覆盖的颜色最多
3、容易实现
CIE确定：
Red
Green
Blue
nm
700
546.1
435.8
为标准三原色
这样規定的原因是上述三者都比较容易精确地产生出
來。是采用汞弧光谱中经滤波后的单一谱线获得，色度 稳定而准确，配出彩色也较多。
x(）0.06.469609rr07((） ）10..1331204g0g(0(） ） 01..220000b06(b(3） ） y(）00..16766699rr7(7(） ）10..18312244gg00((） ）10..20010066bb(3(3） ） z(）0.06.060609rr07((） ）10..1031204g0g(0(） ） 01..929000b06(b(3） ）
y ()
y ()
• 由CIE1931XYZ系统色品图可知：
• 光谱轨迹曲线以及链接光谱轨迹两端 的直线所构成的马蹄形内，包含了所有
物理上能实现的颜色（只要选取适当的 原色）
•
人的视觉不能区分700~770nm的
光谱色的差别，所以他们有相同的色品
坐标点。
•
540~700nm的光谱轨700nm的
• 代入上式得：
•
0.9399r+4.5306g+ 0.0601=0
• XY直线为： r+0.99g-1=0
• YZ直线为：1.45r+0.55g+1=0
X、Y、Z 三点在rg图中的坐标是： X：r = 1.2750，g = - 0.2778，b = 0.0028 Y：r = -1.7392，g = 2.7671，b = - 0.0279 Z：r = - 0.7431，g = 0.1409，b = 1.6022 在1931 CIE-XYZ 色度图中，等能的白光，
《光度学与色度学》课件
光源的颜色混合：不同颜色的光源混合后，会产生新的颜色
光源的匹配：根据色度学原理，选择合适的光源进行匹配，以达到理想的照明效果
光源的色度学特性：光源的颜色、亮度、色温等特性，对色度学研究具有重要意义
光源的颜色混合与匹配的应用：在照明设计、摄影、电影制作等领域，光源的颜色混合与匹 配具有广泛的应用。
物体对光的反射与 吸收
光通量：表示光源发光能力的物理量 发光强度：表示光源在单位立体角内发出的光通量 照度：表示单位面积上接收到的光通量 亮度：表示单位面积上发出的光通量 色温：表示光源的颜色特性，单位为K（开尔文） 显色指数：表示光源对物体颜色的还原能力，数值越高，颜色还原越真
实
光度学基本概 念：光度学是 研究光的强度、 亮度和色度的
机遇：随着科技的 发展，光度学与色 度学在多个领域都 有广泛的应用前景
机遇：随着人们对生 活质量的要求不断提 高，光度学与色度学 在照明、显示等领域 的需求将持续增长
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汇报人：
色度学基本概念
色相：颜色的基本属性，如红色、蓝色、绿色等 饱和度：颜色的纯度，即颜色的鲜艳程度 明度：颜色的亮度，即颜色的深浅程度
颜色混合：将两种或多种颜色 混合在一起，形成新的颜色
颜色匹配：将两种或多种颜色 混合在一起，形成新的颜色
颜色混合原理：根据光的叠加 原理，将不同颜色的光混合在
一起，形成新的颜色
科学
光度量之间的 关系：光度学 中，光度、亮 度和色度之间 存在一定的关
系
光度与亮度的 关系：光度是 光源发出的光 通量，亮度是 观察者接收到
的光通量
光度与色度的关 系：光度与色度 之间没有直接的 关系，但色度会 影响观察者对光
度的感知
色度学
以上为转载文章基本概念色彩构成三要素：光源、被照射物体、可感觉色的眼睛和头脑（光源、物体、观测者）。
光源光源：宇宙间主要光源为太阳，会产生电磁波的振动，向四周传达光与热，其中一小段的电磁波为人眼可见，称为可见光。
被照射物体1.透射（Transmission）：透射是入射光经过折射穿过物体的现象，被透射之物体为透明体或是半透明体。
若是无色的物体，除了少数光从物体的两个表面反射外，大多数光是透射过物体。
2.吸收（Absorption）：当入射光照射在物体上，此物体会吸收部份可见光而显示出颜色；如果吸收全部的光则会呈现黑色；意即我们能看到物体的颜色是要光源含有该颜色，而被照射的物体反射出该颜色如此人眼才能看见该物体的颜色。
3.反射：（Reflection）：⏹镜面反射（Specular reflection）：发生于平而光滑的表面上，当光以某种角度射在平面上，则以同角度反射其光，物体的光泽是来自镜面反射。
⏹扩散反射（Diffuse reflection）：一般发生于粗糙表面上，入射光以很多不同的角度被反射，此扩散反射能显示物体的形状、大小、颜色和组织构造。
⏹大多数的透明体及不透明体的平滑表面，同时具有镜面反射和来自表面下散射的扩散反射。
4.散射（Scattering）：散射是指光被细粒子紊乱转向的现象，例如天空的青蓝色和云的白色都是散射的结果；当有足够的散射时，我们可以说光从物质被扩散反射。
可感觉颜色的眼睛与头脑1.眼睛与头脑：最重要的色彩侦测器是眼睛、神经系统及头脑。
眼睛中最重要的感光部份是网膜；而网膜中有杆状体（rod）及圆锥体（cones），其中圆锥体对不同波长的光有不同的分光感应曲线，因此要取代眼睛的侦测器也要有分光感应曲线的功能。
2.刺激值：将色产生的三要素联合起来就是色的信号或刺激（stimulus）。
头脑能将此刺激值转变成色的感觉，意即将照明光源光谱能量分布曲线乘以物体的分光反射率分曲线再乘以侦测器（或眼睛）的分光感应曲线就能得到色的刺激值。
光学第5章光度学和色度学
三种色，只要其中的每一种色都不能用其它两色配得 就可以组成三基色。
光学第5章光度学和色度学
实验发现：人眼的视觉响应取决于红、绿、蓝 三分量的代数和。
它们的比例决定了彩色视觉。 亮度在数量上等于三基色的总和。 由于人眼的这一特性，可在色度学中应用代数
2. 发光强度和光亮度 描述光源发光能力大小的物理量
发光强度: 点光源
点光源在某一方向上，在单位立体角内发出的光通量。 单位：坎德拉，光学基本量，七个基本单位之一。 单位：坎德拉：cd
光亮度: 有限尺寸发光体，面光源 表5-1
单位： cd/m2
面光源：实际光源、或实际光源的像、或漫反射 体(本身不发光，受光照后)
i1i2,d 1d 2
故：
d1 d
L1 L
L1 L 对于两透明介质表面，
1
故： L1 L
光学第5章光度学和色度学
对于折射光束： d' L'cois'd'dA d LcoisddA
dd1d' L'1Lnn'22
d'1d
光通过光学系统时的光能损失： 两透明介质界面上的反射损失 介质吸收 反射面的光能损失
设入射光的光亮度为L，由于在入射过程中，自 光源到入射面类似于元光管，故其亮度不变。
L d cosdAd
或：dLcoisdAd 入射的光通量
反、折射的光通量：
d1L1coi1dsA 1d d'L'coi'd s A 'd
L1, L' 分别是反、折射的光亮度 光学第5章光度学和色度学
对于反射光波，
光学第5章光度学和色度学
【精选】色度学、色坐标,色温,容差,显色指数
色坐标，色温，容差，显色指数是什么关系?该如何控制?2700K X:0.463 Y:0.420 4000K X:0.380 Y:0.3805000K X:0.346 Y:0.359 6400K X:0.313 Y:0.337色坐标反映的是被测灯管颜色在色品图中的位置,他是利用数学方法来表示颜色的基本参数。
色温就是说灯管在某一温度T下所呈现出的颜色与黑体在某一温度T0下的颜色相同时,则把黑体此时的温度T0定义为灯管的色温。
容差是表征的是光源色品坐标偏离标准坐标点的差异,是光源颜色一致性性能的体现.显色指数实际上就是显示物体真实颜色的能力，这里的真实颜色指的是在太阳光下照射所反映出的颜色。
显色指数与色温是有关系的，一般而言，色温越低显色指数越高，白炽灯就是100，节能灯通常在75-90之间。
显色指数反映了照明体复现颜色的能力,根据人们的生活习惯,认为日光下看到的颜色为物体的真实颜色.色坐标和容差\色温是有关系的,坐标确定后容差和色温也就确定.但他们和现色指数无关.控制它们主要是要稳定制灯工艺,特别是粉层厚薄和真空度,充氩量.然后用荧光粉进行调配,不要随意更换荧光粉厂家.色坐标与色容差是有关系的，色坐标是根据色标图而算出来的，色差就是实际测出的色坐标与标准的差。
色差大从一方面来说也就是你的灯管的稳定性怎么样，以我的经验，你可以去检查一下氩气是否达到工艺要求(氩气适当多一些可增强灯管的一致性)，由于T5是自动圆排机，所以也要检查一下系统的真空度是否良好(真空度差也会使颜色产生较大的差异，最后去测一下，圆排机烘箱的上下端温度差是否在40以内。
白光LED光通量随色坐标增大而增加研究了在蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光LED方法中,色坐标位置对光通量的影响。
在同样蓝光功率条件下,我们对标准白光点(色坐标x=0.33±0.05,y=0.33±0.05)附近不同色坐标位置的光通量进行了计算。
假设(0.325,0.332)位置流明效率为100 lm/W,计算得出,最大光通量对应的色坐标位置为(0.35,0.38),光通量为112 lm;最小光通量对应的色坐标位置为(0.29,0.28),光通量为93.5 lm。
色彩学第5章 光源的色度学
黑体
温度一定 辐射光谱分布一定 颜色一定
黑体轨迹（普 朗克轨迹）
色温的概念 色温——色温的概念
不同的光源其所发光的光谱功率分布有很大 差异，随之而来光源的光色也各不相同。我们 将光源的光与黑体的光相比较来描述它的光色。
色温：当某种光源的色度(坐标)与某一温度下
的黑体色度(坐标)相同时，就称此时黑体的温 度为该光源的颜色温度，简称色温，用符号Tc 表示，单位为开尔文，用“K”表示。
几种人工光源的一般显色指数 光源名称 白炽灯(500瓦) CIE 色度坐标 x 0.447 y 0.408 u 0.255 v 0.350 相关色温(k) 2900 一般显色指数 Ra 95~100
碘钨灯(500瓦)
x 0.458 u 0.261 y 0.411 v 0.351 x 0.409 y 0.391 x 0.310 y 0.339 x 0.334 y 0.412 x 0.378 y 0.434 x 0.369 y 0.367 u 0.237 v 0.342 u 0.192 v 0.315 u 0.184 v 0.340 u 0.203 v 0.349 u 0.222 v 0.330
Illuminant D65 Daylight
400 500 600 700
Illuminant A Incandescent
400 500 600 700
Illuminant F2 Cool White Fluorescent
400 500 600 700
第三节
光源的显色性
光源的显色性是光源颜色特性的又一方面， 即物体在光源照明下所呈现颜色的真实性。 真实的标准：日光下和火光下 日光和火光都是连续光谱，尽管其光谱功 率分布和色温存在很大差异，但在这种自然光 条件下，人眼的辨色能力依然是准确的。 白炽灯的光谱分布与火光类似，显色性很好。 具有与白炽灯和日光相似的连续光谱的光源均有 较好的显色性。
《光源的色度学》幻灯片
色温用绝对温度表示，单位是K。
一、标准照明体 为了统一颜色测量的标准，CIE推荐四种标准照明体A、
B、C、D。 标准照明体是指特定的光谱功率分布。这一光谱功率
分布不是必须由一个光源直接提供，也不一定能用光源 来实现。
CIE标准照明体A、B、C由标准光源A、B、C来实现， 则两者的相对光谱功率分布应接近一致。标准照明体D, 目前还不能由真实的光源准确地实现,国际上正在研究具 有标准照明体D相对光谱功率分布的标准光源。
《光源的色度学》幻灯片
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第一节 光源的色温
一、绝对黑体
不同的光源有着不同的光谱能量分布，同时不同的光谱能 量分布又决定着光源有不同的颜色。光源的颜色特性取决于 发出的光线中不同波长的相对能量的比例。光源的光谱分布 既是它本身光色的的决定因素，又是影响物体呈色的重要因 素之一。
有了色温的概念，对于表达光源的光色提供了一个 有效的方法。但是仅靠色温并不能完全准确地表达所有 光源的光色。一般来说，当光源的加热情况与黑体的加 热情况相似时，光源的光色变化是根本符合黑体轨迹的。 比方白炽灯这一热辐射式的光源，当灯的钨丝通过电流 加热时，近似黑体的加热情况，所以色温对白炽灯光源 的表达恰如其分。但是有很多光源，其色度不一定能与 黑体加热时的色度完全一样，因此只能用与之最接近的 黑体的温度的色温来确定光源的色温。通过这种方法确 定的色温称之为相关色温。
色度学
Y k S ( ) ( ) y ( ) d
Z k S ( ) ( ) z ( ) d
S ( ) : 光源光譜功率分佈 ( ) : 物體反射率 k : 調整因數
物体色度坐标：
x
X X Y Z
,y
Y X Y Z
X= (1) ( ) x( )d =
即满足
Y= (1) Z= (1)
( ) y( )d = ( ) z( )d =
(2) ( ) x( )d
(2)
( ) y( )d
(2)
( ) z( )d
条件:
( ) = ( ) S( )
L* 116 (
适用于量测自发光物体
例如 : 含荧光物质
Y 13 Y ) 16 , 0.01 Y0 Y0
' ' u* 13L* (u ' u0 ) , v* 13L* (v ' v0 )
4X 9Y , v' X 15Y 3Z X 15Y 3Z 4X0 9Y0 ' ' u0 , v0 X 0 15Y0 3Z 0 X 0 15Y0 3Z 0 u'
吸收.反射.透射
1.3物体光的刺激后，视网膜的兴奋传到大脑中枢而
产生的感觉。因此颜色与人的生理状况和心理情绪有关。颜色
是主观量而非客观量。 • • • 光源的类型（日光，灯光）及性质。 被照明物体的性质（组成成分）及状态（表面光洁度）。 观察者所处的周围环境（明暗程度），照明条件，观察角度。
2.1如何看到颜色
至20世纪70年代后，三色 所证实。例如，有人用不超过 的细小单色光束，逐个检查并 的光谱吸收曲线，发现视网膜 收光谱，其峰值分别在564nm 处，相当于红、绿、蓝三色光 用微电极记录单个视锥细胞感 也观察到不同单色光引起的超 的幅度在不同的视锥细胞是不 情况也符合三色学说。
包装色彩学5光源的色度学
包装色彩学：5光源的色度学在包装设计中，色彩是一个非常重要的因素，对于产品的印象和吸引力有着至关重要的作用。
了解色彩学在包装设计中的应用是至关重要的。
在本文中，我们将介绍包装色彩学中的一个重要概念——5光源的色度学。
1. 色彩的重要性色彩在包装设计中的重要性无法忽视。
人类对色彩的感知与情绪和认知有着密切的关系，适当的色彩可以传达产品的特点和价值，并引起消费者的兴趣和情感共鸣。
因此，在包装设计中选择正确的色彩是至关重要的。
2. 光源对色彩的影响在包装设计中，我们不能忽视光源对色彩的影响。
不同的光源会对色彩产生不同的影响，这是因为不同光源的光谱分布不同。
常见的光源包括自然光、白炽灯、荧光灯、LED灯等。
3. 5光源的色度学5光源的色度学是一种用于描述和比较色彩的方法，其中包括了常见的5种光源的光谱数据，分别是D50、D55、D65、D75和F11。
这些光源代表了不同的光源类型和工作条件。
3.1 D50D50是一种模拟自然光的光源，它具有类似于正午阳光的光谱分布。
D50的色温约为5000K，对于一些需要还原自然光效果的产品非常适用，比如户外用品和食品包装。
D55是一种适合在阴天环境使用的光源，它的色温约为5500K，比D50略高。
D55的色温较高，会对色彩产生一定的影响，因此在包装设计中需要慎重考虑其使用情况。
3.3 D65D65是一种常见的标准光源，它的色温约为6500K，为白天室内光源的色温。
大多数包装设计师在使用标准光源进行色彩校正时，会选择D65作为参考光源。
3.4 D75D75是一种类似于午后阳光的光源，它的色温约为7500K，略高于D65。
在某些特定的场合，比如展览和户外广告，D75可能会作为参考光源。
F11是一种荧光灯光源，它的光谱分布与传统的荧光灯相似。
荧光灯的色温较低，对色彩的还原度较差，因此在包装设计中需要谨慎使用。
4. 如何应用5光源的色度学在包装设计中，我们可以使用5光源的色度学来进行色彩校正和评估。
第五章【CIE色度学系统】
三、色品坐标与色品图
在色度学中不是直接利用三原色数量（三刺激值）来表
示颜色，而是用三原色各自在（R+G+B）总量中的比例来表
示颜色。
三原色各自在R+G+B总量中的相对比例叫做色品坐标。 某一颜色的色品坐标可分别用r、g、b表示。
r=R/R+G+B ;g=G/R+G+B ；b=B/R+G+B
由于r+g+b=1,所以只用r和g便可以表示一个颜色。
2.比较精确的颜色匹配是用色光来实现的。 如下图，在图的左方有一白色屏幕，中间由一黑挡板隔开。在挡板上
方，是R、G、B三原色光照在屏幕的上半部，光强度可调节；下方待测色光
，照在屏幕的下半部。屏幕上反射出的光通过一个小孔到达右方观察者的 眼中，在小观察孔的周围还有一定范围的白色背景板。图中右上方有一光
第三节
CIE1931 RGB色度系统
CIE-RGB光谱三刺激值，是CIE以317位正常视觉者，用 三原色色光红、绿、蓝对等能光谱色，从380nm到780nm所 进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。实验结果得到的每 一波长λ的等能光谱色，所需的红、绿、蓝三原色的数量， 称为光谱三刺激值，全部光谱三刺激值又称为“标准色度观
点来看，就是该三原色是相互独立的，任何一个原色均不能由 其余两个原色混合匹配产生。三个原色相互独立，任何一个原 色的单位矢量其长度与三原色的单位量相对应，可采用不同的 方法来确定。
在上述内容中，出现了负的刺激值。负刺激值对于颜色
匹配的影响很特殊。例如：色彩三刺激值R=3，G=4，B=4，匹 配产生淡青色；色彩三刺激值R=-3，G=4，B=4，匹配产生饱 和青色。要产生饱和青色，需要4个单位绿色和4个单位蓝色， 再减去3个单位的红原色。
光源的色度学
4.1 光源的色温 4.1.1 光源的光谱分布
• 光源的能量辐射随波长变化的关系称为 光源的光谱功率分布 • 光源的光谱分布决定了光源的颜色性能 • 光源的光谱分布分为：
连续光谱 带状或线状光谱 混合光谱
BIGC liuhaoxue@
光源光谱分布的类型
连续光谱分布
带状光谱分布
标准照明体D：代表各种时相的日光的相对光谱功 率分布，又名典型日光或重组日光。
BIGC liuhaoxue@
几种标准照明体的光谱分布
标准照明体A
标准照明体B 标准照明体C
标准照明体D65
BIGC liuhaoxue@
Illuminant D65 Daylight
1900
20~25
BIGC liuhaoxue@
4.4 印刷的照明条件
• 观察反射样品：
光谱分布：D65 亮度：500——1500 lx 显色指数Ra>90
• 观察透射样品：
光谱分布：D50 亮度： 1500 lx 显色指数Ra>90
BIGC liuhaoxue@
第四章 光源的色度学
BIGC liuhaoxue@
本章要点
• • • • • 理解标准照明体与标准光源的概念 掌握CIE标准照明体的种类和意义 掌握光源色温的定义和意义 掌握光源显色指数的意义 理解印刷行业标准照明和观察条件
BIGC liuhaoxue@
混合光谱分布
BIGC liuhaoxue@
不 同 光 谱 分 布 光 源 的 照 明 效 果
BIGC liuhaoxue@
光谱分布是表征光源颜色特性 的最基本参数
• 一般来说，连续光谱的光源颜色特性 最好，带状或线状光谱的颜色性能最 差 • 实际应用中，光源的光谱特性使用不 方便，使用光源的发光颜色和显色性 两个参数来表示光源的颜色特性
色彩学第5章 光源的色度学PPT课件
80
40
400
500
600
700
波长（nm）
白炽灯光 日光
荧光灯光 红宝石激光
11
5.1 光源的颜色特性
相关色温：由于光源的色度坐标并不恰好落在黑体轨迹上，所 以只能用光源与黑体轨迹最接近的颜色来确定该光源的色温， 这样确定的色温叫做相关色温。
例如：图中光源B的色度点最接近黑体加热到4874K时的色 度点，所以光源B的相关色温就定为4874K。 注意：色温只是一种描述光源颜色的量值，色温相同的光源 它们的光谱组成可能会有很大的不同。另外，它与光源本身 的温度无关。
对于一定温度的黑体，必须有一定的光谱分布功率对 应，一定的光谱分布又对应一定的颜色。
6
5.1 光源的颜色特性
黑体特性：达到热平衡时，辐射的光谱能量分布E(λ,T) 是固定的。
普朗克公式
E(,T)d5[exp(C C 12 d/T1)]
C1=3.74150×10-16 W·m2 m·K
C2=1.4388×10-2
第五章 光源的色度学
5.1 光源的颜色特性 5.2 CIE标准照明体和标准光源 5.3 光源的显色性 5.4 印刷行业的标准照明条件
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2
第五章 光源的色度学
5.1 光源的颜色特性
17
5.2 CIE标准照明体
实际参考：色光科学家测定夏至的陆地和海滨两区 域正午时分的日光色温为5000K和5500K ；蜡烛色 温一般在1800K,白炽灯在3000K（相当于早晨和黄 昏）,晴天为5200K,阳பைடு நூலகம்直射下5000K,阴天下65009000K,深蓝的天空可以到20000K或以上
《色彩色度学》考研大纲和参考书目
《色彩色度学》考研大纲和参考书目《色彩色度学》考研大纲和参考书目参考教材：《印刷色彩学》，刘武辉等编，化学工业出版社，年月第二版第一章光与颜色视觉颜色的基本概念和颜色视觉的形成。
包括：颜色的基本概念；色与光的关系；颜色的分类；颜色的基本属性。
第二章颜色视觉形成颜色视觉形成机理。
包括：颜色视觉的生理基础；人眼的视觉功能；影响颜色视觉的因素；颜色视觉形成的理论；人眼视觉现象。
本章的重点是颜色视觉形成的理论。
第三章颜色的基本性质颜色的基本性质。
包括：颜色的三属性，颜色的分类，色彩的调和。
第四章颜色混合规律颜色混合的基本规律。
包括：色光的加色法混合；色料的减色法混合，以及加色法和减色法的关系。
第五章色度学系统本章是考试的重点之一。
包括：颜色的匹配；色度系统；色度系统；色度计算方法；颜色色差计算与均匀色度空间；同色异谱现象，等等。
第六章颜色的显色表示法本章的重点是孟塞尔颜色立体。
包括：孟塞尔颜色立体表示颜色的方法和基本概念，孟塞尔新标系统，以及印刷及设计用色谱。
第七章光源的色度学光源的色度学。
包括：光源的色温；标准照明体与标准光源；光源的显色性，以及光源显色指数的定量评价。
第八章印刷色彩印刷分色原理；网点呈色机理；调幅加网与调频加网的基本参数；聂格伯尔方程；彩色印刷与颜色密度。
第九章计算机颜色的表示方法要求能够掌握参考书中阐述的主要颜色模式，例如：颜色模式、颜色模式、颜色模式等。
第十章颜色测量本章是考试的重点之一。
要求掌握基本测色仪器（如分光光度计和密度计）的基本测试原理，使用方法，以及对测得的数据分析和应用。
第十一章色彩管理本章是考试的重点之一。
包括：色彩管理的基本概念和主要要素；色彩管理技术；常用的色彩管理软件以及色彩管理的基本流程。
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1000±250lx
用２～３根 高显色性荧 光灯管的灯 箱实现
观察透射原稿的条件
5.4 印刷标准照明条件
5.4.3
观察条件
可避免灯 光的镜面反射 光进入观察者 的眼睛
(1) 观察反射样品
观察反射样品的首选观察条件
5.4 印刷标准照明条件
光源到观察 面的距离不相等， 有可能产生照明 不均匀的情况
观察反射样品的替代观察条件
5.2 CIE标准照明体
第五章 光源的色度学
5.2 CIE标准照明体和标准光源
5.2 CIE标准照明体
标准照明体:指特定的光谱功率分布，这一光谱功率分 布仅是一种规定，不必由一个光源直接提供，也不一 定能真正实现。 标准光源：是实现标准照明体的相对光谱功率分布的 物理发光体，是模拟标准照明体的光源。
5.3 光源的显色性
三基色荧光灯：450nm（蓝光）,540nm（绿 光）,610nm（橘红光） 干扰波长：500nm，580nm
5.3 光源的显色性
光源显色性的评价
将待测光源下与参照标准光源下标准样品的颜色相比 较，偏差越小，则待测光源的显色性越好。 待测光源色温<5000K时，用完全辐射体(黑体)作参照标准 光源； 待测光源色温>5000K时，用标准照明体D作为参照标准光源。 参照光源的显色指数Ra=100，当待测光源下与参照标 准光源下的标准样品颜色相同时，则此光源的显色指数为 100，显色性最好。反之，颜色差异越大，显色指数越低。
特殊显色指数
Ri 100 4.6E 1 8 Ra Ri 8 i 1
一般显色指数
5.3 光源的显色性
几种人工光源的一般显色指数 光源名称 白炽灯(500瓦) 碘钨灯(500瓦) CIE 色度坐标 x 0.447 y 0.408 u 0.255 v 0.350 相关色温(k) 2900 2700 一般显色指数 Ra 95~100 95~100
第五章 光源的色度学
5.1 5.2 5.3 5.4 光源的颜色特性 CIE标准照明体和标准光源 光源的显色性 印刷行业的标准照明条件
第五章 光源的色度学
5.1 光源的颜色特性
5.1 光源的颜色特性
5.1
光源的颜色特性
5.1.1 黑体 5.1.2 光源色温 5.1.3 相关色温
5.1 光源的颜色特性
溴钨灯(500瓦)
荧光灯(日光色40瓦) 外镇高压汞灯(400瓦) 内镇高压汞灯(450瓦) 镝灯(1000瓦)
3400
6600 5500 4400 4300
95~100
70~80 30~40 30~40 85~95
高压钠灯(400瓦)
x 0.516 u 0.311 y 0.389 v 0.352
1900
5.4 印刷标准照明条件
(2) 观察透射样品
灰色挡光材料
原稿
5.4 印刷标准照明条件
5.4.4
观察样品时的环境色和背景色
（1）观察环境四周的颜色应该是浅灰色或白色，当带有彩 色的环境光不可避免时，应设法将看版台用浅灰色的挡板隔 离开或将环境光限制到很弱。 （2）观察样品的背景颜色应该是灰色或浅灰色，避免彩色 对样品颜色的干扰。
戴维斯 —吉伯逊液体滤光器：用硫酸钠，甘露醇吡啶，蒸馏水；或 硫酸钻胺，硫酸钠，硫酸，蒸馏水等不同的分量配合而成。
Illuminant D65 Daylight
400 500 600 700
Illuminant A Incandescent
400 500 600 700
Illuminant F2 Cool White Fluorescent
光源自身的颜色：用三刺激值、色温来 光源的颜色特性 评价 光源的显色性：用一般显色指数Ra评 价
5.1 光源的颜色特性
5.1.1 黑体
黑体：在任何温度下能完全吸收照射其上辐射能的物 体。 对于一定温度的黑体，必须有一定的光谱分布功率对 应，一定的光谱分布又对应一定的颜色。
5.1 光源的颜色特性
黑体特性：达到热平衡时，辐射的光谱能量分布E(λ,T) 是固定的。 普朗克公式
C1d E ( , T ) d 5 [exp(C2 / T 1)]
C1=3.74150×10-16 W· m2 C2=1.4388×10-2 m· K
5.1 光源的颜色特性
黑 体（红—黄—白—蓝） 温度一定 辐射光谱分布一定
5.4 印刷标准照明条件
5.4.2
照明条件
(1) 反射样品照明条件 •照度均匀度〉80%的漫射光 •５００～１５００lx 亮调为主 暗调为主
•２～４根高显色性荧光灯灯管，灯管上加装反射灯罩和 漫散射隔板或毛玻璃，观察面上方１m～1.5m。 •北窗下的日光
5.4 印刷标准照明条件
(2) 透射样品的照明条件
习
题
1.黑体有何特性？为什么用黑体的温度来说明光源的 颜色？
2.光源的颜色特性分为哪两个方面？
3.什么是光源的显色性，在哪些场合要注意光源的显 色性？ 4.简述印刷行业的照明条件和观察条件。
5.2 CIE标准照明体
5.2.2 标准光源
标准光源A：色温2856K的充气钨丝灯。
标准光源 B：以 A 光源加一组特定的戴维斯 — 吉伯逊液 体滤光器，以产生相关色温为4874K的辐射。 标准光源 C：以 A 光源另加一组特定的戴维斯 — 吉伯逊 液体滤光器，以产生相关色温为6774K的辐射。
400 500 600 700
第五章 光源的色度学
5.3 光源的显色性
5.3 光源的显色性
5.3
光源的显色性
光源的显色性是光源颜色特性的又一方面，即物体在光源 照明下所呈现颜色的真实性
真实的标准：日光下和火光下
日光和火光都是连续光谱，尽管其光谱功率分布和色 温存在很大差异，但在这种自然光条件下，人眼的辨色能力 依然是准确的。 白炽灯的光谱分布与火光类似，显色性很好。具有与 白炽灯和日光相似的连续光谱的光源均有较好的显色性。
5.2 CIE标准照明体
实际参考：色光科学家测定夏至的陆地和海滨两区 域正午时分的日光色温为5000K和5500K ；蜡烛色 温一般在1800K,白炽灯在3000K（相当于早晨和黄 昏）,晴天为5200K,阳光直射下5000K,阴天下65009000K,深蓝的天空可以到20000K或以上
5.2 CIE标准照明体
5.1 光源的颜色特性
绝对温度T与摄氏温度t的关系为：T(K)=t(℃)+273 例如：某光源的光色与黑体加热到绝对温度2400K所 发出的光色相同时，则光源的色温为2400K，它在 CIE1931色度图上的坐标为x=0.4862，y=0.4147。
例如：光源的颜色与黑体加热到6500K所发出的光色相同， 则此光源的色温就是6500K。色温常用等热力温标表示，也就 是常说的“开尔文”（符号K）。用以计算光线颜色成分的方 法，是19世纪末由英国物理学家洛德.开尔文所创立的，他制 定出了一整套色温计算法，而其具体测定的标准是基于以一黑 体辐射器所发出来的波长。
5.2 CIE标准照明体
照明体与光源的区别: ① 照明体指特定的光谱功率分布，不是具体发光体， 光源是具有一定光谱功率分布的具体发光体。 ② 照明体是概念上的光源，它可以有光源匹配，并不 一定可以用光源匹配出来。
5.2 CIE标准照明体和标准光源
5.2.1 CIE标准照明体 5.2.2 CIE标准光源
20~25
第五章 光源的色度学
5.4 印刷行业的标准照明条件
5.4 印刷标准照明条件
5.4
印刷行业的标准照明条件
照明光源 照明条件 观察条件 观察样品时的环境色和背景色
5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4
5.4 印刷标准照明条件
5.4.1
照明光源
印刷行业所使用的光源可分为两种: 反射样品——D65光源 显色指数〉90 透射样品——D50光源
颜色一定
黑体轨迹（普朗 克轨迹）
5.1 光源的颜色特性
5.1.2 色温
不同的光源其所发光的光谱功率分布有很大差异， 随之而来光源的光色也各不相同。我们将光源的光与 黑体的光相比较来描述它的光色。
色温：当某种光源的颜色(色度坐标)与某一温度下的 黑体颜色（色度坐标)相同时，就称此时黑体的温度为 该光源的颜色温度，简称色温，用符号Tc表示，单位 为开尔文，用“K”表示。
CIE优先推荐D55， D65 ，D75的相对光谱功率分布作为代表 日光的标准照明体，相当于相关色温为5505K,6504K,7504K 的D照明体。 CIE建议，尽量用D65 来代表日光，在不能应用D65时则尽 量使用D55和D75 。 印刷应用中，常使用D50（相关色温为5003K）作为标准 照明条件，因为它在可见光范围内各波长的辐射能量比较平 衡（接近等能光谱）
5.1 光源的颜色特性
5.1.3 相关色温
S(λ) 相 160 对 能 量 140 80 40 400 500 600 700 波长（nm） 白炽灯光 日光 荧光灯光
红宝石激光
5.1 光源的颜色特性
相关色温：由于光源的色度坐标并不恰好落在黑体轨迹上，所 以只能用光源与黑体轨迹最接近的颜色来确定该光源的色温， 这样确定的色温叫做相关色温。 例如：图中光源 B的色度点最接近黑体加热到 4874K时的色 度点，所以光源B的相关色温就定为4874K。 注意：色温只是一种描述光源颜色的量值，色温相同的光源 它们的光谱组成可能会有很大的不同。另外，它与光源本身 的温度无关。
x 0.458 u 0.261 y 0.411 v 0.351
x 0.409 y 0.391 x 0.310 y 0.339 x 0.334 y 0.412 x 0.378 y 0.434 x 0.369 y 0.367 u 0.237 v 0.342 u 0.192 v 0.315 u 0.184 v 0.340 u 0.203 v 0.349 u 0.222 v 0.330