演播室灯光设计基础

阴沉的天空
氙灯(弧光或闪光) 镝灯（金属卤化物） 烟雾弥漫的天空
6800-7500
6000 5600 8000
晴朗、蔚蓝的北方天空
10000-20000
3．色温的变换



色温变换实际就是用滤色片吸收光源中的某些 光谱成份，从而改变光源经滤色片后的光谱成 份。 在拍摄电视节目时，很多情况下需要进行色温 变换。一种情况是，在演播室中，人物光使用 了不同色温的光源 色温变换滤色片主要有两种雷登82和雷登85。 雷登82是蓝色系列，具有负的微倒度值，是用 来升高光源色温的；雷登85是红色系列，具有 正的微倒度值，是用来降低光源色温的。
荧光灯
低压气体放电发 光 光效 40~80lm/W
高压气体放电灯
高压气体放电发光 光效40~100lm/W
LED
PN结电场发光 光效可达300lm/W 目前 100-160lm/W
不同光源的照明灯具的参数比较
灯具光源类型
光效 （lm/W）
显色性（CRI）
寿命（h）
灯具光输出效率（%）
卤钨灯
16～22
电光源

以电的形式供给能源。 所产生的光源就是电光源。 人工光源的一种。
电光源的品种


电光源的品种很多，按照其工作原理基 本上可分为两大类： 固体 气体
固体

场致发光灯 半导体灯(LED) 闪光灯 白炽灯（真空灯、充气灯 ）
气体

辉光放电灯：氖气压灯 弧光放电灯 ：低气压灯：低压荧光灯 低压钠灯 高气压灯：高压汞灯 高压钠灯 高压氙灯 金属卤化物灯 碳弧灯 ……
日光的光谱分布
白光LED光谱分布
１、显色指数(color rendering index,CRI)

显色指数，就是一光源(设它亮度为100) 的光照到某颜色上的反射光(色坐标与亮 度)，与此颜色在同色温的太阳光(亮度也 为100)照射下的反射光(色坐标与亮度)相 比较。如果一样，显色指数为100，差异 大则显色指数小。
２、荧光灯



荧光灯是一种热阴极低压汞蒸汽放电灯。 利用放电产生的紫外线，通过荧光灯粉 转换成可见光的光源。 投入市场已有60多年，是气体放电灯中 使用最广泛、最成功的灯种之一。 能最有效地把电能转变成可见光。 近20年来，开发节能型荧光灯。
３、高强度气体放电灯



高强度气体放电灯是高压汞灯、金属卤化物灯以及高 压钠灯的总称。 1951年正式向市场推出超高压短弧氙灯。1954年,在联 邦德国科隆世界照明和电影博览会上,蔡司－依康公司 展出了第一只作为电影放映光源的氙灯. 金属卤化物灯是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化 物制成的第三代光源 . 1961年，第一支金属卤化物灯 问世，灯内的发光物质不再是汞，而是金属卤化物 （钠、铊、铟的碘化物）。金属卤化物灯得到进一步 研究和发展。 高亮度、高效率、长寿命
放映机灯泡 演播室钨丝灯(500-1000W) 演播室钨丝灯(2000W) 演播室钨丝灯(5KW,10KW) 卤钨灯(石英灯) 超压钨丝灯 日光灯 高强度弧光灯 日出,日落 没有太阳的昼光,早晨,傍晚 中午 夏日的阳光+尉蓝的天空光
2600-2900
3200 3000 3275 3380 3200 3400-3500 3200-7500 6000 2000-3000 4500-4800 5000-5400 5500-6500
可见光的波长与颜色 波长区域(单位：nm) 可见光颜色
380～420 420～450 450～490 490～560 560～590 590～620 620～780
紫光 蓝光 青光 绿光 黄光 橙光 红光
图 电磁波的波长和可见光波长范围
４、光的特性
直线传播 反射、折射与透射 干涉与衍射 光的偏振现象
六、光源的显色与还原


光源对物体的显色能力称为显色性，是 通过与同色温的参考或基准光源下物体 外观颜色的比较产生的。 在研究光源的颜色特性时，是以日光做 标准的。日光的显色特性最好，我们把 它定义为100（注意：不是100%！）。 显色指数也叫综合显色指数或叫一般显 色指数。
卤钨灯的光谱分布
亮度


在给定方向上的发光强度与发光面积在 此方向上的投影面积之比即光源的亮度。 单位是nt（尼特），符号是L。
照度



照度是指单位被照面上所得到的光通量， 单位是lx（勒克斯），符号是E 。 摄像机在工作时需要被摄物体具有一定 的照度值(一般在1500lx左右)，但随着摄 像机灵敏度的提高，演区的照度会有所 降低，对高清电视来说，其照度要求又 会降低。 dΦ E = -----
演播室灯光设计基础
中央电视台 王京池
内容

一、光源与光的度量 二、常用灯具与LED 三、高清与标清的区别 四、电视灯光的基本元素
第一部分 光源与光的度量
一、光源

能发光的物体被称为光源。
１、光的研究



研究wk.baidu.com的现象、光的本质和光与物质相 互作用的学科。 几何光学 波动光学 量子光学 现代光学


自然光源主要是指太阳。 自然光是人类生活的一部分，能照亮整 个物质世界，人们对自然光的存在习以 为常。 古代人利用自然光影估算一天的时间， 计算树木或建筑物的高度等。
太阳光谱图
太阳光谱图
２、人工光源


人类制造的光源。如用松脂、蜡烛、煤 油灯以及电灯来照明。 人工光源的种类有很多。 电光源只是其中之一。
显色指数（CRI）


光的光谱成份决定光源的光色，相同光 色的光源会有相异的光谱组成，光谱组 成较广的光源较有可能提供较佳的显色 品质。 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光 源下所反射的主波时，会使颜色产生明 显的色差(colorshift)。色差程度愈大，光 源对该色的显色性愈差。显色指数为目 前定义光源显色性评价的普遍方法。
雷登滤色片的分类、规格及其性能
雷登82系列
提升色温 3200K—6000K
雷登85系列（橙色系 列）
雷登85
降低色温 6000K—3200K
雷登82
雷登82A
3200K—5000K
雷登85A
5000K—3200K
雷登82B
3200K—3700K
雷登85B
4000K—3200K
雷登82C
3200K—3500K
测 光 量 单 位 关 系 图
五、色温


光源的色温是颜色，是用黑体温度表示 的颜色。 光源的色温是由光源的光谱成分决定的。 若光源光谱中红色成分相对较多，光源 就偏红，光源的色温就偏低；如果光谱 成分中蓝光相对较多，光源的颜色就偏 蓝，光源的色温就偏高。
1．色温的概念


一种由物理学家开尔文最早提出的十分有用的 “代码”，来辨别光源颜色的方法。这就是 “色温”的概念。 光源的彩色品质可以通过跟标准的黑体辐射进 行比较来分类。具体的光谱分布按开氏单位的 温标来测定，表示为温度，是绝对温标，也就 是黑体辐射体加热的温度。


用lm（流明）做单位，符号用大写的F或Φ表示。 一个光源的光通量就是将 380 ～ 780nm 各个波 长的电功率变成光的累计值。 Φ=∫dΦλ=683∫0∞v(λ)e(λ)dλ
发光强度



光源在单位球面度内所发出的光通量即 发光强度。 它是光功率的空间密度。它的单位是cd （坎得拉），符号为I。 dФ I= dΩ
４、半导体发光二极管(LED)



半导体发光二极管 半导体照明是指用半导体发光二极管作 为光源的固态照明。 白光LED最接近日光，更能较好地反映照 射物体的真实颜色，白光LED照明最有魅 力。 应用半导体PN结发光原理制成,问世于20 世纪60年代初 .
电视常用光源
卤钨灯（卤素灯） 三基色荧光灯 金属卤化物气体放电灯（金卤灯） LED光源（半导体光源）



光是一种电磁现象，光和宇宙射线、γ射线、X 射线、紫外线、红外线、雷达、电视广播、调 频广播、中短波广播、电力传输等一样，也是 一种电磁波。光波是一种横波。 可见光的波长范围从 380 ～ 780nm ，波长从长 到短对应的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫。 可见光是电磁波谱中极小的一部分。
1．色温的概念


当光源与黑体的辐射具有相同的色度值 时，黑体所具有的温度为该光源的色温， 用绝对温度K表示。 黑体在不同温度下辐射呈现不同的颜色， 所呈现颜色的色度可在色度图上标出弯 月形曲线，称为普朗克轨迹。
色 度 图 与 普 朗 克 轨 迹。
等 温 线 与 相 关 色 温 C C T
光 谱 成 分 与 色 温
2．光源的色温


光源的彩色特性用色温来表示 当用色温来区分固体电光源发出光线的 彩色品质时，理论上的色温曲线和实际 发出的彩色品质之间非常接近。 对于其它类型的光源比如说自然光，它 的实际光谱颜色特性只是近似接近开氏 温标中的内容。因此我们仍然使用色温 来表示它们的光线。
标准蜡烛
1930
家用钨丝灯(25-250W)
三、电光源的发展



第一代电光源：白炽灯（卤钨灯） 第二代电光源：荧光灯（三基色灯、日 光灯、节能灯） 第三代电光源：高强度气体放电灯(HID) 第四代电光源：半导体发光二极管(LED) 光效的提高是每一次光源的更新换代的 主要目的
白炽灯与卤钨灯
热辐射发光 光效5~20lm/W 有超过20lm/W的，但是寿命几十小时
２、光的波粒二象性
十九世纪六十年代，麦克斯韦建立了光的电 磁理论，认识到光是一种电磁波， “光电效应”等一系列的新现象不能用波动 理论来解释，光是具有一定能量和动量的粒 子所组成的粒子流，这种粒子称为“光子” 。 人们认识到光具有波动和粒子的两重性质， 简称为光的“波”、“粒”二象性。
３、光是一种电磁波
四、光源的特性与度量



光源的特性是基于人眼的视觉效果来描 述的，叫做光的度量 基于人眼对光度的理论反应,是统计学意 义上的数据,非物理意义上. 视见函数曲线 CIE 1924年绘制
人眼的光谱光效率曲线（明视觉）
4.光的度量
4.光的度量
光通量

光通量也叫发光通量，它是光源在单位时间内向空间 发射出的能使人产生光感的辐射能通量
97～99
300
20～40
气体放电灯
85～95
60～90
750
20～40
LED（白）
50～200
50～95
50000
50～70
1、白炽灯




白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态，利用其 热辐射而发出可见光的电光源。 1879年10月21日爱迪生发明。起初是用炭化后 的竹丝装进玻璃泡。1906爱迪生又改用钨丝来 做，目前仍然被广泛地使用。 发出的光线具有连续光谱，且显色性好、亮度 高、易于聚光、不需要点灯电路、只要接通光 源、点灯非常容易等优点。 由于发光效率低，热辐射量大等缺点，今后会 逐渐向效率高的光源转换。
光的偏振现象
偏振片（膜）


偏振片是只允许在某单一方向(垂直于传 播方向的)振动的光通过. 一束多振动方向的光遇到偏振片后,只有 一种方向的震动的光可以通过.
偏振器光的吸收原理图
二、光源的种类


光源的种类很多，按照产生的方式划分 大体上可分为两大类： 自然光源。 人工光源。
１、自然光源
显色指数（CRI）


显色分两种忠实显色和效果显色。 忠实显色是指能正确表现物质本来的颜 色。需使用显色指数高的光源，其数值 接近100，显色性最好。这是电视所追求 的。 效果显色要鲜明地强调特定色彩，表现 美的生活可以利用加色法来加强显色效 果。
显色指数（Ra）



国际照明委员会于1948年制定了显色指数的测 定方法。 用8个标准颜色样品在标准光源和待测光源照 射时产生的色差，算出每一个样品的显色指数。 这8个颜色样品的显色指数叫特殊显色指数， 用R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8表示。 综合显色指数是8个特殊显色指数的平均值， 称为一般显色指数。Ra越大，显色性越好；反 之，显色性就差。
雷登85C
3500K—3200K
4．色温的平衡


所谓色温平衡，包括两个方面的含义， 其一是要保证光源色温与摄像机要求的 色温相一致；其二，在一个场景中，要 保证各个光源的色温相一致。 演播室录制电视节目前必须做平衡 。 拍摄外景时必须做平衡 。
日常色温的运用技巧


采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳； 采用中色温光源照射，使蓝色具有清凉 感； 采用高色温光源照射，使物体有冷的感 觉。