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如何選擇合適的色溫,獲取最佳白光照明

發(fā)布時(shí)間:2015-04-01 責任編輯:echolady

【導讀】在大多數人的思維里,白光位于黑體輻射軌跡上,而色溫高低分為暖白和冷白。這難道就是真相?黑體輻射軌跡真的是人們認為的白光?本文就告訴你真正的答案。

2013年,研究人員 Rea 和 Freyssinier 的研究成果表明不同色溫的白光軌跡并不完全與黑體輻射軌跡重合。實(shí)驗中觀(guān)察者評價(jià)的是燈箱內的白色內壁,照明光源包括2700K、3000K、3500K、4100K、5000K和6500K這六組色溫,每組色溫組里還分為七種不同 Duv值的光源。

如下圖所示,七種光源中的一種光源其色品位于黑體輻射軌跡上,其他六種光源的色品則較為均勻地分布于該組光源的等色溫線(xiàn)上。對評價(jià)數據進(jìn)行分析之后,發(fā)現當光源色溫低于4000K時(shí),觀(guān)察者認為的白光色品坐標位于黑體輻射軌跡下方,而當光源色溫高于4000K時(shí),評價(jià)所得的白光色品坐標位于黑體輻射軌跡上方。所以,黑體輻射軌跡上的點(diǎn)基本不是人眼所感知的白光。

如何選擇合適的色溫,獲取最佳白光照明
圖1
 
2014年,Smet 等人進(jìn)行了研究物體白度的實(shí)驗。研究對象是燈箱中由投影儀照射的三維立方體,觀(guān)察者可通過(guò)控制投影儀來(lái)變換立方體的顏色從而調節出最符合觀(guān)察者預期的白光。實(shí)驗結果如下表所示,兩種心理物理學(xué)方法的實(shí)驗數據均表明觀(guān)察者預期的最佳白光是色溫約為6000K、Duv為負值的光源,且當光源亮度越來(lái)越高時(shí),觀(guān)察者感知的白光色溫越來(lái)越低?;谇叭说难芯?,浙江大學(xué)的研究人員進(jìn)行了相關(guān)的白光評價(jià)實(shí)驗。如下圖所示,實(shí)驗在一個(gè)客廳環(huán)境中進(jìn)行,照明光源采用的是可調光譜的 THOUSLITE LEDCube 光源,觀(guān)察者評價(jià)的是正對面的白墻區域以及桌子上的涂料色卡以及 X-Rite ColorChecker 色卡中的白色塊。

如何選擇合適的色溫,獲取最佳白光照明
表1
 
LED 可調光源照明色溫分別設定為6500K(標準照明體D65)、5000K(標準照明體D50)、4000K、3500K和2850K(標準照明體A)這五種。觀(guān)察者進(jìn)行評價(jià)的色貌屬性包括:墻面的明亮度、鮮艷度、溫暖屬性以及特定區域的白度、白色百分比、喜好性白色和特定區域(圖中紅線(xiàn)框起來(lái)的部分)的色調成分。
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對于色調成分的評價(jià)規則需要詳細的介紹,如下圖所示,純紅色、純黃色、純綠色和純藍色的光源色調成分分別為0、100、200和300,其他顏色則根據各單色所占比例進(jìn)行色調成分的評價(jià),例如偏紅的橙色其色調成分可能為30,而偏黃的橙色則色調成分可能為70。

如何選擇合適的色溫,獲取最佳白光照明
圖2
 
事實(shí)上,色調成分對觀(guān)察者心理感知的影響很大;偏藍色的照明光源(色調成分靠近300左右)使得房間給人的心理感知更冷、更明亮、更不鮮艷且更白;相反的是,偏紅色的照明光源(色調成分接近0或400)使得房間給人的心理感知更溫暖、更暗、更鮮艷且白度降低。

浙江大學(xué)等人的心理物理學(xué)實(shí)驗結果與前人的研究結論十分相似(圖中實(shí)線(xiàn)為浙江大學(xué)的實(shí)驗結果,虛線(xiàn)部分為Rea等人的研究結果),即光源色溫低于4000K時(shí),觀(guān)察者認為的白光色品坐標位于黑體輻射軌跡線(xiàn)的下方;而光源色溫高于4000K時(shí)情況則恰好相反。

如何選擇合適的色溫,獲取最佳白光照明
圖3
 
一個(gè)明亮房間看起來(lái)更冷、更不鮮艷且更白,而一個(gè)較黑的房間則會(huì )顯得溫暖、更鮮艷且白度較低。有意思的是,當房間內的照明變亮時(shí),色卡顏色變得更為鮮艷,而整個(gè)房間的鮮艷度卻降低。因為實(shí)驗設置的房間中除了大面積的白墻外,只有小部分視野內存在彩色物體。

照明光源的色溫和 Duv 值也對房間和物體的色貌產(chǎn)生了一定影響。高色溫或低 Duv 值的照明光源使得房間和物體更為明亮。照明光源在一定范圍內的色溫的增加會(huì )降低房間的鮮艷度,隨后在光源色溫升至6000K時(shí)鮮艷度又會(huì )增加,這也從側面證明了色溫為6000K的照明光源是觀(guān)察者認為的最中性的白光。

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