7.8 光源

1.表示光源颜色特性的两个参量

1.1光源的光谱功率分布

光源辐射的各种波长的辐射功率是各不相同的。光源辐射功率按波长的分布叫做光源的光谱功
率分布，常以 s(l )表示，分为以下两种:
(1) 绝对光谱功率分布对应于各波长的辐射功率可用物理单位 “W” 或 “mW” 表示。
(2) 相对光谱功率分布各波长辐射功率值之间的比例与绝对光谱功率分布相同，但各波长的辐
射功率可用任意单位表示。
测量绝对光谱功率时需对辐射准确标度，测量较困难，而测量相对光谱功率时功率单位可以任取，测起来较为简便。在测色和颜色计算中，只需相对光谱功率分布就可以了。

1.2色温和相关色温

由物理学中的知识可知，黑体是完全吸收体和完全辐射体，其辐射的光谱功率分布与温度有着确
定的关系。热力学温度为 T的黑体的波长为 l 的辐射，以其在 4π立体角内的辐射能量表示，称为出辐度。出辐度可由普朗克公式求得，即：
M(T,l)=C1l−5(ec2/lT−1)−1W⋅m−2M(T,l)=C_{1}l^{-5}({e^{c_{2}/lT}-1})^{-1} W·m^{-2} M(T,l)=C1l−5(ec2/lT−1)−1W⋅m−2
式中， M(T， I) 为温度为 T的黑体对波长为 l 辐射的出辐度， C1和 C2 为辐射常数：
C1=3.74150×10−16W⋅m−2，C2=1.4388×10−2m⋅KC_{1}=3.74150×10^{-16}W·m^{-2}，C_{2}=1.4388×10^{-2}m·K C1=3.74150×10−16W⋅m−2，C2=1.4388×10−2m⋅K

当黑体的温度 T一定时，其辐射的光谱功率分布就定了，呈现的颜色也确定了。下图左表示
了各种温度黑体辐射的光谱功率分布曲线。黑体的温度由低到高，其相对应的颜色由红经黄、白
到蓝的变化过程。下图右表示了各种温度黑体的颜色色品点，其所连接成的曲线称为黑体色品
迹线。

根据黑体的热力学温度 T和其颜色之间的确定关系，可用黑体的温度表示光源的颜色，称为色温。光源的色温可定义为和光源有相同色品的黑体的温度。用色温表示的光源色品点一定在黑体色品迹线上。

色品点在黑体迹线附近的光源，其颜色可用相关色温来表示。光源的色温是指色品最接近光源色品的黑体温度。用相关色温表示光源的颜色是近似的，如上图右色品点为M和N的两个光源有相同的相关色温TCT_{C}TC，而两光源的颜色稍有不同。

2.CIE标准照明体和标准光源

标准照明体是指一种具有特定的光谱功率分布的照明光。标准光源是指实现某种标准照明体的具
体物理辐射体。标准照明体一般模拟某种日光的光谱功率分布，以使测得的颜色符合日常观察的实际条件。现将 CIE推荐使用的标准照明体和标准光源介绍如下：
(1) 标准照明体A和A光源
标准照明体A与热力学温度 T=2856K 的黑体有相同的光谱功率分布。用色温为 2856K的溴灯实现标准照明体 A，叫做A光源。
(2) 标准照明体 B和 B光源
标准照明体 B有和相关色温为 4874 K的中午日光相近的光谱功率分布。实现标准照明体 B 的 B光源由 A光源和戴维斯-杰布森液体滤光器组成。该液体滤光器是由装在透明玻璃槽中的 B1和2两种液体构成，液体厚度为 1 cm，液体配方参见下表。
(3)标准照明体 C和 C光源
标准照明体 C有与相关色温为 6774K的平均日光相近的光谱功率分布，它近于阴天时天空的光。实现标准照明体 C 的 C光源是由 A光源和另一种戴维斯一杰布森液体滤光器构成的。液体滤光器由上表所示的 C1， C2两种液体组成，两种液体的厚度均为 1 cm。在 CIE推荐下面将讨论的标准照明体D65以前，标准照明体 C和 C光源是色度工作中的主要照明标准。
(4) 标准照明体 D65
标准照明体 D65有相关色温为 6504K典型日光的光谱功率分布。色品点在黑体迹线偏绿的一侧，有更接近日光的紫外光谱成分。 D仍是 CIE 目前优先推荐使用的标准照明体，实现 D65 的光源尚未标准化，常用高压缸灯加滤光器来模拟 D65的光谱功率分布。

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