光源色温高好还是低好?色温高低对视觉有什么影响?

  DOHO标准光源箱     |      2024-04-25

色温是光源重要的颜色指标,它由该光源的光谱功率分布决定的。一般来说光源的色温越高,光线的颜色越偏蓝,色温越低光源的颜色越偏黄。那么,光源色温高好还是低好?色温高对视觉有什么影响?本文对此做了介绍。

光源色温

什么是色温?

一个光源的色温是由该光源的光谱功率分布决定的。关于色温的定义:在任何温度下能完全吸收到达其上的所有辐射能的物体称之为黑体。对于某个特定温度的黑体,必然有特点的光谱分布功率与之对应,而一定的光谱分布又对应某一特定的颜色。所以人们将一黑体加热到不同温度时所发出的光色来表征一个光源的颜色,称为光源颜色温度,简称色温。例如:将黑体加热到5000K,若某个光源发出的光色与此时黑体发出的光色相同时,则此光源的色温就是 5000K。色温单位与常用的等热力温标相同,也就是“开尔文”(符号K)。

有时候某个光源的色温刚好不在黑体辐射的颜色温度曲线上,我们把具有相同刺激的颜色与其最相似的黑体辐射体的温度相比较,并处于一定的色差范围内,我们把该色温称其为该光源的相关色温。


光源色温高好还是低好?

这个问题没有绝对答案,因人、因时、因地、甚至因年龄而异。一般结合使用环境和功能,进行些个性化的选择就OK。

色温低的光色偏黄、橙,市场上习惯称为暖白。可能与早晚霞、烛光产生的联想和照明业宣称引导有关,很多人会觉得温馨、舒适、安逸、宁静,所以在有些环境(比如卧室)和局部区域(比如背景墙、商品展示……)有人用来营造、烘托相应的气氛和制造神秘感。

色温高的光色偏白、白蓝,市场上习惯称为正白、冷白。其中符合要求(不是商家乱标)的正白光,光色性好,即和自然光照射下的物体的颜色接近和非常接近,适合工作、生活、运动环境的照明,特别是精细操作和需要辨别物体颜色的工作。


色温对视觉功效有何影响?

人眼视觉功能的实现需要一定的光通量(光功率),表现在视觉作业面上要求达到一定的照度(亮度)。为了研究色温与照度之间的关系,人们进行了大量的视我功效实验(用视觉作业的速度和精确度来评价视觉能力),以弄清楚在相同的照度下用低色温的光源(如白炽灯)和高色温的光源(如日光色荧光灯)照明的视觉效果是否有差异。

实验结果表明,荧光灯和白炽灯在601x以上时,视觉效果无差异,仅在101x时,似乎荧光灯比白炽灯的视觉效果略差。CIE提出要看清楚人脸部特征所需的最低亮度为1cd/m2,相当于201x的照度。101x没有达到此要求,在该照度值下的视觉效果的比较是没有意义的。


光源色温多少K对眼睛好?

不同的工作环境应该使用不同的光源色温。研究表明:

成人4000K色温比较适合阅读,使用4000~5000K色温的LED光源台灯是合适的,这会令人亢奋,工作积极;从孩子阅读来说,一般一次阅读时间不超过1个半小时,且多是晚上,故使用3000K~3500K色温的光源是最适合的,含蓝光少,不伤眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成长。

色温太高的话发出的光源是很亮很白的,这跟普通的日光灯没什么区别。最好是买4000K、4500K、5000K比较好。相对4000K的光比较黄,但也相对比较柔和。

不过如果要进行颜色对色,那么色温6000K时,视觉最敏锐,可以帮助观察者更加精准的判断物品颜色。目前国内的标准光源D65其色温就是6500K。


光源色温越高照度越高吗?

白炽灯和卤钨灯的色温低,虽然显色性好,但由于光效低,大部分能量转化为热能,随着高光效的荧光灯、金卤灯等气体放电灯的应用及其显色性的改善,一般不再用低光效的白炽灯和卤钨灯来实现要求达到的高照度,因为这样不利于节约能耗。荧光灯原来采用卤磷酸盐荧光粉,只能做高色温的灯管,后来采用稀土荧光粉才能做出低色温的灯管。

随着金卤灯制造技术的不断发展,目前已有3000K的低色温金卤灯,其光效高,显色性好。用3000K的金卤灯来照明达到较高的照度,人们的视觉效果良好,对光环境的感觉满意。所以光源色温的选择并不取决于要求达到的照度的高低,“高色温高照度,低色温低照度”的观点可以放弃了。


光源色温越高光源越亮吗?

色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量。当色温越高的时候,光源发出的颜色就越偏冷,大致是经历一个红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。

亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与光照度不同的,由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。亮度也称明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所决定的。

当然二者虽然没有直接的关系,不过不同色温的光源,给人的感觉是不一样的,所以我们常常会以为色温高的光源更“亮”。暖白的色温是2700K~3300K暖白给人的感觉稳重、温馨,冷白5500K-6500K则显得“更刺眼”。


光源色温的测定方法:

蓝/红比法通常用来测定一个光源的色温。在这个方法中,改变标准光源(黑体或更通常的是经预先校准过的标准灯)的色温,使其测得的被测光源和标准光源的蓝/红比相等、此时就认为被测光源的色温等于标准光源的色温。严格地讲,这样比较得到的是分布温度,而不是色温。虽然在通常情况下由于被测光源和标准光源具有相同或近似相同的分光能量分布、这种差别是不大重要的但是如果所比较的这两种光源具有不相同的分光能量分布+最好还是讲这是它的分布温度、尽管这分布温度和所使用的蓝、红波长范围有关。因此,对于感光测定所用的仪器灯泡(钨丝灯),可以用蓝/红比方法来标定灯泡的色温。

取一只无色泡壳的钨丝灯,由小到大逐渐升高灯电压(电流),灯丝的温度随之也逐渐升高,我们可以看到发出的光有两个变化,一个是灯丝的亮度越来越大;另一个是它发出的光的颜色也在变化,先是暗红,然后变为红、红黄、黄白,最后变为白色。并且只要将灯电压(或电流)每次都调到同一数值,也就是说灯丝被加热到对应的同一温度时,它发出的光亮度总是相同的,光颜色总是恒定的,且不同的温度对应于不同的亮度,不同的颜色。不管灯丝点燃在什么温度下,只要恰当改变黑体的温度,总可以使得黑体发射光的颜色与钨丝灯发射光的颜色相匹配。由此可见,对于象白炽钨丝灯这一类型的光源,不仅它的光色和它白炽体的温度有一对应的关系,而且在和黑体的光色相匹配的情况下,还和此时黑体的温度有一一对应的关系。

由于灯源的色温不同,它所发射的光的颜色也就不同,它的蓝/红比值也不同。因此,感光测定中所用的灯源的色温将影响着感光测定数据的准确性,严重影响产品质量。