光源的色温怎么理解？光源色温和相关色温怎么计算？

光源的色温怎么理解？色温，是指光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。色温是衡量光源光色的指标，色温偏低表示光色偏暖（红色），偏高则表示光色偏冷（蓝色）。那么，光源色温和相关色温怎么计算？本文对色温的定义及光源色温和相关色温计算方法做了介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

光源的色温怎么理解？

光源的色温是描述中性色光源的方法。如果进入眼睛的光呈现某种颜色，那是由于输出光谱不平衡造成的。如果一个光源中不含或者含有很少的绿色光谱，则其发出的光呈现泛红色或者“暖色”；而一个光源发出所有光谱中只是红色光的比重更大一些，那它也会呈现泛红色或者“暖色”。

色温用开氏度（Degrees Kelvin）或者开尔文（Kelvins）表示（开尔文是绝对温度，故不需要变换单位）。

之所以用温度单位来表示颜色，是因为这一切都源于实验的结果。色温实际上是指黑体被加热到极高的温度后而呈现的颜色。黑体是一个无论加热到多高温度都不会融化的理想铁块，当这个神奇的铁块加热到一定高的温度时，它就开始发光，首先出现的是深暗红色，持续加热后铁块会逐渐变成橘色再变成黄色。实验表明，铁块会随着温度的持续升高逐渐显示出整个光谱的颜色。所以，接下来是绿色，最后是蓝色。这种颜色的变化过程不是线性的，所以绿色附近恰好是中性色，按照我们的定义，这个范围内的颜色被称为“中性色”。

我们常用这个颜色体系来描述光源，像荧光灯、发光二极管和高压气体放电灯。这些光源色温的描述只是近似的，光源与光源之间不同，甚至品牌和品牌之间也会不同，这都会造成很多光源色温的差异。但基本上用色温来描述光源的颜色是有效的，例如荧光灯。

2500K：温暖的

3000K：中性的

4100K：寒冷的

值得注意的是，几乎对于所有光源，描述它们的色温和其本身的工作温度没有任何关系。但是，对于白炽灯或卤钨灯，色温的意义会有所不同，这主要是因为它们的工作原理是通过加热金属钨丝发光的，这样光源的色温就与金属钨丝的温度有关，当加热白炽灯的钨丝到2800K 时，就会得到2800K颜色的光（暖）。

当光源缺少对色温和显色指数的描述时，就会对我们造成困扰。不幸的是，许多消费级别的荧光灯会是用这样的标记，如“日光白”（daylight white）或“设计师白”（designer white），而这些名字并没有真正提供色温和显色指数的参数。因此，在对色温和显色指数要求都较高的环境中，不建议使用这样的产品。

光源色温和相关色温计算方法：

色温或相关色温的定义是某光源的色度坐标与绝对黑体辐射在某一温度下的色度一样，则这一温度称为某光源的色温。一般情况下，光源的色坐标在色度图上不一定准确地落在绝对黑体轨迹上，所以只能用光源与黑体轨迹最近的颜色来确定该光源的色温，称为相关色温。光源色温的经验公式为：

其中A=（x-0.329）/（y-0.187）。

色温在照明领域是一个非常重要的概念，也是评价光源色度特性的一个重要参数。色温的概念来自于黑体辐射，只有接近于黑体辐射的发光体讨论色温才有意义，对应一个具体的光源来说，它的色坐标位置只有接近色品图中的Planck轨迹，这时讨论色温才有意义，色品图中的Planck轨迹是不同色温的黑体辐射发光体所对应的色坐标在色品图上形成的一条曲线，人们把这条曲线称之为Planck轨迹，见下图所示。

在某一特定温度T下，黑体的光谱功率分布可由普朗克公式获得，即：

其中第一辐射c₁=2πhc₂=3.7418x10^-16W·m²；

第二辐射常数c₂=hc/k=1.4388×10^-2m·K；k为波尔兹曼常数；c为光速。

根据已知黑体的光谱功率分布公式，我们可以求得色坐标与色温的关系表达式，当色温大于5000K时，CIE推荐用日光轨迹代替黑体轨迹，而日光轨迹的色品坐标为：

式中，xD的有效范围为0.250～0.380。

标准照明体和标准光源是为使光辐射测量标准化而引入的概念。CIE规定的标准光源有A，B，C，D65，E光源。有了色温和相关色温的概念，表示光源的特性将非常方便。如：

（1）A光源：色温为2845K，相当于白炽灯在2800K时辐射出的光。

（2）B光源：相关色温为4800K，相当于中午直射的日光。

（3）C光源：相关色温为6700K，相当于白天的自然光，它的蓝色成分较多。

（4）D65光源：相关色温为6500K，相当于白天平均光照，近年来，常被用作彩色电视的标准光源。

（5）E光源：又称为等能白光，即光谱功率分布值为常数，它是一种假想而实际并不存在的光源，采用它纯粹是为了简化色度学中的计算。

光源根据色温的高低分为暖色光（色温＜3300K）、冷白色光又叫中性色（色温3300K～5300K）、冷色光（色温＞3300K），常见光源的色温或相关色温如下表所示。

色温和显色性什么关系？

色温和显色性是光源的两个重要的颜色指标。色温是衡量光源色的指标，而显色性是衡量光源视觉质量的指标。假若光源色处于人们所习惯的色温范围内，则显色性应是光源质量的更为重要的指标。这是因为显色性直接影响着人们所观察到的物体的颜色。对于颜色检测行业来说，人工光源显色性的高低，直接影响被测试样品颜色评价结果。因此，CIE标准光源的对显色性有着严格的要求，标准光源箱中必须使用色温、显色指数等技术参数合格的人工光源。

光源的色温与显色性，从本质上说，都是由它的光谱能量分布决定的。以日光为例，日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种颜色的光按一定的比例混合而成。日光照到某一种颜色的物体上，物体将其他颜色的光吸收，而将这种颜色的光反射出来。比如，蓝布受日光照射后，就将蓝光反射出来，并将其他光吸收，因此人眼看到的这块布是蓝色的。由于日光本身包含了各种颜色，再加上各种物体对不同的光的反射性能不一样，所以大自然在日光照射下就显得五彩缤纷。钠灯则不然，钠灯发出的光主要是黄光，当黄光照在蓝布上，蓝布将黄光吸收，蓝布虽然能反射蓝光，但钠灯发出的光中基本上没有蓝光，也就谈不上反射蓝光了。因此在钠灯照射下蓝布就变成黑布了。钨丝灯的光谱能量分布是连续的，各种颜色都有，因而有较好的显色性，但其辐射能量分布偏重于长波方面，整体上看来光色偏红偏黄。

然而，光源的色温与显色性之间并没有必然的联系，相同色温的各光源之间的显色性差别可能很大，相同显色指数的各光源之间的色温差别也可能很大，各种色温的光源都可能有较好的显色性，也可能有较差的显色性。如：钨丝灯色温低，显色性好；高压钠灯色温低，而显色性差；马路上的高压汞灯，从远处看它发出的光既亮又白（色温高），但被它照射的人的脸色却象抹了一层青灰色（显色性差）；而高压缸灯，发出的光亮白（色温高），灯下的颜色也不失真（显色性好）。