光譜
光,特別是『白光』,都是由各種波長的光混合而成,不同的波長對應不同的顏色;一種光中有哪些成分、強度各多少,反映在有橫軸、縱軸的圖表上,便是所謂的『光譜』。
光譜就像是光的素描,一種光有啥特點,大致能在光譜上得到反映,若我們(men) 隻關(guan) 注這幾個(ge) 參數,那麽(me) 可以簡單粗暴的說:光譜決(jue) 定一切,它一變,其他各項必然改變;其中一項有個(ge) 高低增減,光譜也隨之上下左右,可謂牽一發而動全身。
燈泡的光譜
下麵便是太陽和各種燈泡的光譜,上排從(cong) 左至右是:陽光、白熾燈和熒光燈,下排從(cong) 左到右分別是:鹵素燈、冷色 LED 燈(高色溫)和暖色 LED 燈(低色溫)。
陽光和各種燈泡的光譜
其中光譜最『飽滿』的便是陽光,各波長的分布『連續』而『均勻』;其次是白熾燈、鹵素燈和暖色 LED 燈,之後便是冷色 LED 燈,光譜最『瘦小』的是熒光燈,波長分布斷斷續續。需要提醒大家的是,上圖隻是各式燈泡的典型光譜,熒光燈和 LED 種類繁多,非上麵幾張圖所能概括。本文所謂的『紅色』、『黃色』和『藍色』實際上隻是一種籠統的描述,顏色的變化,不是像換擋那樣切換。
色溫
我們(men) 已經知道,冷色就是高色溫的顏色,直觀的感受就是看起來白而亮,給人冰冷的感覺;暖色就是低色溫的顏色,看起來黃而暗,給人溫暖的感覺。
你可能會(hui) 感到奇怪,顏色就是顏色,溫度就是溫度,色溫是什麽(me) 鬼?想象一下,你加熱一塊不知道哪弄來的金屬,點火,升溫,開始是什麽(me) 顏色,過會(hui) 兒(er) 是什麽(me) 顏色,然後是什麽(me) 顏色?
是不是一般這麽(me) 變化的,先紅色、橙色,再黃白色、白色,最後藍白色。
很明顯,物體(ti) 的顏色和溫度存在一種對應的關(guan) 係,我們(men) 把某一物體(ti) (黑體(ti) ,能夠完全吸收各種方向、各種輻射的物體(ti) )的這種對應關(guan) 係作為(wei) 標準,用其他顏色與(yu) 之對照,就有了『色溫』(Color temperature)這一概念。
色溫的單位是開爾文(Kelvin),符號為(wei) K,把它減去『273.15』 就是攝氏溫度 °C 。當某光源與(yu) 黑體(ti) 的顏色相同(即光譜相同)時,黑體(ti) 當時的溫度就是該光源之色溫。
問題是很多光源的顏色和黑體(ti) 不一樣啊,沒關(guan) 係,我們(men) 還有『相關(guan) 色溫』的概念,光源和黑體(ti) 的哪個(ge) 顏色最接近,那個(ge) 顏色的色溫就是該光源的色溫。實際上,我們(men) 平常所說的『色溫』,基本上都是相關(guan) 色溫。
各種顏色可以用『色度圖』來表示,不同溫度下,黑體(ti) 有對應的色度坐標,全部畫於(yu) 色度圖上,就是中間那條又粗又黑的曲線。
如果光源的顏色在那條黑線上,那麽(me) 光源的顏色就它所在的點對應的色溫,如果光源的顏色不在黑線上,那麽(me) 它的『相關(guan) 色溫』就是黑線上離它『最近』的那個(ge) 點的色溫。
燈泡的色溫
不求嚴(yan) 謹的話,我們(men) 還可以這麽(me) 認為(wei) :色溫高表示藍光多,紅光少;色溫低表示藍光少,紅光多。
陽光的色溫從(cong) 早變到晚,這點不用我說大家也感受得到,藍天的色溫通常在4000K 到 40000K之間,其中 7500K 最為(wei) 常見,雲(yun) 的色溫從(cong) 5000K 到 8000K 變化, 也可以說大致為(wei) 6000K 。
白熾燈的色溫通常不高,常見的一般為(wei) 2400K 左右 – 3400K 左右;熒光燈的色溫浮動較大,常見的一般為(wei) 2700K 左右 – 6500K 左右;LED 燈色溫有高有低,常見的一般為(wei) 3000K 左右 – 7000K 左右;
什麽(me) 色溫才合適?
選什麽(me) 色溫的燈泡,既要看照度、場合,也與(yu) 個(ge) 人的喜好有關(guan) ,其中照度和色溫的配合,一般有以下參考:
此外,對於(yu) 冷暖色溫的劃分,以及適用場合,國標中也有建議:
《GB 50034-2013 建築照明設計標準》 – 國家質檢總局
顯色性
一樣東(dong) 西看起來什麽(me) 顏色,和打在它身上的光有關(guan) ,更和它選擇反射的光有關(guan) 。『顯色』又稱『演色』、『現色』,燈泡的顯色性,就是燈泡讓物體(ti) 呈現『真實顏色』的能力。通常用一般顯色指數(general colour rendering index)來表征,符號是 Ra。
那麽(me) 問題來了,什麽(me) 是『真實的顏色』?我們(men) 日常所見的事物,多是陽光下的狀況,所謂的『真實顏色』,就是日光之下的色彩。日光的光譜是連續的,可見光的所有波長都有所體(ti) 現,打在物體(ti) 上的光,光譜越是連續而均勻,物體(ti) 選擇反射的範圍就越大,呈現出來的顏色就越『真實』。
燈泡的顯色性
國際照明委員會(hui) 把太陽光的顯色指數定為(wei) 100,這意味著,燈泡的光譜越接近陽光,顯色指數越高。陽光的光譜有啥特性呢?最大的特點就是『連續』。
白熾燈通過熱輻射發光,產(chan) 生的是連續光譜,顯色指數最高,顯色性 Ra 90 – 100,接近 Ra 100;熒光燈利用氣體(ti) 放電發光,發光具有選擇性,顯色性差異較大,多數不高,一般在 Ra 50 – 95 之間(另一說為(wei) Ra 74 – 90);LED 燈種類較多,顯色性有高有低,常見的一般為(wei) Ra 60 – 90+ 。
多高的顯色性才夠?
國際照明委員會(hui) 按用途不同列出顯色性的推薦標準,作為(wei) 一般照明來說, Ra 達到 80 – 90 就足夠了;國標的建議與(yu) 之類似:長期工作或停留的房間或場所,照明光源的顯色指數(Ra) 不應小於(yu) 80 。