光波的波長決定頻寬人眼的可見光是380nm到780nm顏色落在紅橙黃綠藍錠紫故色溫指的是在可見光波中的波峰決定故以凱式命名之
影響植物的波長落在
光譜範圍對植物生理的影響
- 280 ~ 315nm ––> 此種波長已屬紫外線光線,對於各類動、植物甚至於菌類生長,均有直接壓制性生長的功能,對形態與生理過程的影響極小。
- 315 ~ 400nm ––> 此種光波亦屬遠紫外線光雖無紫外線傷害植物,為對植物生長並無直接作用,葉綠素吸收少,影響光週期效應,阻止莖伸長。
- 400 ~ 520nm(藍)–> 此類波長可直接處使植物根、莖部位發展,對於葉綠素與類胡蘿蔔素吸收比例最大,對光合作用影響最大。
- 520 ~ 610nm(綠)–> 綠色性植物排斥性推擠,綠色素的吸收率不高。
- 610 ~ 720nm(紅)–> 植物的葉綠素吸收率不高,唯此波長對於光合作用與植物生長速度有顯著影響。
- 720 ~ 1000nm ––> 此類波長泛屬紅外線波長,對於植物的吸收率低,可直接刺激細胞延長,會影響開花與種子發芽。
- >1000nm ––> 已接近雷射光波長已轉換成為熱量。
http://mypaper.pchome.com.tw/ealykao/post/1322870114
LED亮度的算法與一般省電燈泡不同?
1.LED亮度的算法與一般省電燈泡不同?
答:大致是比W數和流明
通傳統燈泡瓦數如何換算led瓦數
白熾燈泡,約12流明/瓦=我們以40W燈泡來算=40*12=480流明
螢光燈泡(省電燈泡),約57流明/瓦=我們以18W燈泡來算=18*57=1026流明
LED燈泡,約70~80流明/瓦=我們以7W來算=7*80=560流明左右
傳統燈泡 40W=7W LED燈泡
傳統燈泡 60W=9W LED燈泡
主要光源的平均演色性評價數(Ra)
| |
日光燈三波長 |
80
|
日光燈白色 |
65
|
日光燈晝光色 |
69
|
色評價用 |
99
|
水銀燈泡 |
40
|
高演色性複金屬燈 |
90
|
複金屬燈 |
65
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高演色性鈉光燈 |
53
|
鈉光燈 |
25
|
鹵素燈泡 |
100
|
燈泡 |
100
|
演色性最佳為燈泡及鹵素燈次之
http://www.chinaelectric.com.tw/word.htm
一、可視光
1. 電磁波短的波長100nm~380nm的光叫做紫外線,電磁波的波長780nm ~3000nm的光叫做紅外線,而波長在
380nm ~780nm之間電磁波的光是眼睛感覺得到的光,這一部份的光稱為可視光。
2. 可視光從波長短的到波長長的方向,是由紫色、藍色、綠色、黃色、橙色、到紅色,比可視光更短的電磁波為紫外線
有殺菌之效果,此外更長的電磁波為紅外線有加熱之效果,紫外線與紅外線是眼睛看不見的但在人體、生物或工業領
域或應用範圍很廣泛。
380nm ~780nm之間電磁波的光是眼睛感覺得到的光,這一部份的光稱為可視光。
2. 可視光從波長短的到波長長的方向,是由紫色、藍色、綠色、黃色、橙色、到紅色,比可視光更短的電磁波為紫外線
有殺菌之效果,此外更長的電磁波為紅外線有加熱之效果,紫外線與紅外線是眼睛看不見的但在人體、生物或工業領
域或應用範圍很廣泛。
二、全光束
1. 英文(LUMINOUS Flux)。
2. 意指光源在單位立體角內所發出的光量。
3. 單位:流明( lm:lumen 光強度為1燭光的點光源在單位立體角發出的光通量就定義為1 Lm)。
2. 意指光源在單位立體角內所發出的光量。
3. 單位:流明( lm:lumen 光強度為1燭光的點光源在單位立體角發出的光通量就定義為1 Lm)。
三、光譜
若自然光通過綾鏡照射在光屏上,則可分成紫、藍、深藍、綠、黃綠、黃、橙、紅等類似彩虹顏色的光,這種條紋圖案稱為可見光線的光譜或分光,他直觀反映了可見光線的光色成分。
光譜圖是記錄光源在不同波長,發光能量的圖形。
圖為電磁波的波長和可見光線的光譜。
四、色溫
色溫是表示光源光色的尺度,表示單位是k(kelvin)。
蠟燭、白熱燈泡、螢光燈等都是我們日常生活中經常接觸的各種光源的光。而清晨、正午所看到的太陽光的色調也都各有不同。
色溫乃是用物理性、客觀性的尺度來表現光源的色調;是決定照明場所氣氛的重要因素。
一般色來說色溫低的話,會帶有橘色,表示具有暖意的光;隨著色溫變高,就變成如正午太陽一般為帶有白色的光;當再變高時則
變成帶有藍、清爽的光。
變成帶有藍、清爽的光。
東亞日光燈光源色區分 |
晝光色
|
晝白色
|
白色
|
燈泡色
|
一般型燈管代號 | D | CW(N) | W | L |
太陽神燈管代號 | D-EX | N-EX | W-EX | L-EX |
參考色溫K | 7100~5700 | 5400~4600 | 4500~3900 | 3150~2600 |
環境氣氛 | 清涼 | 自然光色 | 自然光色 | 溫暖 |
五、演色性
由於光源的種類不同,所看到的對象的顏色也有差異。影響色視度的光源性質稱為演色性,一般可以說演色性好的燈色視度好,而演色性差的燈色視度也差。
主要光源的平均演色性評價數(Ra)
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日光燈三波長 |
80
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日光燈白色 |
65
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日光燈晝光色 |
69
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色評價用 |
99
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水銀燈泡 |
40
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高演色性複金屬燈 |
90
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複金屬燈 |
65
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高演色性鈉光燈 |
53
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鈉光燈 |
25
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鹵素燈泡 |
100
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燈泡 |
100
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平均演色評價指數(Ra)的概念
表示光源的演色性程度即色的色視度優劣的代表指數稱為平均演色性指數(Ra)。
平均演色評價指數(Ra)表示:對於用標準光(規定為基準的光)看見的各種色彩,在分別用各種類光源照明時的各色彩在現的保真程度。
平均演色評價指數(Ra的數值)
在某種光源照明下見到的各種色彩和用標準照明完全相同時,將此燈的平均演色評價指數(Ra)定為100。但是,Ra是表示色彩再現保真度的指數,而並不表示色彩的優劣。因此,有時即使Ra低,產生色差,而也能見到很好的色彩。但如人的臉,有時即使有一點點的色差,也會感到不自然,給人不健康的感覺。平均演色評價指數Ra低,並不能說這種燈的實用價值低。
一般,若平均演色評價指數Ra80以上,就基本上可以滿足色彩視度要求較高的照明要求 。
演色性和燈的用途
根據燈的使用領域或用途,什麼樣的演色性的燈才是適合的呢?CIE(國際照明委員會)規定了一定的基準。下表是給出相對於平均演色評價指數Ra值的燈的適用範圍。
平均演色評價指數
|
用途範圍
|
Ra > 90
|
顏色檢查、臨床檢查、美術館
|
90 > Ra ≧80
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印刷廠、紡織廠、飯店、商店、醫院、學校、精密加工、辦公大樓、住宅等
|
80 > Ra ≧60
|
一般作業場所
|
60 > Ra ≧40
|
粗加工工廠
|
40 > Ra ≧20
|
一般照明場所
|
六、光源效率
光源種類
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光源效率(lm)
|
白熱燈
|
13.5~22
|
石英鹵素燈
|
13.5~30
|
螢光水銀燈
|
35~63
|
日光燈
|
30~105
|
複金屬水銀燈
|
63~115
|
高壓鈉氣燈
|
40~155
|
低壓鈉氣燈
|
130~180
|
光源消耗電功率每瓦特(W)所輸出的光束值稱為光源效率。
每一消耗電力輸出的光源愈多,就表示光源效率愈高,亦即愈省電,發光效率依功率大小、種類、使用狀況而異。右圖為一般常用光源效率比較表:
燈效率的差異
不同種類的燈效率如圖所示,作為白色光源的燈中,高壓鈉光燈的效率最高。另外,在燈的輔射能中,可見光的比例越高,效率越高。而且,在可見光中黃綠系的光能量越多也越明亮,效率也越高。燈的效率高低是選擇燈的基準之一,而根據使用目的往往需要選定演色性高的燈或容易進行配光控制的燈。
七、專有名詞
光源有許多專有名詞,現列出常用名詞給一般消費者參考。
名稱
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英文名稱
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單位
|
說明
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光束
|
Luminous Flux
|
流明Lm
| 光源每秒種所發出的量之總和,簡單說就是發光量。 |
光度
|
Luminous Intensity
|
燭光 Cd
| 光的強度,在某一特定方向角內所放射光的量。 |
照度
|
Lux
|
勒克斯/m2
| 單位面積內所射入光的量,也就是光束除以面積(m2)所得到的值,用來表示某一場所的明亮值。 |
輝度
|
Luminance
|
Nt Cd/m2
| 從某一方向所看到物體反射光線的強度。也就是說單位面積對某一方向反射的光之強度。照度是表示單位面積內入射光的量。輝度則是表示眼睛從某一方向所看到物體的反射光的強度。 |
http://www.ledinside.com.tw/knowledge/20140513-29332.html
LED植物生長燈知識
2014-05-13 14:47 [編輯:carina ying]
生物光源的色溫與流明
人工光源的色溫與流明是以生物的眼睛所看到的,而植物對光的需求是行光合作用,這是不看色溫與流明的是以輻射值論定的。
光譜範圍對植物生理的影響
- 280 ~ 315nm ––> 此種波長已屬紫外線光線,對於各類動、植物甚至於菌類生長,均有直接壓制性生長的功能,對形態與生理過程的影響極小。
- 315 ~ 400nm ––> 此種光波亦屬遠紫外線光雖無紫外線傷害植物,為對植物生長並無直接作用,葉綠素吸收少,影響光週期效應,阻止莖伸長。
- 400 ~ 520nm(藍)–> 此類波長可直接處使植物根、莖部位發展,對於葉綠素與類胡蘿蔔素吸收比例最大,對光合作用影響最大。
- 520 ~ 610nm(綠)–> 綠色性植物排斥性推擠,綠色素的吸收率不高。
- 610 ~ 720nm(紅)–> 植物的葉綠素吸收率不高,唯此波長對於光合作用與植物生長速度有顯著影響。
- 720 ~ 1000nm ––> 此類波長泛屬紅外線波長,對於植物的吸收率低,可直接刺激細胞延長,會影響開花與種子發芽。
- >1000nm ––> 已接近雷射光波長已轉換成為熱量。
以上的植物與光譜資料來看,每種波長的光線對於植物光合作用的影響是不同的,植物對於光合作用需要的光線中,400 ~ 520nm(藍色)光線,以及610 ~ 720nm(紅色)對於光合作用貢獻最大,而520 ~ 610nm(綠色)光線,對於植物行使生長作用的功效比率很低。
若按照以上原理植物只對於400 ~ 520nm(藍色)及610 ~ 720nm(紅色),的光譜有直接幫助生長的效果,所以學術概念下的植物燈都是做成紅藍組合、全藍、全紅三種形式,以提供紅藍兩種波長的光線,用來覆蓋植物行光合作用所需的波長範圍。
在視覺效果上,紅、藍組合的led植物生長燈呈現粉紅色,這種混光色實對生物照明是極為不舒服的色系,然卻只能以實用性怯其外觀,以擇其實用性為主。
一般白光LED燈珠,最普遍的是使用藍色芯心,激發黃色螢光粉發光,由此複合產生視覺上的白光效果。於積分球測試報告上的能量分佈上,在445nm的藍色區和550nm的黃綠色區存在兩個峰值。
而植物所需的610 ~ 720nm紅光,則覆蓋的比較少無法對其種植植物供應光和作用所需的光效能。這就解釋了為什麼在白光LED照射下,為何植物的生長速度及採收效果均不如一般戶外種植。
利用上述的數據一般的植物燈的紅藍燈色譜比例一般在5:1 ~ 10:1之間為宜,通常可選7~ 9:1的比例,唯比例分配需採燈珠亮度比為混光依據,非採燈珠數量為混光依據。
用led植物生長燈於植物種植時時,一般距離葉片的高度為30-50公分左右,這中間尚需要實際依種植植物的種類給予不同光強度,調整高度一般視為最簡便的亮度調整方式。
2007-05-28 10:39
提问者采纳
我们知道,通常人眼所见到的光线,是由光的三原色(红绿蓝)组成的7种色光的光谱所组成。色温就是专门用来量度光线的颜色成分的。 用以计算光线颜色成分的方法,是19世纪末由英国物理学家洛德·凯尔文所创立的,他制定出了一整套色温计算法,而其具体界定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。 凯尔文认为,假定某一纯黑物体,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如,当黑体受到的热力相当于500—550℃时,就会变成暗红色,达到1050一1150℃时,就变成黄色……因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对应的。只不过色温是用凯尔文(°K、也就是绝对温度)的色温单位来表示,而不是用摄氏温度(℃)单位表示的。在加热铁块的过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时,它就由红转变橙黄色、黄色最后变成白色,通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理,用°K来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。 颜色实际上是一种心理物理上的作用。所有颜色印象的产生,是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应,所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。摄影人都知道:有光才有色,没有光就没有色。 彩色胶片的设计,一般是根据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的,分为5500 °K日光型、3200 °K灯光型等多种。因而,摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷,才会得到准确的色彩再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡,就不会对色彩进行准确的还原。这时,我们就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温,使曝光条件与胶卷拟定的色温相匹配,才会有准确的色彩再现。 而数码照相机、摄像机等要求进行白平衡调整,实际上也就是对数码机器进行拍摄环境的基础色温定位。目的是同样的:为了色彩的准确再现。 如何准确地进行色温定位?这就需要使用到“色温计”啦。一般情况下,正午10点至下午2点,晴朗无云的天空,在没有太阳直射光的情况下,标准日光大约在5200~5500°K。新闻摄影灯的色温在3200°K;一般钨丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的钨丝灯以及一般的普通灯泡光的色温大约在2800°K;由于色温偏低,所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在7200~8500°K左右,所以在日光灯下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对造成的。一般在扩印机上可以进行调整。但如果拍摄现场有日光灯也有钨丝灯的情况,我们成为混合光源,这种片子很难进行调整。 综上所述,拍摄期间对色温的考量、设定以及调整就显得非常重要。无论你是使用传统相机还是数码相机以及摄像机。都必须重视色温! 参考资料:http://www.gyy.com.cn/BBSDisp.asp?BoardID=11&ID=80
http://www.iali.com.tw/publications/fundamentals/CH2.htm
第二章 光與色彩
在吾人的視覺經驗中,色彩扮演重要的角色,其不僅增添三度空間的立體感並豐富視覺景觀,更影響吾人的心理感受。吾人平日所見的白色晝光,其實是由許多單色光所構成,一天當中的光色亦隨時在變化。光源所發出的光,因光譜組成的不同而使光色略異,同時影響物體的顯色效果,此即光的光譜組成、物體的反射特性與吾人色彩視覺共同作用的結果。
彩色光譜
正如電磁波可依波長或頻率分為紫外線、紅外線、可見光及其他能量形式,可見光(或簡稱光)涵蓋所有 380~770 nm 的波長,亦可再依波長的長短依次劃分為紅、橙、黃、綠、藍、紫色光,其中以紫光波長最短而紅光最長。紫外線 | 可 見 光 譜 |紅外線—380——430——490———560—590—620——————770—| | | | | | |紫 藍 綠 黃 橙 紅1. 白光(white light)牛頓首先將太陽光穿透過三稜鏡,經折射作用得到各個不同顏色的色光,再將這些單色光透過另一三稜鏡,則又得到原來的白色光。此實驗證明所有可見光譜內不同波長的光組合在一起且能量相當,即可產生白色光,其為複合光;牛頓同時發現將可見光譜內所有波長作不等量的組成或僅組合小部份波長亦可得到不同程度的白色光。照明工業所製照的光源,其光色大部份皆可通稱為白色,若詳加觀察比較,可發現這些白色複合光其實都略微偏藍或黃、紅色。例如蠟蠋或白熾燈泡產生較多長波的光(橙紅色光)而使其整體光色略呈暖黃。2. 光譜能量分佈圖(spectral power distribution, SPD)光源所發出光的光譜組成以能量來表示,即光源發出不同波長的輻射功率(W)的相關分佈,稱為光譜能量分佈圖(圖2-1),可用來決定光源的重要資訊,如發光能力、光源表觀顏色及對物體顏色的顯現能力。色彩視覺
每一光源皆具有特殊的光譜組成,任一物體亦具備對特定光波的反射特性;光源的光譜組成不但影響光源的表觀顏色,而且決定被照物的顯色效果。吾人所見物體的顏色,還需經過眼睛網路系統中視覺神經活動狀態的特定反應,是故光源、物體反射特性與人眼視覺三者共同決定吾人觀看的結果。如前章所述,當光觸及一表面,會被此表面所反射、吸收或透射,其所反射的光進入人眼所產生的色彩視覺,即為該物體受光後顯現的顏色。例如以白色光通過三稜鏡分成各個單色光後,照射紅色玻璃,其吸收所有的光波,僅讓紅色光波通過,故吾人僅看到濾過的紅光(圖2-2);又例如紅蘋果只反射光譜中的紅色波長其餘皆被吸收,故以全光譜的光源照射時,人眼所見此蘋果為紅色;但若以綠光來照,因其中沒有或是極少紅色波長供紅蘋果反射而幾乎全被吸收,故只顯現黑色或深灰色(圖2-3)。吾人所看到的物體色係取決於物體反射不同波長的光的相對比例(圖2-4):‧無彩色─各波長平均包括,例如白、灰、黑色。‧有彩色─各波長含量不均,含量多者為顯色。物體反射較多長波時,刺激人眼產生紅、橙色的視覺;反之,短波為主波,則呈藍、紫色。若光源光譜組成改變,物體所顯現的顏色亦隨之改變。例如在燧道內的高壓鈉燈下所看到的車體顏色會與在陽光下不同即為此故。1. 色彩屬性吾人所看到的物體色具有三屬性,即根據孟賽爾色彩系統(Monsell color system)以色相、明度與彩度來定義一個顏色。色相或色調泛指色系;明度為色彩的相對明暗程度;彩度則指顏色的純度或飽合度。(1) 色相(hue):物體反射的主要波長所呈現的色彩表相,即吾人所見物體色的一般性描述,常以五主色(紅、黃、綠、藍、紫)或兩鄰近主色所代表的色系共10主色相來指稱,如紅色系、藍綠色系。有色材料反射或透射光譜的特定區域,能對該材料正確演色的光源則必須放射出物體所能反射的波長。照明運用上則常選擇暖光色的光源如白熾燈來加強室內的暖色系材質;反之,則選擇冷光色的光源如冷白色的螢光燈或複金屬燈來強調。(2) 明度(value, brightness):用來表示色彩的明暗程度,相對於灰階(gray scale)由黑至白共分11階段。明度亦與物體表面的反射值有關,該表面的亮度和其所接受的照度與反射率的乘積成正比:物體表面反射較多的光,其明度較高,看起來顏色較淺或較亮;反之,大部份入射光被物體吸收,則明度較低,顏色較深或較暗。同一顆樹在陽光下葉子的綠與陰影下葉子的綠相較,前者明度高於後者。同理,以燈光加強照射某物體或部份,因入射光增加,所反射的光亦增加,相對亮度高於週遭或背景,因而得到視覺強調的效果。‧純粹黑(反射率 0%),明度 0‧純粹白(反射率 100%),明度 10(3) 彩度(chroma):彩度代表色彩鮮豔的程度,也就是色彩的純度或飽合度(saturation)。顏色愈純,彩度愈高,視覺刺激也愈強。若將一高彩度的純色漸次加黑或加白稀釋,前者明度遞減,後者明度遞增,二者彩度皆降低。無彩色的彩度為 0。2. 主觀特性(subjective characteristics)吾人的視覺易受觀測物在視野中的位置、周遭背景與眼睛的適應狀況所影響,所感受到的顏色並不一定是來自物體所反射的光,端賴吾人視覺神經網路系統(或意識)做出代表外在事物的圖象或顏色而定,此類色覺的主觀特性包括同時性對比、繼續性對比、後像與色適應。(1) 同時性對比(simultaneous contrast): 吾人所觀看顏色的外觀常受相鄰色(背景色)的影響,係因視覺系統為加強偵測時的差異性,自動在兩色鄰界處產生誇大明度、彩度或色相對比的現象,此種現象稱為同時性對比(圖2-5)。例如某色塊在深色背景的襯托下比在淺色背景下感覺較為明亮(明度對比);所觀看的顏色在無彩色的背景下感覺彩度變高,在鮮豔背景下彩度變低(彩度對比),例如白天臨窗面的白熾燈看起來較黃;觀看一中性顏色會微帶背景色的補色,以拉大彼此的色差(色相對比),例如一白色表面被一藍色光包圍,則此白色表面看似微帶藍色的補色即黃色(表2-1)。表2-1. 同時性對比
背 景
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表 觀 色 彩
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(天花或藻井)
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(白色格柵或漫射板)
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紅光
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微帶淺綠
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綠光
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微帶淺紫紅
|
藍光
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微帶淺黃或粉橘
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黃光
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微帶淺藍
|
(引自:Flynn, 1962)
(2) 繼續性對比(successive contrast):當眼睛由某一色表面移至另一色表面時,由於某些色彩受器(receptor)細胞部份疲勞的緣故,產生對後者色彩三屬性的對比效應,稱為繼續性對比。最明顯的例子即當由光色偏藍白的複金屬燈照射的區域走到黃色高壓鈉燈下,眼睛增加對原先光色的補色的相對敏感度,而感覺高壓鈉燈更黃。
(3) 色適應(color adaptation):光在色調上的細微變化會影響吾人對整體環境的潛意識判斷,特別是當此變化剛出現,在眼睛尚未完全適應新情況時,對光的色彩特性的敏感度最為強烈。例如傍晚自戶外進入室內,點亮白熾燈後會突然覺得室內所有東西都變得較黃,但經過一段時間待眼睛逐漸適應以後即無此感受,此現象稱為色適應。
色光的混合
彩色顏料的混合與色光的混合不同。兩色以上的顏料混合,彩度與明度皆降低,光度(luminosity)亦減少;將紅(紫紅)、黃、藍(藍綠)三顏料等量混合,可得到黑色或深褐色。彩色光譜的混合,隨不同色光(輻射能量)的增加,光度亦增加;將紅、綠、藍三色光混合,則可得到白色光。色光與顏料的混合方法分別為加法混色與減法混色:
1. 加法混色(additive color mixing)
吾人的色覺係基於人眼視網膜上以紅、綠、三色為主的受器細胞,共同作用以產生各種顏色的視覺(此部份說明詳見第三章),此三色的加成即為加法混色,僅用於對色光的混合(圖2-6)。
加法混色的結果可從 CIE 色座標圖(圖2-8)上表示,若已知三色座標位置,此三色混光後可產生的顏色即在三點連起的三角形範圍內;以紅綠藍三色混光,可能產生顏色的範圍最大。故可組成白光的紅、綠、藍三單色光為加法混色的三原色或三主色;主光色間可相互合成黃(紅加綠)、紫紅(紅加藍)、藍綠(藍加綠)三次色,以正確的比例混合三次色,亦可產生白光。一般彩色螢幕即藉紅綠藍三主色不同強度的組合,呈現全彩的畫面。
‧加法三主色(additive primaries):紅(red, R)、綠(green, G)、藍(blue, B)。
三次色(secondaries):紫紅(magenta, M)、黃(yellow, Y)、藍綠(cyan, C)。
W = R + G + B = M + Y + C
‧補色(complimentary hues):凡二色光按適當比例加成可產生白光或灰色光,則此二色光互補。
W = R + C = G + M = B + Y
2. 減法混色(substrative color mixing):減法混色與加法混色不同點在於:加法混色是不同光源(可為單一波長的單色光)的加成;減法混色則利用透射及反射原理,對波長範圍較廣的某一光源所發出的複合光所進行的一種減波作用。彩色顏料的混合及彩色濾鏡的組合皆為減法混色,此理論為所有顏料製造的基礎(圖2-7)。
減法三主色為紫紅、黃、藍綠三色,此三色顏料混合或白光透過紫紅、黃、藍綠三濾鏡後,因為所有波長都被吸收或吸收的程度相同,可得到黑或深灰等無彩色;主色間可相互合成紅、綠、藍三次色,以正確的比例混合三次色或三次色濾鏡彼此相減,亦可產生黑色。
若將黃光(含紅、綠色光)通過藍綠色濾鏡,紅色波長被濾鏡吸收,可得到綠色光。將紫紅色光以綠色濾鏡過濾,因紫紅色光不含綠色波長,故全被濾鏡吸收而無光波通過,產生無色視覺。
‧減法三主色(subtractive primaries):黃(Y)、紫紅(M)、藍綠(C)。
三次色:紅(R)、綠(G)、藍(B)。
BK(black) = Y + M + C = R + G + B
‧補色(complimentary hues):凡二色按適當比例混合可產生黑或灰色,則此二色互補。
BK = Y + B = M + G = C + R
‧中間色:非互補的任兩色混合,產生中間色。
光源的色彩特性
1. CIE 色座標(CIE Chromaticity Coordinates)
國際照明委員會(Commission Internationale de l‘Eclairage, CIE)的色座標系統發展於1931年,為以科學化方法標示顏色的基本規範之一,說明一光源的顏色或在給定照明情況下物體表面所反射的光的顏色(圖2-8)。在色座標圖(chromaticity diagram)中馬蹄型範圍內為可見光譜的所有顏色,馬蹄型邊緣則為飽合的單色波長。此系統以光色座標 (x,y,z) 標示可由三主色組合成某一色的相對比例(圖上僅有 x 及 y 座標,由恆等式 x + y + z = 1 可導出 z )。中央部份通稱白光,如白熾燈的白光其實散發較多的紅與極少的藍光,而冷白色螢光燈則正好相反。
2. 相關色溫度(correlated color temperature)
因為大部份光源所發出的光皆通稱為白光,故光源的色表溫度或相關色溫度即用以指稱其光色相對白的程度,以量化光源的光色表現。根據 Max Planck的理論,將一具完全吸收與放射能力的標準黑體加熱,溫度逐漸升高光色亦隨之改變;在CIE 色座標上的黑體曲線(black body locus)顯示黑體由紅→橙紅→黃→黃白→白→藍白的過程。黑體加溫到出現與光源相同或接近光色時的溫度,定義為該光源的相關色溫度,簡稱色溫,以絕對溫度 K (Kelvin,或稱開氏溫度)為單位(K = ℃+273.15)。因此,黑體加熱至呈紅色時溫度約 527℃ 即 800 K,其它溫度影響光色變化如表2-2。
表2-2. 黑體溫度與光色
黑體溫度(K)
|
發出光色
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室溫
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黑
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800
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紅
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3,000
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黃白
|
4,000
|
白
|
5,000
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冷白
|
8,000
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藍白
|
60,000
|
深藍
|
光色愈偏藍,色溫愈高;偏紅則色溫愈低。一天當中晝光的光色亦隨時間變化:日出後 40 分鐘光色較黃,色溫 3000 K;正午陽光雪白,上升至 4800~5800 K,陰天正午時分則約 6500 K;日落前光色偏紅,色溫又降至約 2200 K。其它光源的相關色溫度見表2-3。
表2-3. 不同光源的相關色溫度
光 源
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色 溫
|
北方晴空
|
8000~8500 K
|
陰天
|
6500~7500 K
|
夏日正午陽光
|
5500 K
|
複金屬燈
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4000~4600 K
|
下午陽光
|
4000 K
|
冷色螢光燈
|
4000~5000 K
|
水銀燈
|
3750~3450 K
|
暖色螢光燈
|
2500~3000 K
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鹵素燈
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3000 K
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鎢絲燈
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2700 K
|
高壓鈉燈
|
1950~2250 K
|
蠟燭
|
2000 K
|
因相關色溫度事實上是以黑體輻射接近光源光色時,對該光源光色表現的評價值,並非一種精確的顏色比對,故具相同色溫值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。僅憑色溫亦無法瞭解光源對物體的顯色能力,或在該光源下物體顏色的表觀如何。
2. 演色性(color rendering)
光源對物體的顯色能力稱為演色性,係通過與同色溫的參考或基準光源(白熾燈或晝光)下物體外觀顏色的比較。光所發射的光譜內容決定光源的光色,但同樣光色可由許多、少數甚至僅僅兩個單色光波組合而成,影響所及,對各個顏色的演色性亦大不相同。二相同光色的光源會有相異的光譜組成,光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的演色品質。
當光源光譜中很少或缺乏物體在基準光源下所反射的主波時,會使顏色產生明顯的色差(color shift)。色差程度愈大,光源對該色的演色性愈差。演色指數系統(Kaufman, 1981)仍為目前定義光源演色性評價的普遍方法,飛利浦照明(Philips Lighting)則在1993年提出改良後的演色向量系統:
(1) 演色指數(Color Rendering Index, CRI )系統 :晝光與白熾燈的演色指數定義為 100,視為理想的基準光源。此系統以 8 種彩度中等的標準色樣來檢驗,比較在測試光源下與在同色溫的基準光源下此 8 色的偏離(deviation)程度,以測量該光源的演色指數,取平均偏差值 Ra 20~100, 以 100 為最高。平均色差愈大,Ra值愈低(表2-4),低於 20 的光源通常不適於一般用途。
表2-4. 演色指數與演色性評價
指數(Ra)
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等 級
|
演色性評價
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一 般 應 用
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90~100
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1A
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優
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需要色彩精確比對與檢核之場所
|
80~89
|
1B
|
良
|
需要色彩正確判斷及討好表觀之場所
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60~ 79
|
2
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普
|
需要中等演色性之場所
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40~ 59
|
3
|
通
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演色性的要求較低,唯色差不可過大之場所
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20~39
|
4
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較差
|
演色性不重要,明顯色差亦可接受之場所
|
(2) 演色向量(Color Rendering Vectors, CRV)系統:CRV圖形顯示光譜中的所有顏色,選擇圓內 215 個測點,做為測試光源演色能力的依據。此 215 個色樣在全光譜的基準光源下與在測試光源下各別顏色的偏差程度皆以向量表示,可各別分析其色差方向與大小:起始點為真實色,終點為光源下所顯現的顏色;兩點間距離長度代表此色的色差大小;箭頭朝向指色差的方向,朝圓周時飽合度增加,朝圓心則飽合度降低(圖2-9)。
光源的演色性測量為與同色溫的基準光源的比較值,也唯有在色溫相同或相差不超過 300 K的情況下,比較不同光源的演色性優劣才有意義。在演色指數系統,所選用 8 色樣的平均偏差值指定為該光源的演色指數,無法表現出光源對各別 8 色與其他各種顏色的演色性,因此二光源即使色溫與演色指數皆相同,基於光譜組成的不同,亦會使物體呈現完全不同的表觀。而演色向量系統將 8 色樣擴增為 215 色,包括一般產品經常使用的顏色,且演色向量沒有平均值,可分別評估光源對各別 215 色的演色性。
根據對顏色的演色特性來評價光源的方法,除了演色指數 CRI 及演色向量 CRV 外,還有色彩喜好指數(Color Preference Index, CPI)與色彩識別指數(Color Discrimination Index, CDI)。CPI 係以所取樣的一群人對給定物體在測試光源下的色彩忠實度或對其喜好或滿意的程度來評價;CDI 則測量光源能容許大量不同色彩的區別能力。
光色的心理效果
一般說來,暖色系(黃~橙,紅~紫紅)在視覺感受上趨近於視者,有溫暖感;寒色系(藍紫~藍,藍綠~黃綠)則看起來後退,有清冷感。光的色調(color tones)亦可喚起吾人對自然環境或生活經驗的記憶與印象,例如火紅的太陽、陰藍的月色、魅綠的螢光等。在劇場燈光的運用上,除特定時間場景的光色使用外,琥珀色可以強調自然膚色,用粉紅色突顯正派人物,如惡棍等反派角色則以綠光來照,光源中若缺乏紅色波長會使人產生蒼白或不健康的膚色。
即便是通稱為白色的晝光,亦因其色溫的變化而呈現不同的環境觀感,例如陽光的溫暖與陰天的冷漠,此係因色溫度影響吾人心理感受之故(表2-5):色溫度在3300 K以下光色開始偏黃,使人感覺較為溫暖;色溫度超過5300以上,光色轉向青白,則感覺清冷。甚至環境的色調或光色的冷暖亦會影響觀者對環境溫度的感知(Rohles, 1977)。
表2-5. 色溫與心理感受
色溫度
|
心理感受
|
< 3300 K
|
溫暖
|
3300~5300 K
|
中介
|
> 5300 K
|
清冷
|
一般實務上較傾向在同空間使用相似的色溫,以力求色溫的一致性,但在某些情況下,不同色溫的光源也可以用來強調空間內的差異性。
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