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1、光源色温 光源色度学是色彩混合的定量科学，根据三原色理论，任何一种色彩都可以用一定组成的三原色匹配出来，如电脑显示器的发光原理就是利用三束电子分别轰击红、绿、蓝三种荧光粉而形成千万种不同颜色的。 而生理试验也间接证明了人的眼睛中有对应三种颜色非常敏感的感光细胞，虽然没有搞清其生理机理， 但有助于我们解释许多现象。 广义地讲， 一切能在可见光波长范围内辐射电磁波的东西都可以称为光源； 狭义地讲，就是指照明， 能在可见光整个波段范围内能提供较均匀分布的光能辐射体才是光源。1天然光源在电气照明出现之前， 人类接触到的最重要的光源是日光和火焰。大自然还出现闪电这种放电光源以及生物与化学发光的荧光等生物
2、光源。日光的光谱组成随一天的时间、 云量和季节而变化， 还与采光方向有关， 因此是一种是周期性变化且不稳定的光源，自然界的其他发光现象则极具偶然性， 并且很不稳定， 难于控制和驾驭。 但日光具有相对长时间的持续照明，当天气稳定时，也有相对长时间的稳定辐射，稳定的规律，而且在适当的条件下，日光也是最理想的白光。正是日光这种照明特点， 造就了自然万物的生命节律与作息模式。除此之外火焰是人类掌握利用的第二种主要的光源。2.人造光源 1889 年，爱迪生发明了电灯。从此，人类开始大量使用人造光源。电的使用，彻底告别了漫长的黑夜。 由于科学技术的发展， 越来越多的新型人造光源不断出现，各种绚烂缤纷的灯点
3、缀了我们的生活。人造光源在工业生产和民用照明以及我们从事的广告业中大量采用。（1）白炽灯 利用钨丝的热效应发光，由于成本和制造工艺简单，因此使用最为广泛。光谱色温大约为 28003000K。发光效率低，适合居室照明，不适合广告照明。（2）卤钨灯在白炽灯中充入卤素蒸汽，如碘、溴等，并用热膨胀系数极少的石英玻璃作外壳，提高其工作温度。这种灯工作温度为3400K，比普通白炽灯高 400500K，明显改变灯光的现色性，而且发光效率高。 广泛应用在汽车车灯、 放映机、影楼摄影和影视拍摄中要求现色性能高的场合。近年来，不断在户外广告的照明中采用。（3）高压钠灯和汞灯这两种灯原理都是采用高压气体放电发光。虽
4、然发光效率最高，但其现色性极差。一般用在公路照明或工厂辅助照明中，而不用在广告照明中。（4）普通日光灯这种灯主要采用低压气体放电发光。由于其采用的荧光粉是混合的，因此可以在整个可见光波段内提供足够的辐射能。并可以根据荧光粉的比例来生产各种颜色的灯。其色温主要有： 3000K、40005000K 和 65007400K。冷白型日光灯十分接近晴天的平均日光，由于其寿命长、 发光效率高、 现色性好， 因此成为优良的室内外照明光源。现代广告中的大量灯箱广告主要采用电子启动的日光灯。（5）高压氖灯高压氖灯受激发光的物质是惰性气体氖原子，它发出的光是最理想的日光型白光（色温 6250K）。为了能承受高压高
5、温，氖灯的玻璃壳是用很厚的石英玻璃作成的。但高压氖灯的电极间距很小，仅有几个毫十。光呈冷白色，是理想的模拟平均日光的施照体。最色性极好，不但可用于要求显色性高的室外照明，又可用作放映彩色影片的光源， 也是现代色彩测定用的标准光源之一。（6）霓虹灯严格地讲，霓虹灯不应该是一种照明光源。它是利用惰性气体发光，但其发光的色饱和度最高， 因此色彩艳丽， 非常适合夜晚的户外广告造型。夜晚的城市中，霓虹灯是最绚烂的主角。 色温色温的基础知识自然界的光线不总是相同的。 可感知到的一个物体颜色依赖于照射到他的光源。人类的大脑可以很好地 “ 校正” 这些颜色变化，但是我们所使用的胶片或CCD/CMOS 感光器却
6、不能完成这样的任务。如果一个物体燃烧起来， 首先火焰是红色的， 随着温度升高然后它变成了橙黄色，然后变成白色，最后呢，蓝色出现了。苏格兰数学家和物理学家lord kelvin 在 1848 年最早发现了热与颜色的紧密结合关系，并且留给世界了一个伟大的“ 绝对零度 ” （-273.16摄氏度）概念。从此创立了开氏温标（ Kelvin temperaturescale ）。这就是我们今天谈论色温的理论基础。下图为开氏温标示意图：开氏温标用 K（kelvin 的缩写）单位来表示温度，越低的数值表示越“ 红” ，越高的数值表示越“ 蓝” 。红和蓝并不是光线本身颜色， 只是表明光谱中的红或蓝成分较多。下
7、面看看开氏温标中的常见标准：“ 绝对零度 ” 在开试温标中表示为0K，对应的是 -273.16 摄氏度或 -459 华氏度，在这个温度下物质的热活性完全停止。蜡烛的色温一般在1800K白炽灯在 3000K晴天为 5200K阳光直射下 5000K阴天下 6500-9000K深蓝的天空本身可以到20000K！色温即光源色品质量的表征。 光源的色品质量， 也就是说要了解一个光源的光的色相倾向和色饱和程度。在技术上，我们用色温（K）来表示光源的色品质。对于色温与光源的色品质，可以有这样认为，色温越高，光越偏冷，色温越低，光越偏暖。国际照明协会制定了三种供色彩测定用的标准光源： CIEILL A、CIE
8、ILL B、CIEILL C（具体内容参照相关资料）。标准中，D65 色温为 6500K，这种光源的辐射能分布与典型的平均日光十分相似，故应用最广。 因日光随气候和时间而异，其光源色温在 55007500K 间变化。许多显示器都提供了色温选择， 一股有 5600K、6500K、9300K。许多人习惯选择9300K 或 6500K 的色温。等能光源 E 是一种理想的辐射能分布完全均匀的光源的相关色温只有5400K，相当于直射阳光，故仍是一种偏暖的白光。 根据人眼的色知觉判断， 理想的白是偏冷的，即为色温较高的白光。索尼显示器的白色偏冷， 因此感觉其色彩非常艳丽， 适合人眼的特点。荧光增白剂的作用
9、是通过在涂料里加少量的蓝颜料，来增强冷和白的感觉。下面是标准光源和日光的相关参数。 标准 D656500K 直射阳光5330K 阴天天光6500K 45 仰角北天空10000K 等能光源 E5400K华人民共和国新闻出版行业标准色评价照明和观察条件CY/T3-1999代替 CY 3-911范围本标准规定了印刷行业观察颜色样品的照明和观察条件。本标准适用于出版和印刷行业对彩色原稿(透射稿和反射稿)及其复制品观察评定的环境条件，也适用于与印刷相关的行业对颜色观察和评定的环境条件。2引用标准GB/T 5702 1985 光源显色性评价方法3标准照明体和标准光源3.1CIE 标准照明体D50CIE 标
10、准照明体D50代表相关色温为5003K的典型昼光。在CIE1931色品图上，照明体的色品坐标为x=0.3457，y=0.3586；在 CIE 1960UCS 色品图上的色品坐标为u=0.2091，v=0.3254，其相对光谱功率分布见附录B。3.2 CIE 标准照明体D65CIE 标准照明体D65 代表相关色温为6504K 的典型昼光。在CIE 1931 色品图上，其色品坐标为x=0.3127 ，y=0.3291 ；在 CIE 1960UCS 色品图上的色品坐标为u=0.1978 ，v=0.3122 ，其相对光谱功率分布见附录B。3.3 标准光源光源的指标应是照明装置的整体指标，包括光源的反光
11、、散射装置的作用，或者是在观察面上测量的数值。观察颜色样品所用的人工光源应为3.1 和 3.2 中所述两种照明体的模拟体，光源与标准照明体的色品偏差值C应小于 0.008 ，相当于20mireds 。色品偏差值C的计算方法见附录A。3.4 光源的显色指数光源的一般显色指数Ra 应不小于90 ，特殊显色指数Ri( 检验色样 9 15) 应不小于80 。关于光源显色指数的计算见GB/T5702 。4照明条件4.1透射样品的照明条件观察透射样品所采用的参照照明体为3.1 中 CIE 标准照明体D50 ，所用光源为D50的模拟体。光源应均匀漫射照明观察面，使观察面的亮度为(1000250)cd/m2。
12、在观察面上不应看到光源的轮廓或有亮度突变，亮度的均匀度应不小于80 。4.2 反射样品的照明条件用于观察反射样品(反射原稿和复制品)所采用的参照照明体为3.2 中 CIE 标准照明体D65，所用人工光源为D65 的模拟体。用于观察反射样品的光源应在观察面上产生均匀的漫射光照明，照度范围为500lx 1500lx ，视被观察样品的明度而定。观察面不应有照度突变，照度的均匀度不小于80。4.3 照明均匀性的测量根据观察面的面积，把观察面等分成9 块或更多等分的数量。在垂直于每块面积的中心进行测量，平均亮度或照度为各点测量值的平均值，亮度或照度的均匀度为最大值与最小值之比。为保证观察透射样品的光源装
13、置所发出的光是均匀散射光，在与观察表面法线成0 45 角之间任意角度的亮度测量值与垂直方向测量值之比不能低于85。测量用亮度计或照度计的光谱灵敏度应符合CIE 明视觉光谱光效率函数V() 。5观察条件5.1 观察者进行色评价工作的观察者必须是非色盲和非色弱的正常色觉观察者。5.2 透射样品与复制品比较时的观察条件透射样品应由来自背后的均匀漫射光照明，在垂直于样品的表面观察。观察时应尽量将样品置于照明面的中部，使其至少在三个边以外有50mm 宽的被照明边界。当所观察透射样品的面积总和小于70mm 70mm时，应适当减小被照明边界的宽度，使边界面积不超过样品面积的4 倍，多余部分用灰色不透明的挡光
14、材料遮盖。5.3 直接观察透射样品的观察条件直接观察透射样品而不与复制品比较的观察条件同5.1 ， 只是被照明边界要用透射密度为(1.0 0.1)D 的透射漫射材料遮盖，遮盖材料颜色与中性灰的偏差C 应符合 3.3 中的规定。5.4 反射样品的观察条件观察反射样品时，光源与样品表面垂直，观察角度与样品表面法线成45 夹角，对应于0/45 照明观察条件，如图 1 所示。作为替代观察条件，也可以用与样品表面法线成45 角的光源照明，垂直样品表面观察，对应于45/0 的照明观察条件，如图2 所示。但此时观察面照度的均匀度应符合4.2 中的规定。当观察光泽度较大的样品时，观察角度可以在一定范围内调整，
15、以找出最佳的观察角度。5.5 环境色和背景色观察面周围的环境色应当是孟塞尔明度值68 的中性灰 (N6/ N8/) ，其彩度值越小越好，一般应小于孟塞尔彩度值的0.3 。若观察面周围的墙壁和地面不符合上述要求，则应用符合上述要求的挡板将样品围起来，或者使用环境反射光，在观察面上产生的照度小于100lx 。观察反射样品时的背景应是无光泽的孟塞尔颜色N5/ N7/ ，3 彩度值一般小于0.3，对于配色等要求较高的场合，彩度值应小于0.2。附录 A(提示的附录 )色品坐标和色差的计算方法A2光源与标准照明体色品偏差的计算设光源的色品坐标为uk、vk ，标准照明体的色品坐标为us、vs，则色品偏差C
16、为在 CIE1931 色度图上，C对应于一个椭圆。 观察透射样品用的光源的色品偏差应位于以x=0.3457 ， y=0.3586为中心，以下面4 点x1=0.3590 ，y1=0.3796x2=0.3369 ，y2=0.3641x3=0.3324 ，y3=0.3376x4=0.3545 ，y4=0.3531为长轴和短轴的椭圆内(见图 A1)，或等价于满足下面的不等式：14.815x2 14.4407xy 7.9309y2 5.0617x 0.7041y 10观察反射样品用光源的色品偏差应位于以x=0.3127 ，y=0.3291为中心，以下面4 点x1=0.3245 ，y1=0.3481x2=
17、0.3041 ，y2=0.3344x3=0.3001 ，y3=0.3101x4=0.3213 ，y4=0.3238为长轴和短轴的椭圆内(见图 A2)，或等价于满足下面的不等式：16.0424x2 14.6904xy 8.7109y2 5.1971x 1.1464y 10超高亮度白光和的蓝光LED ，分别色温是多少？波长是多少？光通量是多少？给植物光合作用该如何搭配是否还需要红光？问题补充： 不意思我把问题搞错了，应该是超高亮度的LED 发光二级管，白光和蓝光，它们分别色温是多少？波长是多少？光通量是多少？给植物光合作用该如何搭配是否还需要红光？植物需要多少LUX 才能进行光合作用。提问者：lo
18、ng5656long- 试用期一级最佳答案白光是复合光，可以用红、绿、蓝(R、G、B)三基色 LED 混合成白光。 1995 年前后生产的一种集成LED 白光灯 (或称全色 LED 灯)由 2 个高亮度蓝光LED 、15 个绿光 LED 及 5 个红光 LED 组成。一般的，冷白光的色温为4500-10000K ，主波长为5500Knm ，典型光通量为150lm 。暖白光的色温为2850-3800K ，主波长为3300Knm ，典型光通量为135lm蓝光的色温为20000K ，主波长为470K ，典型光通量为4.97lm光线光谱与植物光合作用的关系光谱范围对植物生理的影响：280 315nm对
19、形态与生理过程的影响极小315 400nnm叶绿素吸收少，影响光周期效应，阻止茎伸长400 520nm （蓝）叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大520 610nm色素的吸收率不高610 720nm （红）叶绿素吸收率低，对光合作用与光周期效应有显著影响720 1000nm吸收率低，刺激细胞延长，影响开花与种子发芽1000nm转换成为热量Harry Stijger （ Flower Tech 2004 年 7（2）认为：事实上在光合作用过程中，光颜色的影响性并无不同，因此使用全光谱最有利于植物的发育。植物对光谱的敏感性与人眼不同。人眼最敏感的光谱为555nm ，介于黄 -绿光。对
20、蓝光区与红光区敏感性较差。植物则不然，对于红光光谱最为敏感，对绿光较不敏感，但是敏感性的差异不似人眼如此悬殊。植物对光谱最大的敏感地区为400700nm 。此区段光谱通常称为光合作用有效能量区域。阳光的能量约有45位于此段光谱。因此如果以人工光源以补充光量，光源的光谱分布也应该接近于此范围。光源射出的光子能量因波长而不同。例如波长400nm （蓝光）的能量为700nm （红光）能量的1.75 倍。但是对于光合作用而言，两者波长的作用结果则是相同。蓝色光谱中多余不能作为光合作用的能量则转变为热量。换言之，植物光合作用速率是由400700nm中植物所能吸收的光子数目决定，而与各光谱所送出的光子数目
21、并不相关。但是一般人的通识都认为光颜色影响了光合作用速率。植物对所有光谱而言，其敏感性有所不同。此原因来自叶片内色素（pigments ）的特殊吸收性。其中以叶绿素最为人所知晓。但是叶绿素并非对光合作用唯一有用的色素。其它色素也参与光合作用，因此光合作用效率无法仅有考虑叶绿素的吸收光谱。光合作用路径的相异也与颜色不相关。光能量由叶片中的叶绿素与胡萝卜素所吸收。能量藉由两种光合系统以固定水分与二氧化碳转变成为葡萄糖与氧气。此过程利用所有可见光的光谱，因此各种颜色的光源对于光合作用的影响几乎没有不同。有些研究人员认为在橘红光部份有最大的光合作用能力。但是此并不表示植物应该栽培于此种单色光源。对植物
22、的形态发展与叶片颜色而言，植物应该接收各种平衡的光源。蓝色光源（ 400500nm ）对植物的分化与气孔的调节十分重要。如果蓝光不足，远红光的比例太多，茎部将过度成长，而容易造成叶片黄化。红光光谱（655665nm ）能量与远红光光谱（725735nm ）能量的比例在1.0 与 1.2 之间，植物的发育将是正长。但是每种植物对于这些光谱比例的敏感性也不同。在温室内部常常以高压钠灯做为人工光源。以Philips Master SON-TPIA灯源为例，在橘红色光谱区有最高能量。然而在远红外光的能量并不高，因此红光/远红光能量比例大于2.0 。但是由于温室仍有自然阳光，因此并未造成植物变短。(如果
23、在生长箱使用此光源，就可能产生影响。)在自然阳光下， 蓝光能量占有20。 对人工光源而言， 并不需要如此高的比例。 对正常发育的植物而言， 多数植物只需要400700nm范围内 6的蓝光能源。在自然阳光下，已有此足够蓝光能量。因此人工光源不需要额外补充更多的蓝光光谱。但是在自然光源不足时（如冬天），人工光源需要增加蓝光能量，否则蓝色光源将成为植物生长的限制影响因子。但是如果不用光源改善方法，仍是有其它方法可补救此光源不足问题。例如以温度调节或是施用生长荷尔蒙。（附记）：由 BSE 研究室对光源与植物组培养苗发育关系的研究结果，有两点结论与此篇文章相近：一、光源的颜色并不影响光合作用速率，因此也
24、不影响鲜重或干物重。影响光合作用速率的主要因子仍是光量与温度。二、光质影响了组培苗的形态，例如组培苗节距长度（苗的高度），叶片叶绿素含量，地下物与地下物的比例等。(中兴大学生物系统工程研究室陈加忠 )光合作用的过程:光反应阶段光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光能才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段光合作用第二个阶段中的化学反应，没有光能也可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体，在光合作用的过程中，二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义光合作用为包
25、括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面；第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“ 绿色工厂 ” 。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都
26、是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为 10000 ts(吨每秒 )。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20 亿至 30
27、 亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3) 。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。关于光源色温与标准光源的讨论2009-04-12 19:55以绝对温度 K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝， 逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。因相
28、关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值， 并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源， 可能在光色外观上仍有些许差异。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。不同光源环境的相关色温光源色温北方晴空8000-8500k阴天6500-7500k夏日正午阳光5500k金属卤化物灯4000-4600k下午日光4000k冷色营光灯4000-5000k高压汞灯3450-3750k暖色营光灯2500-3000k卤素灯3000k钨丝灯2700k高压钠灯1950-2250k蜡烛光2000k光源色温不同，光色也不同：色温在 3300K以下，光色偏红给以
29、温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在 3000-6000K 为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的感觉；故称为中性 色温。色温超过 6000K ，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，a. 色温与亮度高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。b. 光色的对比在同一空间使用两种光色差很大的光源， 其对比将会出现层次效果， 光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳；采用中色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。标准光源：我们知道， 照明光源对物
30、体的颜色影响很大。不同的光源， 有着各自的光谱能量分布及颜色，在它们的照射下物体表面呈现的颜色也随之变化。为了统一对颜色的认识， 首先必须要规定标准的照明光源。因为光源的颜色与光源的色温密切相关，所以CIE规定了四种标准照明体的色温标准：标准照明体 A：代表完全辐射体在2856K发出的光（ X0=109.87，Y0=100.00，Z0=35.59）；标准照明体 B：代表相关色温约为4874K的直射阳光（ X0=99.09，Y0=100.00，Z0=85.32）；标准照明体 C ：代表相关色温大约为6774K的平均日光，光色近似阴天天空的日光（X0=98.07，Y0=100.00，Z0=118.
31、18）；标准照明体 D65 ：代表相关色温大约为6504K的日光（ X0=95.05，Y0=100.00，Z0=108.91）；标准照明体 D ：代表标准照明体D65以外的其它日光。CIE 规定的标准照明体是指特定的光谱能量分布，是规定的光源颜色标准。它并不是必须由一个光源直接提供， 也并不一定用某一光源来实现。为了实现 CIE 规定的标准照明体的要求， 还必须规定标准光源， 以具体实现标准照明体所要求的光谱能量分布。CIE推荐下列人造光源来实现标准照明体的规定：标准光源 A：色温为 2856K的充气螺旋钨丝灯，其光色偏黄。标准光源 B：色温为 4874K ，由 A光源加罩 B型 D-G液体滤
32、光器组成。光色相当于中午日光。标准光源 C ：色温为 6774K ，由 A光源加罩 C型 D-G液体滤光器组成，光色相当于有云的天空光现在与我们纺织面料密切相关的标准光源还有D65 国际标准人工日光 (ArtificialDaylight)色温：6500K 功率：20WTL84 欧洲、日本、中国商店光源色温：4000K 功率：18WCWF美国冷白商店光源 (CoolWhite Fluorescent )色温：4150K 功率：20WF 家庭酒店用灯、比色参考光源色温：2700K 功率：40WUV 紫外灯光源 (Ultra-Violet)波长：365nm 功率：20WU30 美国暖白商店光源 (Warm White Fluorescent )色温：3000K 功率：20W(30U)A 美式厨窗射灯、比色参考用灯色温：2856K 功率：60WTL83欧洲标准暖白商店光源(Warm White )色温：3000K 功率：18W色温表：