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基础知识普及,光源的显色性与色温
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时间:2014-07-23 11:42:40

 

        机器视觉系统中,光源是不可或缺的一员。光源的好坏可直接影响到成像质量。光源对物体的显色能力称为显色性,是通过与同色温的参考或基准光源下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色,但同样光色可由许多、少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成,对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。

        当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜色产生明显的色差。色差程度愈大,光源对该色的显色性愈差。演色指数系数仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。通常情况下显色分两种:

        忠实显色:能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数高的光源,其数值接近100,显色性最好。 例如,白炽灯的显色指数定义为100,视为理想的基准光源。

        效果显色:要鲜明地强调特定色彩,表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射,能使红色更加鲜艳;采用中等色温光源照射,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。

        色 温

        当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源的色温,用绝对温度表示。黑体辐射理论是建立在热辐射基础上的,所以白炽灯一类的热辐射光源的光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比较接近,都是连续光谱,用色温的概念完全可以描述这类光源的颜色特性。

        相关色温

        当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色接近时,黑体的温度就称为该光源的相关色温,单位为K。由于气体放电光源一般为非连续光谱,与黑体辐射的连续光谱不能完全吻合,所以都采用相关色温来近似描述其颜色特性。色温(或相关色温)在3300K以下的光源,颜色偏红,给人一种温暖的感觉。色温超过5300K时,颜色偏兰,给人一种清冷的感觉。通常气温较高的地区,人们多采用色温高于4000K的光源,而气温较低的地区则多用4000K以下的光源。

        色指数

        太阳光和白炽灯均辐射连续光谱,在可见光的波长范围380nm-760nm内,包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下,显示出它的真实颜色,但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下,颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价,引入显色指数的概念。以标准光源为准,将其显色指数定为100,其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示,Ra值越大,光源的显色性越好。

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