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色差仪的CIE光源和观察标准光源详解

彩色仪器和软件包都包含对CIE标准光源和观察者的引用。这些术语是什么意思,它们在实际色彩评估中如何使用?在CIE(从法国Ç ommission 我 nternationale德L” ē clairage),或国际照明委员会,是对我们如何看待和衡量颜色的全球权威。BYK-Gardner在其仪器和可用软件包中使用了许多这些标准。本文将提供一些易于理解的解释,以解释这些标准以及如何使用它们。

色差仪

标准观察者

在1931年,有证据表明,位于人眼中的大多数视锥位于眼睛后部相当小的区域,由中央凹的2度入射角定义。一小部分人类观察者开始使用一组红色,绿色和蓝色光,通过针孔型设备进行观察,以匹配一组颜色。视角设置为2度角,它将激活眼睛中已知的颜色接收器。因此诞生了2度标准观察员。

然而,在1964年,这个标准的观察者被修改为包括10度角的中央凹刺激。发现锥体比以前认为的大得多。现在认为该10度视角可为人类观察者提供最佳的平均光谱响应。但是,某些行业和条件仍指定2度观察者。通常,使用2度观察器可以最好地评估颜色评估,在这种评估中,被测样品通常距离很远(例如,道路标志)或一角硬币的长度(在打印时)。

标准光源

这样就可以解释2度和10度的照明角度。但是在光源和观察者组合中的“ /”符号之前找到的字母代码又如何呢?这些均指的是许多人造光源或光源的数学定义的光谱功率分布。

由CIE定义的第一个光源是1931年定义的A,B和C光源。“ A”光源被定义为代表平均白炽灯光源或钨丝灯泡。然后使用液体滤光片定义“ B”和“ C”光源,以表示正午的直射阳光,色温为4874K(B),平均日照为6774K(C)。B已不再使用,甚至在规范中也很少提及。尽管C光源不是官方的CIE光源,但仍经常被提及。它由CIE松散定义,但从未获得“标准光源”状态。

在这些最初定义的光源之后的几年中,已经定义了许多其他光源。大多数是理论上用数学方法描述的光源,在现实生活中的任何地方都找不到。但是它们很有用,因为它们提供了比较的标准,并且与我们环境中的光线以及光线如何改变物理样本的外观紧密相关。

在A,B和C组光源之后是Daylight光源组。这些发光体中没有一个是自然发现的,但是用于表征这些各种发光体的光谱功率分布是从三个向量中得出的。第一个是所有SPD因子的平均值,用于仅用一个固定向量来重构SPD。第二矢量对应于由存在或不存在直射阳光或云引起的相关色温变化而引起的黄蓝色偏移。第三矢量对应于由水以蒸气或雾状存在而引起的粉红色-绿色变化。

这些D光源是根据它们要模拟的色温来命名的。例如,D50用作色温为5000开氏温度的Horizon Light仿真器。D55用于色温为5500开氏温度的晨间光线。D65用于中午日光,开氏温度为6500°。最后,D75对应于开尔文7500°处的北空日光。

所有这四种D光源都有自己的行业支持者,并用于标准的定义中。例如,涂料工业通常将光源/观察者指定为D65 / 10°。印刷行业通常会指定D55 / 2°。在比较仪器的测量值和增量时,了解标准光源和观察者角度是非常重要的。使用错误的组合可能会导致误导/错误的测量以及不合格材料的批准。

这些区别在任何地方都比荧光灯行业更明显和特定于供应商。

至少有8种不同的荧光灯,以匹配各种制造商的灯泡的光谱输出。但是,制造商彼此匹配灯泡,即使色温可能相等,用于制造该温度的磷光体组在制造商之间也可能会有所不同,并且在使用光谱辐射计评估时会导致光谱峰谷的差异很大。此处列出了各种荧光灯类型:

F4被称为暖白荧光灯(WWF),用于紧密匹配家用环境中白炽灯泡的温度。

F6是温度为4150°开氏度的荧光灯。F6灯管通常称为冷白荧光灯。

F7灯泡是日光荧光(DLF),色温为6500°开尔文。

F8灯泡的色温为5000°K,与上述D50光源非常相似。

F10 – F12荧光灯管被称为窄带灯管–光谱功率被限制在几个尖峰中。 图片由BYK-Gardner提供。

F10 – F12荧光灯管被称为窄带灯管–光谱功率被限制在几个尖峰中。

F10灯泡的色温也为5000°K。但是,它们与F8光源的区别足以保证其自身的光谱特征。

F11灯泡也称为T84或TL84。这些是具有非常窄的光谱照明波段的节能荧光灯。

因此,在阅读了所有这些光源后,最大的问题是“这对我意味着什么,为什么知道要使用的光源如此重要?” L * a * b *颜色值是从样品光谱曲线和光源光谱值的组合。样品在两种不同的光源下看起来可能完全不同。但是,单个样品在人眼上看起来总是一样的-在补偿各种外部光源时,人眼具有超级计算机智能。但是,当评估两个可能具有稍微不同的色素沉着的不同样本时,发光体将在两个样本彼此之间如何出现方面起巨大作用。考虑在约5000°K下在日光下评估的橙色样品。色素沉淀稍有不同的第二个样品在约5000°K的真实日光下可能看起来是相同的。但是,在F10荧光灯泡(也是5000°K的光源)下,550中的许多光会从样品反射出来-600 nm范围和超过625 nm缺失。L * a * b *值将非常不同,并且同色异谱极有可能。

样品在真实的日光下看起来可能相同。在冷白色荧光灯下,它们看起来可能相同。它们在白炽灯泡下看起来可能相同。但是,然后您走进装有节能F10灯泡的区域,它们看上去就像完全不同的颜色。光谱指南的固件和大多数颜色评估软件(例如BYK-Gardner的auto-QC)中使用的数学值有助于确定颜色在样品可能经受的各种光照条件下是否匹配。

了解光源要求并使用它。这是保证当您改变周围的光线时不会改变的良好色彩匹配的方法。


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