选择合适的光源—解析D65与TL84的关键区别及目视评估技巧

太阳是生命之源，其洋溢的光辉赋予地球以生命力，促使自然界万物繁荣生长，保障了人类文明的持续发展。它主要通过辐射的光能向我们传递生命所需的能量。更为神奇的是，太阳光中包含的多彩光谱，不仅滋养了大地，还为我们的世界披上了绚烂的色彩，丰富了我们的视觉体验。

在今天我们探讨一下“光源”这一主题。光，作为一种电磁波，其分类依据是波长。电磁波的波长不同，其应用领域也各异。

特别地，人眼能够感知的光波范围介于380nm至780nm之间，其中400nm至700nm的波段尤其关键，几乎涵盖了人类可见的所有色彩。我们平日所见的白光，实际上是这一波段中各种色光的综合体。为了统一颜色的评估标准，国际照明委员会（CIE）制定了一系列用于颜色评估的常用光源标准，并对不同光源的性能进行了评价，这些将在课堂上逐一介绍。

一、颜色评估常用的标准光源有四种：

在颜色评估中，标准光源的选择至关重要，共有四种常用标准光源：

①D65光源：被认为是模拟平均日光的光源，广泛应用于各行各业。它旨在模仿自然白天的太阳光环境。

②A光源：此光源类似于白炽灯发出的光，其色温较低，发出偏黄色的光。主要用途包括模拟橱窗照明条件下的光环境，以及用于进行同色异谱效果的评估。

③F2光源：亦称为CWF（Cool White Fluorescent）这是一种冷白色的荧光灯光源，特别在北美的商店中得到广泛使用。针对出口至北美市场的产品，常常需要按照此类光源的条件来进行颜色评估和匹配。

④F11光源，也被称作TL84光源：这种光源是一种窄频带的白色荧光灯，是欧洲商店中的常见照明方式。对于销售或出口到欧洲的产品，通常要求在此种光源下进行颜色评估以确保颜色的准确性和一致性。

二、光谱功率分布与光源特性

光谱功率分布描述了光源在不同波长上的功率密度，这与物体反射光谱的概念相似。它为光源的性质提供了最详尽的描述，可以视为光源的独特“指纹”。不同类型的光源显示出不同的分布特征。在380至780纳米的可见光范围内，光谱分布越是均衡平滑，光源对物体颜色的还原性就越高。接下来，我们将展示几种常用光源的光谱功率分布图。

光谱功率分布为我们提供了关于光源色光特性的全面信息，尽管如此，由于数据量庞大（在380-780nm范围内以5nm间隔存在101个数据点），这使得信息的交流与分享变得复杂。

光源的色彩影响，尽管可以通过其光谱功率分布细致了解，但人眼更直观地感知到的是光源的总体色彩倾向。国际照明委员会（CIE）的xy色度坐标系统能够简明地表示光源的整体色度位置，从而简化了颜色信息的传达。在这个系统中，x轴值越大表示颜色趋向红色，y轴值越大表示颜色趋向绿色，而当两者值都减小时，颜色则偏向蓝色。以坐标点（0.33,0.33）代表纯白色，D65光源的色度坐标为（0.31,0.32），显示为带有轻微蓝色调的白色，这种坐标表示形式被用来界定色品。

典型的光源大多发出白光，但根据其特性，这些光源可能偏向红黄色调或蓝色调。这引发了一个问题：是否存在一个单一的参数能够准确描述光源的色相特征？为了解决这个问题，国际照明委员会（CIE）引入了色温（CCT，Correlated Color Temperature）的概念，通过一个简单的参数来表征光源的色相。

色温的概念基于黑体（或完全辐射体）的行为。黑体在未被加热时不发光，但当其温度升高时，会开始发光并随着温度的不同变换光的颜色。具体来说，低温下黑体发出红色光；温度升高时，光色转向黄色；再进一步增加温度时，光变为白色；当温度达到更高时，会发出蓝光。因此，光源的色相可以通过与黑体在特定温度下发出相同颜色的光相对应的温度值来定义。这一过程在色度图上表现为随温度增高，光的色相沿着特定轨迹变化的现象。

色温是用来描述光源颜色的一个参数，采用开尔文（K）作为度量单位。例如，A光源的色温是2890K，表明其发出的光接近低温下黑体的红色光；D65光源的色温为6500K，表示其光色类似于中午阳光下黑体的光色；F2光源，色温为4150K，介于A光源与D65光源之间，发出偏冷的白光。

即便是色光看起来相同的不同光源，照射在同一物体上时，所反射的光色可能会有所不同。这是因为光源的显色性能各异，由其光谱功率分布的差异引起。例如，两个均为D65标准的光源中，一个分布更均匀的光源能够使物体颜色表现得更为鲜明和饱满；而另一个光源如果存在明显的光谱波峰和波谷，可能会导致某些颜色的丢失，使得物体颜色显得不那么吸引人。

CIE定义了显色指数（CRI）来衡量光源展现物体自然色彩的能力，范围从0到100，数值越高表示显色性能越好。例如，自然光和白炽灯的CRI为100，而CWF荧光灯的CRI只有65，说明它在颜色还原方面表现不佳。

为评价人造光源模拟自然日光（D65标准）的质量，CIE设立了从A至E的日光模拟等级，A级最佳，E级最差。

光源亮度的单位是坎德拉（cd），1cd定义为特定方向上，频率为540×10^12赫兹的单色光源的光通量，这是衡量光强的标准。

光照射到物体上的强度，即照度，衡量单位面积接收的可见光量，以勒克斯（Lux，Lx）为单位。根据ASTM标准，不同颜色的样品推荐不同的照度级别以确保准确评估：浅色样品推荐540 Lx；中等颜色样品，一般评估810-1880 Lx，精确评估1080-1340 Lx；深色样品推荐2150 Lx。

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