光学的一些概念

光源的能指标性

①光量特性指标。包括总光通量、亮度、光强、紫外线量和热辐射量

等。

②光色特性指标。包括光色、色温、显色性、色度和光谱分布等。

③电气特性指标。包括消耗功率、灯电压、灯电流、启动特性和干扰

噪声等。

④机械特性。包括几何尺寸、灯结构和灯头等。

⑤经济特性。包括发光效率、寿命、价格和电费等。

⑥心理特性。包括灯外观和舒适性等。

照明光源

照明光源是以照明为目的，辐射出主要为人眼视觉的可见光谱（波长380～780纳米）的电光源，其规格品种繁多，功率从0.1瓦到20千瓦，产量占电光源总产量的95％以上。

照明光源品种很多，按发光形式分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源3类。

①热辐射光源。电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种。

②气体放电光源。电流流经气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种，放电电压有低气压、高气压和超高气压3种。弧光放电光源包括：荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯，高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯，超高压汞灯等超高压气体放电灯，以及碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气压跨度较大的气体放电灯。辉光放电光源包括利用负辉区辉光放电的辉光指示光源和利用正柱区辉光放电的霓虹灯，二者均为低气压放电灯；此外还包括某些光谱光源。

③电致发光光源。在电场作用下，使固体物质发光的光源。它将电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。

辐射光源

辐射光源是不以照明为目的，能辐射大量紫外光谱（1～380纳米）和红外光谱（780～1×106纳米）的电

光源无处不在

光源，它包括紫外光源、红外光源和非照明用的可见光源。以上两大类光源均为非相干光源。此外还有一类相干光源，它通过激发态粒子在受激辐射作用下发光，输出光波波长从短波紫外直到远红外，这种光源称为激光光源。

编辑词条

光色

光色是指“光源的颜色”，或者数种光源综合形成的被摄环境的“光色成分”。在摄影领域，人们常把某一环境下的光色成分的变化，用“色温”来表示。光色决定照片总的色调倾向，对表现主题帮助较大。如红色表现热烈，黄色表示高贵，白色表示纯洁等。

色温

百科名片

色温（colo(u)r temperature）是表示光源光色的尺度，单位为K（开尔文）。色温是在摄影、录象、出版等领域具有重要应用。光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温，它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。

三种色温的荧光灯光谱

色温的相关内容概述

色温是表示光源光谱质量最通用的指标。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布集中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；闪光灯为3800K；中午阳光为5400K；电子闪光灯为6000K；蓝天为

12000-18000K。

在讨论彩色摄影用光问题时，摄影家经常提到“色温”的概念。色温究竟是指什么? 我们知道，通常人眼所见到的光线，是由7种色光的光谱所组成。但其中有些光线偏蓝，有些则偏红，色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法，是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的，他制定出了一整套色温计算法，而其具体确定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。

开尔文认为，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，它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如，当黑体受到的热力相当于500—550℃时，就会变成暗红色（某红色波长的辐射强度最大），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温度相对应的。色温通常用开尔文温度(K)来表示，而不是用摄氏温度单位。打铁过程中，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。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来对应表示物体在特定温度辐射时最大波长的颜色。

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。

色温在摄影中的应用

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5500K日光型、3400K强灯光型和3200K钨丝灯型多种。因而，摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷，才会得到准确的颜色再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡，就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温，使与胶卷的色温相匹配，才会有准确的色彩再现。

通常，两种类型的滤光镜用于平衡色温。一种是带红色的81系列滤光镜，另一种是带微蓝色的82系列滤光镜。前者在光线太蓝时(也就是在色温太高时)使用：而后者是用来对付红光，以提高色温的。82系列滤光镜使用的机会不如81系列的多。事实上，很多摄影家的经验是，尽量增加色温，而不是降低色温。用一枚淡黄滤光镜拍摄最平常的日落现象，会产生极其壮观的效果。

美国一位摄影家的经验是，用微红滤光镜可在色温高达8000K时降低色温，而用蓝滤光镜可使日光型胶卷适用于低达4400K的色温条件。平时，靠使用这些滤光镜几乎可以在白天的任何时候进行拍摄，并取得自然的色调。但是，在例外的情况下，当色温超出这一范围之外时，就需要用色彩转换滤光镜，如琥珀色的85B滤光镜，可使高达19000K的色温适合于日光型胶卷。相反，使用灯光型胶卷配以82系列的滤光镜，可使色温下降到2800K。

倘若需要用日光型胶片在用钨丝灯照明的条件下拍摄时，还可以用80滤光镜。如果当时不用TTL曝光表测光的话，须增加2级光圈，以弥补光线的损失。而当用灯光型胶片在日光条件下拍摄时，就需用85B滤光镜，需要增加2／3级光圈。

然而，目前市场上通用的滤光镜代号十分混乱，不易识别，并不是所有的制造厂商都用标准的代号和设计。因此，在众多的滤光镜中，选出一个合适的滤光镜是不容易的。为了把滤光镜分类的混乱状况系统化，使选择滤光镜的工作简化，加拿大摄影家施瓦茨介绍了国际上流行的标定光源色温的新方法。

光谱中长短波长光线比例为色温。

如何选择合适的色温

色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学.身理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的，例如在摄影上我们用3200K的白炽热灯(3200K)，但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温低一点；相同的道理，我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影响到正常红色的

表现)让画面看起来色温高一点。

在色温上的喜好是因人而定的，这跟我们日常看到景物景色有关，例如在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在11000K(8000K(黄昏)～17000K(中午))，所以比较喜欢高色温(看起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红，

电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000K～9500K之间，所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300K去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异，以一年四季的平均色温约6000K为制作的参考的，所以我们再看那些外来的片子时，就会发现5600K～6500K最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红，偏暖，有些不大适应。

就是色温黑眼睛的人看9300K是白色的但是蓝眼睛的人看了就是偏蓝 6500K蓝眼睛的人看了是白色咱们中国人看了就是偏黄

准确地进行色温定位

如何准确地进行色温定位？(原文地址http://ledlights.net.cn/zhishi/sewen.html)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！

几种色温的荧光灯光谱图

由下至上分别为2700K，4000k，6500k三种荧光灯的光谱。色温越高，蓝光区域所占比重越大。

色温图展示

照度

定义从同一方向看，在给定方向上的任何表面的每单位投影面积上的光照强度（光度）。单位为英尺朗伯。亮度信号（Luminance signal）：NTSC彩色电视信号中涉及场景照度或亮度的那部分信号。

照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒[克斯](Lux,lx) ，即 1m/m2 。 1 勒[克斯]等于 1 流[明](lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。

照度的计算

照度的计算方法，有利用系数法、概算曲线法、比功率法和逐点计算法等。

(一)利用系数法

1、利用系数的概念

照明光源的利用系数(utilization coefficient) 是用投射到工作面上的光通量( 包括直射光通和多方反射到工作面上的光通)与全部光源发出的光通量之比来表示，

即u=φe/nφ

利用系数u与下列因数有关：

1)、与灯具的型式、光效和配光曲线有关。

2)、与灯具悬挂高度有关。悬挂越高，反射光通越多，利用系数也越高。

3)、与房间的面积及形状有关。房间的面积越大，越接近于正方形，则由于直射光通越多，因此利用系数也越高。

4)、与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关。颜色越浅，表面越洁净，反射的光通越多，因而利用系数也越高。

2、利用系数的确定

利用系数值应按墙壁和顶棚的反射系数及房间的受照空间特征来确定。房间的受照空间特征

用一个“室空间比”(room cabin rate，缩写为RCR)的参数来表征。

如图8-12所示，一个房间按受照的情况下不同，可分为三个空间：最上面为顶棚空间，工作面以下为地板空间，中间部分则称为室空间。对于装设吸顶灯或嵌入式灯具的房间，没有顶棚空间；而工作面为地面的房间，则无地板空间。

室空间比 RCR=5hRC(l+b)/lb：

公式中

hRC，代表室空间高度；

l，代表房间的长度；

b，代表房间的宽度。

根据墙壁、顶棚的反射系数(参看表8-1)及室空间比RCR，就可以从相应的灯具利用系数表中查出其利用系数。

3、按利用系数法计算工作面上的平均照度由于灯具在使用期间，光源本身的光效要逐渐降低，灯具也要陈旧脏污，被照场所的墙壁和顶棚也有污损的可能，从而使工作面上的光通量有所减少，所以在计算工作面上的实际平均照度时，应计入一个小于1的“减光系数”。因此工作面上实际的平均照度为Eav=uKnφ/A

公式中：

u，代表利用系数；

K，代表减光系数(亦称维护系数)，参考值如表8-3所列；

n，代表灯的盏数；

φ，代表每盏灯发出的光通量；

A，代表受照房间面积。

为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得：半径为1m的半球面积为2π×1^2=6.28 m2，距光源1m处的光照度值为：1200Lm/6.28 m2=191Lux。同理，半径为5m 的半球面积为:2π×5^2=157 m2，距光源5m处的光照度值为：1200Lm/157 m2=7.Lux。]

生活场所中照度的标准

确定照度的原则应根据工作、生产的特点和作业对视觉的要求确定照度；对于公共建筑还要根据其用途考虑各种特殊要求，如商场除要求工作面适当的水平照度外，还要有足够的空间亮度，给顾客一种明亮感和兴奋感，不同商品销售区，要求不同照度，以渲染促销重点商品；又如宾馆等建筑，常常运用照明来营造一种气氛，所使用的照度以至色表，就有特殊要求；象体育竞赛场馆，更需要很高的垂直面照度或半柱面照度，以满足彩色电视转播的要求和观众观看的清晰和舒适感。

确定照度的依据

（一）识别对象的大小，即作业的精细程度；

（二）对比度，即识别对象的亮度和所在背景亮度之差异，两者亮度之差越小，则对比度越小，就越难看清楚，因此需要更高照度；

（三）其他因素：视觉的连续性（长时间观看），识别速度，识别目标处于静止或运动状态，视距大小，视看者的年龄等。

照度对工作、生产的影响

（一）工业生产场所的照度将对产品的质量、差错率、废品率、工伤事故率有一定影响；

（二）办公室、阅览、金融工作场地等的照度，对工作效率、阅读效率有很大关系；

（三）以上两类视觉场所的照度不足，连续工作时会引起视觉疲劳，长时期将导致人眼视力下降以及头晕等心理或生理不适；

（四）商场照度，除看清商品细部和质地外，还有激发顾客购买欲望，促进销售的作用。

下表中所列的是几种不同工作情况下的标准照度值：

工作性质或场所照度（勒克司）

夏季中午在太阳能直接照射下 100，000

没有太阳的室外 10，000-1000

明朗夏天的室内 500-100

细小精致的工作（如修理钟表、雕刻制板、制图等） 100

使用危险性的小的带刃工具（削刀、钻、旋刀）的工作 100

在工作台上作细小精致的工作（如用缝纫机缝纫、书写等） 75 阅读、观看各种仪器所示的读数，纺织 50

走廊 10

楼梯 8

在满月底下 0.2

一般而言，居家空间到底适用何种光源，除依据室内的整体规划外，也应考虑用电之效率及各场所所需之应有照度。每一不同使用目的的场所，均有其合适的照度来配合。例如：起居间所需之照明照度为150－300Lux；一般书房照度为100Lux，但阅读时所需之照明照度则为600Lux，所以最好再使用台灯作为局部照明。

场所照度（Lux）

书房、办公室500－1000

客厅（不阅读书报）150－300

浴厕、更衣室200－500

餐桌300－500走廊、楼梯35－75

电梯、走道100－200

车库、仓储30－75

一般情况：夏日阳光下为100000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60cm桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20cm远处）10～15LUX。

照度参考表1

天气照度LUX

晴天 30000~300000

阴天 3000

日出日落 300

月圆 0.3~0.03

星光 0.0002~0.00002

阴暗夜晚 0.003~0.0007

照度参考表2

室内场所照度LUX

生产车间 10~500

办公室 30~50

餐厅 10~30

走廊 5~10

停车场 1~5室内刚能辨别人脸的轮廓，照度为20LX，下棋打牌的照度为150LX，看小说约需250LX，即25瓦白炽灯离书30-50厘米，书写约需要500LX，即40瓦白炽灯离书30-50厘米，看电视约需30LX，用一支3瓦的小灯放在视线之外就行了。

保持合适的

光通量

luminous flux

光通量指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。

例如，当波长为555×10-9米的绿光与波长为650×10-9米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。

光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示，在理论上其功率可用瓦特来度量，但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用，依标准光源及正常视力另定之“流明”来度量光通量。符号：lm

光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能数量。流明(lm) 是国际单位体系 (SI) 和美国单位体系 (AS) 的光通量单位。如果您想将光作为穿越空间的粒子（光子），那么到达曲面的光束的光通量与 1 秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。

光源的辐射能通量；对人眼所引起视觉的物理量。即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对视见率的乘积。人眼对不同波段的光，视见率不同；故不同波段的光辐射功率相等，而光通量不等。

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人眼对亮度的敏感程度与颜色有关,在整个可见光范围内并不是均匀的.可以用相对敏感函数曲线进行描述.

人眼对于波长X=555nm的光线最为敏感,我们定义这时的相对视敏度Vs(555)=1.当X为其它值时,Vs(X)均小于1.如果对于某一波长X 的单色光,其辐射功率为P(X),相对视敏函数为Vs(X),则可以定义光通量为Y(X)=P(X)*Vs(X)

当P(X)以瓦为单位时,Y(X)的单位为光瓦.只有当X=555nm时,1

瓦光辐射功率产生1 lm(流明）的光通量