纽约摄影-色彩讲堂4：色彩的基本知识——光源与物体的颜色（中）-

色彩讲堂4：有关色彩的基本知识——光源与物体的颜色（中）
三．混合光源的颜色属性与质量评估
人们在拍摄与观赏照片时最常用的是称为“白”光的混合光。但是显然日光、白炽灯或普通荧光灯（俗称“管灯”、“日光灯”）所发出的“白”光是互不相同的。可以用混合光的光谱曲线描述它们的色彩属性。从（图5）可见日光中由于各种波长（颜色）光线分布的比较均匀，比较接近理想的“白”光。白炽灯的光谱曲线表明它所发出的光线中红、橙、黄色偏多，因此光色偏橙红。日光灯的光谱曲线中在蓝色与黄绿色区域有几段波长的光线异军突起，致使光色偏黄绿色(图5)。用光谱曲线能够比较准确地描述光源的颜色属性，但是需要有相关的知识，为了更简明的表达光源的颜色属性，人们又引入了色温的概念。

设想在一个全黑的房间中加热一个黑铁块，常识告诉我们随着铁块温度的升高，铁块将依次呈现暗红色、橙黄色、黄色、暖白色、白色、……，因此可以用铁块的温度描述它所发出的光色（图6）。更严格地，我们将一个置于黑暗中（无可见光照射）的黑色中空球体（它可以全部吸收各种热辐射）称为绝对黑体。在球体上开一个洞，加热此球体时，可以用黑体所达到的温度表示从洞中所看到球体内所发光的颜色，称为“黑体辐射的色温”。色温用K氏温标（K氏的0度相当于摄氏零下273度）计量。（图7）显示出理想的黑体辐射的各种色温与相应的光谱曲线。日光、白炽灯、日光灯等实际的光源都只是在不同程度上接近黑体，因此我们采用最接近的黑体色温表示这些实际光源的外观颜色，称为光源的“相关色温”，简称“色温”。在数码相机中也常用色温代替光源的类型设置白平衡。在（图8）中列出了常用摄影光源与对应的相关色温，可供读者设置白平衡时参考。



图8
这里要注意：色温仅能用于描述光源的辐射（所发出的光的色彩）特性，不能用于描述物体的颜色。
人们经常在日光或灯光下观察景物，并在此条件下形成了常见物体的习惯色，因此如果不能确定今后观察影像的具体照明条件，则经常用一些理想化的光源作为通用的光源，CIE(国际照明委员会)公布了多种理想光源的特性，称为标准照明体，其中最主要的有：
标准照明体A：色温为2856K的绝对黑体的辐射光，代表了多数钨丝灯或碘钨灯的光。
标准照明体B：代表相关色温4878K中午直射的日光。
标准照明体C：代表相关色温6774K的平均日光。
标准照明体D：又称为典型日光，包括代表四种色温的理想日光：D50（5004K）、D55（5503K）、D65（6504K）、D75（7604K）。
由于标准照明体D在紫外波段比照明体A、B更接近真实的日光，因此近年来更广泛地用D50与D65取代了标准照明体B与C。现在多数数字影像的处理中广泛使用D65，在我国印刷行业中则以D50为主。
人们一直在努力开发各种标准光源，以便产生符合标准照明体要求的标准“白光”。
我们都知道，在色光下物体可能严重偏色，例如在暗房的红色安全灯下，各种颜色的物体都明显地偏红；在不同的“白光”下物体仍会有不同程度的偏色，我们用显色指数“Ra”表示实际光源使物体的颜色失真的程度。显然显色指数是衡量光源正确显示物体颜色能力的重要质量指标。由于人类在漫长的发展史中长期在日光（白天）与火光（夜晚）中工作，在这两种条件下形成了准确识别颜色的能力。因此评价一个人造光源时，若光源色温较低，用黑体辐射的光源作为标准的参照光源，光源的色温较高则用标准照明体D(理想的日光)作为标准的参照光源。若在实测光源与标准光源下物体呈现相同的颜色，则Ra=100%，Ra的值越低，表明光源正确还原色彩的能力越差。从（图7）可见绝对黑体发光的光谱曲线都是连续的，日光的光谱曲线也是近似连续的（图5），称为“连续光源”；有的光源（如图5中的荧光灯）有凸起的光谱成分称为“混合光源”，试验表明只要是连续光源（如白炽灯、碘钨灯）的显色系数都可以达到95%以上，更可以通过特定的滤光镜，将其色温调整到某个标准值。而对于多数混合光源，由于其光谱曲线突起的部分与理想黑体或日光的连续光源形成明显的差异，因此这种光源的显色系数较低,只能达到Ra=70—80%。人们也无法设计出仅过滤混合光源中与凸起曲线相应颜色的滤光镜，因此虽然也有荧光灯滤光镜，但是它们仅能使多数色彩正确还原，却无法实现所有色彩的正确再现。更一般地：滤光镜可以改变或微调光源的色温，却难于提高光源的显色指数。在各种人造光源中内镇流高压水银灯（Ra=30—40%）与钠灯（Ra=25%）是显色质量最差的光源。在摄影中，显色指数超过75%即可作为照明光源，但是在评价与对比色彩时，希望光源的显色指数至少应达到85%。
进一步的研究表明波长为430nm（蓝色）、540nm（绿色）与610nm（红色）的色光与连续光源以适当的比例混合所产生的白光（高度不连续光源）却可能与日光、白炽灯有同样良好的显色性。现在市场上销售的三基色荧光灯就是根据这个原理制造的。