光源的光谱特性及颜色分析

所谓光源，即以可见光为主要成分的物理辐射体。

光源的种类很多，一般将其分为两大类：自然光源和人造光源。自然光源和人造光源大多是复色光，通常其中各单色光的能量比例是不同的，即复色光的辐射能量随波长而变化。将这种辐射能量随波长变化的函数关系称为光源的光谱功率（能量）分布。图1-2为几种典型的光谱功率分布。

图1-2　光谱功率分布的几个类型

图1-2（a）称为线状光谱，它由若干条明显分隔的细线组成，如低压钠灯发出的光线就是由波长为589.0nm和589.6nm的两条黄色光线构成的。图1-2（b）称为带状光谱，由一些分开的谱带构成，每个谱带又包含许多紧靠的谱线，如碳弧和高压汞灯就属于这种分布。图1-2（c）称为连续光谱，它包含一定范围内所有波长的辐射谱线，且能量随波长平滑变化。所有热辐射光源都属于这种情况，如日光和白炽灯光等，这是光源中常见的一种分布。图1-2（d）称为混合光谱，是前述光谱的组合，日常生活中常用的荧光灯就属于这种分布。

光源所发光中，各种波长和强度的单一光谱都对人眼形成一定的颜色视觉，而所有这些各自的颜色视觉综合在一起（当然人眼的视觉神经及大脑具有这种综合功能），便是这个光源给人的颜色感觉，即光源光的颜色。

不同的光源之所以看上去颜色不同，如白炽灯看上去比荧光灯偏红，其根本原因就在于它们的光谱功率分布不同。反过来可以讲，光源的光谱功率分布决定了它的颜色。

在人眼视觉感知的前提下，研究光源的颜色问题就成为研究其光谱功率分布的问题。

但在色度学研究中，主要关心的是光谱功率分布的相对值而不是绝对值。通常用相对光谱功率分布（简称相对能量）表示光源的光谱能量与波长间的关系。(www.xing528.com)

图1-3为常见光源的光谱能量分布曲线。白炽灯在长波的红色段相对辐射能量高，因而看上去颜色偏红；而荧光灯在蓝、绿色波段相对辐射能量较高，红色波段的相对辐射能量较低，因而看上去呈蓝白；日光光谱则相对比较均衡，在可见光范围内能量起伏不大。

日光的光谱没有人造光源稳定，不同气候下、不同时间，它的相对光谱功率分布曲线的形状是不同的，如图1-4所示。这就是为什么早晚看到的是红霞，正午看到的是通常所说的白光。

图1-3　常见光源光谱功率分布曲线

图1-4　不同时相的日光光谱功率分布曲线

由于无光就无色，又由于一般的物体本身并不发光，所以，光源的光不仅形成自身的颜色，而且也是不发光的透射和反射物体透射或反射光的源泉。照明光源中没有的光谱，物体透射或反射的光中就一定缺失这种光谱及其颜色成分。因此，光源的光谱能量特性对其他物体颜色的形成也具有重要的作用。

在色彩管理技术中，光源（光谱能量分布）的选择成为确定颜色的首要问题。