光的色觉与色温

第七节　光的色觉与色温

我们在上一节已经分析了人对颜色的视知觉反应是受眼睛和大脑共同支配的。三原色理论认为：眼睛的视网膜是由三种不同感光元素镶嵌而成的。每种元素的反应分别对应于光学三基色——蓝、绿、红光的特定波长。这三种元素在反应中出现大量的重叠，并通过神经分别与大脑沟通。色觉就是这三种元素的有关刺激传到大脑，再经过大脑分析之后得到的。

大家已经知道，电视照明的主要光源是自然光和人工光。日光由于照射的时间、位置以及空气中的尘埃、雾气等作用程度的不同，会呈现不同的颜色。人造光源颜色的变化则更多，各种光源的不同光谱成分，也使其呈现出不同的颜色。不管我们是用自然光还是用人工光，只要是电影电视（照相胶卷）用光，都要用色温统一说话。因为，各国无论是制造电影胶片、照相用的胶卷，还是制造摄像机中的色温片，都是按照国际统一光源色温标准制造的。

要讨论和比较光源的颜色质量，我们用一个比较方便的“速记”法。这种方法就是色温测量法。就是将一个“绝对黑体辐射体”（一个不反射入射光的封闭的炭块）加热，然后注意它在逐步增加的温度下发射的光的光谱分布，产生的一系列光的质量的变化，按照产生各个曲线的温度进行曲线分类。

色温于19世纪由英国科学先驱开尔文研发。为了纪念他，色温以开氏温度来表示。以摄氏温度计，水的结冰点是0℃。开氏温标以绝对零点为零起点。开氏温标的绝对零点是零下273摄氏度。因此5500开氏度实际上是5227摄氏度。为了方便起见，开氏温标简写为K，省略了度数符号。

那么色温究竟是什么呢？色温就是光线颜色的一种标志，而不是光线的温度。如果给色温一个定义的话——色温是表示光源光谱成分的一种指标。

国际照明组织为什么要规定统一绝对温标呢？因为，光源繁多，各种光源的光谱分布不同。钨丝灯的光谱分布大体上与绝对黑体标准的光谱分布相同（钨在3650K左右融化，其色温为3650K），至于放电灯管和荧光光源，它们的光谱就不规则了，也不相同，因此对色温就不能正确地进行比较。而天然的昼光颜色质量也只是仅仅接近于开尔文温标的分类，但随时间与太阳照射的角度变化其光线色温也不相同。色温可能极具误导性，对许多光源来说（尤其是那些光谱能量分布呈间断性的光源），色温只是一种近似值，只能被称为相关色温。

没有规矩不成方圆。凡是和国际接轨的行业都有统一标准。国际照明组织对绝对温标进行标准统一：“3200K/低色温、5600K/高色温。又有暖色与冷色之称”。照相胶卷又有灯光型与日光型之分，各国科学家和制造商在制造影视摄录设备、胶片、胶卷、滤色片、色温片、影视专业光源灯泡等时，都必须按照国际统一标准执行。否则，属不合格的假冒伪劣产品。同样，若我们电视照明不严格按色温标准用光，那创作出来的电视画面画质肯定是不合格的。

人工光源光谱又分连续光谱，线状光谱和密集线状光谱。见图3-7-1、图3-7-2、图3-7-3。连续光谱是我们电视照明的主要光线，有卤钨光、白炽光、三基色荧光。线状光谱只有黄绿光，其他光都是黑色，如低压钠灯、高压汞灯。密集线状光谱是我们模拟日光和月光的好帮手。如拍摄影视剧用的金属卤化物放电灯（镝灯）。金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上发展的新光源，由汞放电光源变成金属卤化物放电光源。它依据的是由高到低，再由低到高循环性的发光原理。金属卤化物灯充填不同的材料，发出不同光波，以此组成光波谱线，和白炽灯不同，白炽灯依据的是热辐射原理，接近于黑体的发光过程，由低到高。

下面列三种光谱曲线图说明光谱的分布状况：

图3-7-3　线状光谱

表3-7-1　光的色温参考表