光源、色温、亮度

许多成像技术中以白光作为标准光源。但是,统称为“白光”的光谱成分分布并不相同。

光源与色温

为了说明各种白光因光谱成分不同而存在的光色差异,通 常采用与绝对黑体辐射温度有关的“色温”来表征各种光源的具体光色。所谓黑体,是指既不反射也不透射而完全吸收入射 光的物体,它对所有波长的光的吸收系数均为1。当某一光源的相对辐射功率波谱及相应颜色与绝对黑体在某一特定热力学温度下的辐射功率波谱及颜色一致或相近时,则绝对黑体的这一特定热力学温度就是该光源的色温或相关色温,二者的单位均为开(K)。 根据色温的概念,国际照明委员会 (CIE)定义了标准照明体和照明光源。照明体指入射在物体上的一个特定的相对光谱功率分布,可以看作一种标准,而光源指具体发光的物体,是某一标准的具体实现物体。下列出了 CIE 定义的几种标准照明体和标准光源。

照明体	定义	光源	定义
A	绝对黑体在2856K 时发出的光	A	分布温度为2856K 的透明玻壳充气钨丝灯
C	相关色温约6774K 的平均昼光	C	分布温度为6774K的光源,可由标准光源A和特制的滤光器组合实现
D65	相关色温约6504K 的平均昼光	D65
D55	相关色温约5503K 的昼光	D55

光源与亮度

外界光源可以分为自然光源(如太阳)和人工光源(如蜡烛、电灯)。由光源辐射的光或由物体反射的光,其强度对应光的能量,光能量越大,人眼感受到的亮度越亮。我们知道,光度学是由朗伯于1760年建立起来的度量光强弱的学科,定义了光通量、发光强度、照度、亮度等主要光度学参量,并将发光强度的单位坎德拉(cd)指定为基本单位。1979年第16届国际计量大会决定: 坎德拉是一个光源在指定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射,而且在此方向上的辐射强度为1/683(W/Sr)。光通量用来表征人眼所能感受到的光的辐射功率,单位是流明(lm),亮度则表示发光面在不同位置和不同方向的发光特性,单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。