色溫是評(píng)價(jià)光源顏色質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，我們在談?wù)撃骋还庠吹纳珳貢r(shí)，經(jīng)常會(huì)涉及到與此相關(guān)的幾個(gè)概念，分別是：光源色溫、相關(guān)色溫和分布溫度。本文對(duì)光源色溫、相關(guān)色溫、分布色溫及色溫的計(jì)算方法做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友不妨了解一下！

光源色溫的含義：

光源色溫即光源的顏色溫度：如果一個(gè)光源發(fā)射光的色品與某一溫度下黑體的色品相同（匹配），那么此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度就叫做該光源的顏色溫度，簡稱色溫，它直接和普朗克黑體輻射定律相聯(lián)系。色溫是表示光源光色的尺度，單位為K（開爾文）。

低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說要多些，通常稱為“暖光”；色溫提高后，能量分布集中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K（開爾文溫度單位）；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；閃光燈為3800K；中午陽光為5600K；電子閃光燈為6000K；藍(lán)天為12000-18000K。光源色溫不同，光色也不同，色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺；色溫在3000--5000K為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在5000K以上有冷的感覺。

光源相關(guān)色溫的含義：

當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不相同時(shí)，我們用“相關(guān)色溫”的概念來描述光源的顏色。相關(guān)色溫的定義是：在某一確定的色品圖中，如果一個(gè)光源與某一溫度下的黑體具有最接近的色品，此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值就叫做光源的相關(guān)色溫。

光源分布溫度的含義：

分布溫度的定義：在某一波長范圍內(nèi)[λ1，λ2]，如果一個(gè)光源發(fā)出的輻射與某一溫度下的黑體有最接近的相對(duì)光譜功率分布，那么，此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度就叫做該光源在該波長范圍內(nèi)的分布溫度。分布溫度的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中E（λ）是被測光源的相對(duì)光譜輻射功率分布；P（λ，T）是黑體的光譜輻射功率分布；α是一個(gè)調(diào)整常數(shù)。選取適當(dāng)?shù)摩?、T值，使得上式的積分值最小，此時(shí)的T即為所求的被測光源的分布溫度值。分布溫度的計(jì)算方法可參考相關(guān)研究文獻(xiàn)。

光源色溫、相關(guān)色溫、分布色溫關(guān)系：

從上述概念中，可以看出當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不同時(shí)，色溫的概念被擴(kuò)大到更一般的“相關(guān)色溫”的概念。在色溫和相關(guān)色溫的定義中，必須是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的色覺觀察者而言。因?yàn)椴煌纳X觀察者。特別是具有色覺缺陷的觀察者在評(píng)價(jià)時(shí)，將可能收到不同的結(jié)果。在相關(guān)色溫的定義中、必須規(guī)定出一個(gè)最合適的，為大家所公認(rèn)的均勻色度圖。對(duì)同一光源，由依據(jù)的均勻色度圖的不同，所求出的相關(guān)色溫也不同?，F(xiàn)規(guī)定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中，都包括了人眼的色覺特性，因此，色溫和相關(guān)色溫實(shí)際上是一個(gè)心理物理量。

光源的色溫和分布溫度實(shí)際上是兩個(gè)完全不同的概念。對(duì)于分布溫度，不僅在可見光區(qū)，而對(duì)紅外區(qū)，紫外區(qū)也可能有意義，對(duì)色溫則只在可見光區(qū)有意義。一般地講，光源的色溫和可見光區(qū)的分布溫度在數(shù)值上是不同的，例如：鎢帶燈：相關(guān)色溫2060K；分布溫度2055K；螺旋鎢絲燈：相關(guān)色溫2032K；分布溫度2030K；碘鎢燈：相關(guān)色溫3048K；分布溫度3089K；B光源：相關(guān)色溫4874K；分布溫度4651K；C光源：相關(guān)色溫6774K；分布溫度6215K；D65晝光：相關(guān)色溫6504K；分布溫度6205K。

從上面可以看出，有些光源的相關(guān)色溫和分布溫度值有相當(dāng)大的區(qū)別，這是因?yàn)樗鼈兊南鄬?duì)光譜能量分布與黑體的有較大的差異。然而象白熾鎢絲燈這樣一類的光源，由于它的相對(duì)光譜能量分布與黑體的相差很小，因而它的相關(guān)色溫值與可見區(qū)的分布溫度相差也很小（碳，鎢燈除外），一般差別在2——5K左右。事實(shí)上，由于光譜能量分布測量誤差的存在，要區(qū)分這個(gè)差別也是沒有意義的。

光源色溫相關(guān)色溫計(jì)算方法：

1.內(nèi)插法

內(nèi)插法是試圖尋求距離被測光源的色坐標(biāo)點(diǎn)最近的兩條等色溫線，利用幾何作圖法估算出該色坐標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)色溫。具體計(jì)算法如下：

由于在CIE1960UCS色度圖中，所有等色溫線均垂直于黑體軌跡的直線，其斜率為k，是隨著相關(guān)色溫T變化（k=-1/l）其中l(wèi)為黑體色軌跡與該等溫線交點(diǎn)（垂足）處的切線的斜率。如下圖所示。

當(dāng)找到距離被測光源色坐標(biāo)點(diǎn)（u，v）的最近的2條等溫線后，就可以利用公式求出近似相關(guān)色溫T。該方法的精度依賴于分區(qū)的數(shù)量，分區(qū)分的越多，則內(nèi)插的精度就越高，但是同時(shí)計(jì)算量也相應(yīng)增大。

2.逐點(diǎn)法

根據(jù)CIE色度學(xué)的相關(guān)定義，得到（u，v）色坐標(biāo)后，逐點(diǎn)比較其與黑體軌跡點(diǎn)的距離，取最小值點(diǎn)對(duì)應(yīng)色溫即為相關(guān)色溫值。該方法優(yōu)點(diǎn)是精確度高，缺點(diǎn)是計(jì)算量極其龐大，由于我們的黑體軌跡色溫是從1000K到25000K，每一個(gè)色溫對(duì)應(yīng)一個(gè)色坐標(biāo)點(diǎn)，因此需要計(jì)算24000多個(gè)距離。

3.曲線擬合法

曲線擬合法是利用解析函數(shù)擬合色溫計(jì)算中的一些變量和自變量，解析函數(shù)式可以方便的使用牛頓迭代法等算法得到最小距離點(diǎn)等結(jié)果，從而避免了逐點(diǎn)查找比較帶來的計(jì)算量的增大，也不失為一種好的算法。