所有的白光真的都是真正的白光吗?
所有的白光真的都是真正的白光吗?
当我们谈论白光时,讨论总是围绕着色温展开。有人声称冷光最受欢迎,暖光更好,某种灯具因为显色指数更高而优于其他灯具,或者简单地认为LED技术最好,因为它在流明/瓦耗电量方面效率最高。虽然这些说法很多都是正确的,但我们必须记住,像能效这样的一些参数是基于适用的标准和规范,而其他参数,如相关色温(CCT)和显色指数(CRI)的选择,则取决于客户和设计师在规划过程中的偏好。
首先,我们来定义一下光的外观,也称为相关色温(CCT)。白光可以有不同的外观。如果我们观察暖光,其色温范围在2700K至3200K之间,这种光呈现出黄红色调,与旧式的白炽灯非常相似。中性白光的色温范围在3300K至4100K之间。而我们今天所认为的明亮白光其实是冷光,其色温范围在4200K至6500K之间,自然光中正午阳光的温度就落在这个色温范围内。
白光中的色温现象
以上所述都是关于白光的特点,既涉及外观也涉及技术方面,但并未直接定义什么是“纯白光”。在色彩物理学中,白色是所有颜色的缺失,实现了可见光谱中光的完全反射。在光学物理学中,白色是我们眼睛所能感知到的整个电磁光谱完全组合的结果。然而,并非所有白光,即使它们具有相同的色温(CCT)参数,都是同样程度的白色。例如,荧光灯发出的白光在其光谱中包含与其其余成分相关的各种峰值。而在LED的情况下,其成分在蓝色范围内有一个峰值,其余功率则分布在从绿色到红色的范围内。
中性LED的光谱分布
来自白炽灯具的光,尽管其发光外观与暖色LED相似,但其光谱的功率分布主要在红色和红外区域发射大部分功率。其他技术,如金属添加剂,也能发出白光,但与荧光灯一样,它们在光谱的狭窄波段上相对于光谱的其余部分具有更高的光峰值。
当我们从光谱角度谈论由RGB LED组合而成的白光时,就会出现对什么是白光的困惑。这些LED以正确的比例组合,在外观上呈现出白光,但在物理上却缺少可见光谱的大部分,因此,尽管看起来是白色的,但完全缺乏大多数光谱仪可测量的显色指数,同时也缺乏定义明确的色温。
来自RGB LED的白光
由于定义什么是白光的问题,人们求助于最简单的光参照物:太阳。在太阳处于天顶时,它不仅被作为色温的参照,还被作为构成太阳的纳米级范围之间的组成和比例的参照。1960年,国际照明委员会(CIE)建立了均匀色度标尺(UCS),定义了色温外观的标尺。这一标尺后来在1976年得到了修改,允许量化感知到的颜色,以及亮度标尺。通过这些标尺,我们可以测量白光有多白,就像我们可以区分咖啡色和橙色之间的差异一样,因为它们在光谱上是相同的颜色,唯一的区别是它们的明度。
因此,为了确定光有多白,可以使用1976年CIE图表作为计算显色指数和亮度的参考。虽然这个方法已经内置在大多数光谱仪中,但如果我们想知道光有多纯,这个方法是不够的,因此CIE1976的进化是一个更完整的参考。
TM-30以其99种颜色的参考,在判断光有多白方面发挥了更合适的作用,因为它评估了两个主要指标:颜色保真度指数(Rf)和颜色色域指数(Rg)。Rf衡量测试光下的颜色与参考光下的颜色有多相似,而Rg衡量颜色是否变得更加或更加不饱和。TM-30提供了更全面、更准确的视角,说明光源将如何影响颜色的外观,这相当于知道白光有多白。