彩色电视---光与颜色

光与光源

一、光的种类

    光的种类繁多，下面仅从颜色，频率成分和发光方式等三方面将其分类。

    1、按颜色可分为彩色光和非变化光。非彩色**适白（色）光、各种深浅不一样的灰（色）光和黑（色）光；彩色光又可细分为红光、绿光、黄光、........红紫光等。

    2、按频率成分可分为单色光和复合光。单色光是指具有一波长的色光或者所占波谱宽度小于5nm的色光；非单色光即分复合光。

    3、按频率和颜色综合考虑可分为谱色光（Spectrum Color）和非谱色光。谱色光主要是指波长从780nm到380nm，而颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的各种单色光；把两个或者两个以上的单色光混合所得，但又不能作为谱色出现在光谱上的色光称为非谱色光。白光是非谱色光。

    单色光一定是谱色光，非谱色光一定是复合光，而复合光也可能是谱色光。例如，红单色光和绿单色光合成的复合光为黄色，它属于谱色光。

    4、按发光方式可分为直射光，反射光和透射光。发光体（光源）直接发出的光称为直射光；物体对光源发出的光，能够进行反射所形成的光称为反射光；能进行透射所形成的光称为透射光。若设光源的功率波谱为P（l ），物体反射或透射特性分别为P（l ）和t （l ），则直射光、反射光和透射光的功率波谱将分别为P（l ），P（l ）P（l ）和P（l ）t （l ）。

二、光的颜色

    无论是什么光，它的颜色都是取决于客观与主观两方面的因素。

    1、客观因素是它的功率波谱分布。对光源的颜色，直接取决于它的功率谱P（l ）P（l ）和P（l ）t （l ）。因此物体的颜色不仅取决于它的反射特性r （l ）和透射特性t （l ），而且还与照射光源的功率谱有密切关系，关于这一点将在2.1.2节中详细举例说明。因此，在色度学和彩色电视中，对标准光源的辐射功率波谱，必要作出明确而严格的规定。

    2、主观因素是人眼有视觉特性。不同的人对于同一功率谱P（l ）的光的色感可能是不相同的。例如，对于用红砖建造的房子，视觉正常的人看是红色，而有红色盲的人看是土黄色；同样，他看绿草坪是黄色。由于周围环境的影响，红色盲患者会把他看到的“土黄色”房子叫做“红色”房子；同样，把他看到的“黄色”草坪，叫做绿色草坪，并认为他看到的“红色”与“绿色”和正常人一样。只通过一定检验方法才能发现色盲患者的视觉缺陷。由此可见，光给人的颜色感觉与人眼的视觉特性有关。

三、标准光源和色温

    在色度学和电视技术中，常以白色作为一种标准，所以标准光源都是白光。常用的标准白光有五种，称为A、B、C65和E光源。它们辐射的光谱分布在图2.1－2（b）中用几条曲线表示。这种表示方法虽然精确，但是，对于使用感到非常不方便，于是人们想到了绝对黑体（下面简称黑体）。物理光学指出：在不同温度下，黑体辐射电磁波的本领是不同的，它的辐射本领按波长分布的规律如图2.1-2(a）所示。由图可见，黑体在不同温度下的辐射光谱作为标准，让各种光源的光谱分布与之比较。当光源的光谱与黑体某一温度下的光谱相一致时，则黑体的这一温度称为光源的色温；当光源的光谱只能与黑体某一温度下的光谱相近似，而不能精确等效时，则称这一温度为光源的相关色温。由于黑体这个温度与颜色有关，故名色温。读者注意，光源的色温与光源本身的温度是两回事，通常两者是不相同的。例如白炽灯光源本身温度为2800K，但其色温是2845K。

    有了色温和相关色温的概念，表示光源的特性将非常方便。例如：

    A光源：色温为2845K，相当于白炽灯在2800K时辐射出的光。

    B光源：相关色温为4800K，相当于中午直射的日光。

    C光源：相关色温为6700K，相当于白天的自然光，它的蓝色成分较多。

    D65光源：相关色温为6500K，相当于白天平均光照，近年来，常被用作彩色电视的标准光源。

    E光源：又称为等能白光，即P（l ）＝常数，它是一种假想而实际并不存在的光源，采用它纯粹是为了简化色度学中的计算，其相关色温为550K。

    另外，在彩色电视、电影摄影棚和演播室中常采用新式卤钨灯，其相关色温3200K，它是近代照明技术中常采用的光源。

    显象管屏幕上显现的白光，有些色温高达9000～11000K，此时白色已经偏蓝了。

    维恩（Wien）位移定律指出：当绝对黑体的温度增高时， 大的发射本领向短波方向移动（见图2.1-1）,所以色温较高的光源，其发出的辐射能较多地分布在波长较短的绿光和蓝光之中；而色温较低的光源，其辐射能较多地分布在波长较长的红光中。因此，在上述几种标准白光中，色温较低者，偏红；色温较高时，偏蓝。