颜色看起来不一样的原因是什么?通过光谱分布通俗易懂地解释颜色差异!

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色が違って見える原因とは?分光分布による色の違いをわかりやすく解説!

与预期颜色不同的原因是什么?

大家有没有过“颜色和想象中不一样”的经历呢?比如,在超市看到一款看起来非常美味的食材,拿到手后却发现颜色比想象中要暗淡;又或者在家里化了一个很满意的妆容,但出门照镜子时却觉得妆感比预期的淡或者浓。这些情况的其中一个原因是,物体所处的光线不同,会导致颜色的呈现效果有所差异。本文将为大家详细解释光线如何影响颜色的呈现效果。

光源对颜色呈现的影响差异

首先,让我们实际比较一下不同光源下的颜色呈现差异。

上图展示了使用不同光源照射Colal Pink布料时的颜色变化,分别是:①自然阳光、②人工太阳照明灯、③LED人工太阳照明灯、④普通荧光灯。可以看到,②人工太阳照明灯或③LED人工太阳照明灯下的颜色与①自然阳光下的颜色较为接近。而④普通荧光灯下的颜色则偏向橙色,看起来与其他光源下的颜色明显不同。接下来,我们将基于光谱分布来解释这种色彩呈现的差异。

各光源的反射光的光谱特性

①自然太陽光でCoral Pinkのドレープを照らした際の分光分布

①自然太阳光

②人工太陽照明灯でCoral Pinkのドレープを照らした際の分光分布

②人工太阳照明灯

上图展示了不同光源照射Colal Pink布料时的反射光光谱特性(光谱反射特性)。正如您所看到的,自然阳光和人工太阳照明灯的反射光光谱特性非常相似。

①自然太陽光でCoral Pinkのドレープを照らした際の分光分布

①自然太阳光

③一般蛍光灯でCoral Pinkのドレープを照らした際の分光分布

③一般荧光灯

另一方面,将普通荧光灯与自然阳光的光谱特性进行比较时,可以明显看出它们的光谱分布存在很大差异。也就是说,正是这种光谱分布的不同导致了颜色呈现上的差异

分光分布是什么?

分光分布是以图表形式展示各波长的能量比率

光线包含各种不同的波长,其比例决定了颜色的呈现方式。例如,含有大量蓝色波长的光源整体看起来会偏蓝,而如果各个波长的能量分布较为均匀,则该光源看起来会呈现出白色。

物体的颜色呈现受光的吸收和反射率的影响

参考:https://www.jstage.jst.go.jp/article/kakyoshi/43/2/43_KJ00003518162/_article/-char/ja/

当光照射到物体上时,物体会吸收特定波长的光,而将未被吸收的光反射回来。这时,与吸收的颜色相对应的、未被吸收且被反射的颜色(在色相环上,吸收的波长颜色经过色环中心的相反一侧的颜色)称为“补色”。

物体的颜色呈现取决于反射光(补色)的比例。例如,粉色的布料A在光源的波长中会很好地吸收绿色光,并反射补色——粉色光。而绿色的布料B则会吸收红紫色的光,反射补色——绿色光。

也就是说,即使在同样的光照条件下,粉色的布料A会反射更多的粉色光,而绿色的布料B则反射更多的绿色光。由于物体的性质不同,反射的光也不同,因此即使在相同的光源下,物体的颜色看起来也会不同。

即使使用相同的照明,不同的物体也会呈现出不同的颜色。

由于光的光谱分布不同,颜色的呈现方式也会有所不同

此外,即使是同一物体,在不同的照明下,颜色的呈现方式也会不同。这是因为,正如前面所述,物体反射光的光谱特性不同。而反射光的光谱特性之所以会不同,是因为各类光源的光谱分布存在差异。

①自然太陽光の分光分布

①自然太阳光(2016年6月2日14:00晴天时测量)

②人工太陽照明灯の分光分布

②人工太阳照明灯

③一般LEDの分光分布

③一般LED

④高演色性蛍光灯の分光分布

④高显色性荧光灯

※ 测量仪器
Hidamari Mini S-2440(相马光学)
※ 测量用光源
② 人工太阳照明灯:SOLAX XC-100AF
③ 一般LED(Ra80):SH-80NLED(泉州电业株式会社)
④ 高显色性荧光灯:FL20SN-EDL日光色(东芝)

上图展示了各光源的光谱分布。如您所见,自然太阳光和人工太阳照明灯的光谱分布极为相似,而与一般LED和高显色性荧光灯的光谱分布存在较大差异。

光源的光谱分布不同意味着照射到物体时,反射光的光谱分布也会有所不同。这就是为什么“即使是同一个物体,不同的光源下会呈现出不同的颜色”。

光的波长和颜色的关系

光源中包含的波长会根据波长的长短呈现不同的颜色。波长越短,颜色越接近紫色,即冷色系;波长越长,颜色越接近红色,即暖色系。此外,每个波长都有相对应的补色,例如,能很好吸收紫色光的物体会反射黄绿色光,因此这个物体看起来是黄绿色的。也就是说,通过观察光的光谱分布,了解其中含有哪些波长较多,就可以判断该光源在视觉上呈现什么颜色。

总结:颜色呈现的差异

即使是相同的光源,不同的物体也会呈现出不同的颜色。这是因为物体对不同颜色的光有不同的吸收和反射倾向,因此在同样的光源下,它们看起来会呈现不同的颜色。此外,即使是同一个物体,在不同光源下的颜色也会有所不同。这是由于光源中包含的光的波长比例不同,从物体反射出来的光的波长比例也会随之变化,从而导致颜色的不同呈现

正确的颜色是什么?

读到这里,您可能会思考:“那么,究竟什么才是正确的颜色呢?”

要回答这个问题,必须要有一个定义,即“在正确的光线下看到的颜色就是正确的颜色”。国际照明委员会(CIE)将D65光源和A光源作为色彩评估的一级标准光源,规定在这些标准光源下看到的颜色为正确的颜色。

虽然人工太阳照明灯接近于二级标准光源(D55),但在日本,通常使用的自然太阳光是D55。因此,在日本,评估颜色的标准光源通常被认为是自然太阳光,或接近D55的光源。而人工太阳照明灯正是非常接近D55的光源

补充说明:光源标准主要由美国西部(硅谷)的企业和研究机构制定。在美国西部的干燥沙漠地区,天空的蓝色比湿润地区(如日本)更为显著,因此他们将色温较高(约6500K)的光定义为自然光。

另外,表示光源接近自然太阳光的因素包括色温和显色指数。即使色温在5000~6000K之间,显色指数接近100,但这并不意味着就能完全模拟自然太阳光。高显色性荧光灯之所以不能准确呈现颜色,是因为它的光谱分布与自然太阳光有很大差异

正因如此,人工太阳照明灯被客户认可为“可以替代自然光的颜色评估光源”,这也是我们近40年来深受客户喜爱的原因。赛利克公司提供的“人工太阳照明灯”是非常接近太阳光的光源。如果您对此感兴趣,请查看以下产品页面。

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