燈光的顏色與光譜分析一
來源:中國數(shù)字音視網(wǎng) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-03-11 00:00:00 加入收藏
舞臺演藝中燈光的顏色極其豐富多彩,有的燈光師運(yùn)用大白光照明舞臺景物,原法原味,十分耐人尋味;有的燈光師喜用色光,大面積染色、小塊點彩,格外撩動觀眾的眼球。
舞臺燈光的顏色主要來源于兩個途徑:電光原的光色和電光源(或燈具)附加濾色片所引發(fā)的光色。
1、電光源的光色及其光譜分析
舞臺燈光中各種各類電光源百色齊放,亮艷紛呈,它們的顏色都統(tǒng)一冠之以相應(yīng)的色溫或相關(guān)色溫,采用黑體的輻射溫度定量地科學(xué)表述光源的光色,數(shù)字化地表述生理上、心理上的視覺量是一大進(jìn)步。圖1是黑體在各種不同輻射溫度下的光譜輻射相對能量公布曲線圖,解讀圖譜可知:
1.黑體(熱輻射光源)的輻射擊溫度不同,其光譜輻射相對能量公布也不同,溫度愈高,其總輻射相對能量愈大。
2.各溫度下的光譜相對而言能量公布曲線是連續(xù)的、不間斷的。
3.溫度不同時,光譜輻射相對能量公布中,紅、藍(lán)波段的輻射能量之比亦不同。輻射溫度愈低,紅、藍(lán)輻射能量之比愈大,則其光色愈偏暖、偏紅,記作光源的色溫低;輻射溫度愈高,其藍(lán)、紅輻射能量之比愈大,則光色愈偏白、偏藍(lán),記作光源的色溫高。雙色色溫計就是基于這個光學(xué)原理制造的。
舞臺照明用電光源主要有兩大類:熱輻射光源和氣體放電光源。歸屬于熱輻射光源類的有:鹵鎢燈(鹵素?zé)簦?、蒸鋁泡、白熾燈等,歸屬于氣體放電燈類的有:氙燈、金鹵燈、熒光燈等。它們具有各自不同的光譜輻射相對能量分布,刺激人眼后,通常會呈現(xiàn)出不同的光色效應(yīng)。但也存在著“同色異譜”現(xiàn)象,即不同光譜相對能量公布的光也會引發(fā)相同的顏色視覺,或曰相同的光色也可能有不同的光譜相對能量分布。
某熒光燈(3200K)與鹵鎢泡(3200K)的光譜相對能量分布,某熒光燈(5500K)與日光(5500K)的光譜相對能量分布。解讀這四條譜線,可以引發(fā)見解如下:
1.不同的光淅擁有不同的光譜相對能量分布,呈現(xiàn)不同的光色,分別標(biāo)注以不同的色溫3200KT5500K。
2.同色異譜現(xiàn)象客觀存在。兩種光源有相同的色溫,但兩者的光譜相對能量分布并不完全相同。
3.色溫3200K光源的光譜分布中藍(lán)、紅光相對能量的比例較小,而色溫5500K光源的光譜分布中藍(lán)、紅光相對能量的比例有很大提升。
4.鹵鎢燈與日光的光譜相對能量分布曲線是連續(xù)的,是平滑過渡的,而熒光燈的光譜相對能量分布曲線有幾個波峰,間夾著幾條強(qiáng)烈輻射的線光譜,它們是幾種熒光粉化學(xué)元素的特征譜線。
雖然熒光燈與相應(yīng)的鹵鎢燈或日光的光譜相通能量分布曲線的走向大體相同,但光譜分布的細(xì)節(jié)仍有差異,有的波段的差異還是很大的。盡管它們標(biāo)以相同的色溫3200K或5500K,然而在其背后仍隱含著兩者的區(qū)別:
(1)鹵鎢燈、太陽與黑體一樣,都是熱輻射光源,它們的色度點就是在色度圖的黑體軌跡上,而熒光燈與黑體不同,是氣體放電燈,它的色度點偏離黑體軌跡線,只是表明其與3200K或5500K色度點最為接近,才標(biāo)注以色溫3200K或5500K。為了區(qū)分兩者的這種差異,氣體放電光源的顏色冠之以“相關(guān)色溫”。
?。?)標(biāo)注相同色溫的熱輻射光源和氣體放電光源產(chǎn)并不擁有相同的顯色性。由于熒光燈具有顯著的線光譜分布特征,通常它們的顯色指數(shù)低于同色溫的熱輻射光源。
鏑燈(一種金屬鹵化物燈)的光譜相對能量分布曲線圖,顯見,整個光譜范圍由連續(xù)光譜構(gòu)成的基礎(chǔ)上間夾著幾處光譜輻射很強(qiáng)的線光譜,藍(lán)、紅光的相對比例較高。鏑燈的色溫在5000K-600K之間,其光譜分布與日光相近,但顯色性不及日光,其顯色指數(shù)在80-90之間。它是一種高色溫、高顯色性、高光效的氣體放電燈,完全滿足于舞臺、影視燈光領(lǐng)域的技術(shù)要求,顯現(xiàn)出越來越廣闊的應(yīng)用前景。
氙燈光譜相對能量分布曲線,其光譜分布與日光十分接近,整個光譜范圍是連續(xù)光譜,僅在480nm左右有一小波峰,具有更強(qiáng)的輻射能量。由此不難推斷:氙燈也是一種高色溫的電光源,色溫約為5500K,具有優(yōu)異的顯色性能,其顯色指數(shù)可高達(dá)94。氙燈優(yōu)秀的綜合性能在氣體放電燈中出類拔萃,它在高光度遠(yuǎn)射程追光燈、投影燈、投光燈中的研發(fā)、應(yīng)用早已開花結(jié)果。
當(dāng)舞臺燈光進(jìn)行漸明漸暗調(diào)光時,光源的光色和色溫會產(chǎn)生相應(yīng)的變化,表明其光譜輻射相對能量分布改變了。例如,鹵鎢燈從額定電壓值下調(diào)光時,光參數(shù)的變化規(guī)律是:光亮度和色溫逐漸降低,光色漸漸向紅色方向漂移,反之,當(dāng)工作電壓推升時,光亮度和色溫都會提高,光色從紅折色向黃白色漸變,在燈前配置色片的情況下,運(yùn)用調(diào)光或非額定電壓工作狀態(tài)時,要考量光源色溫變化連帶引發(fā)色光變化的大趨勢。
2、色光及其光譜分析
燈光的顏色可能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換,最簡單,最實用,最常用的方法是在光源(或燈具)前配置特制的濾色片,便能獲得新的光色。
濾色片有兩大類:色溫轉(zhuǎn)換濾色片(或稱色溫較正濾色片)和彩色燈光濾色片。濾色片具有對光有選擇性吸收的光學(xué)特性,如濾色片介質(zhì)對可見光譜各波長的光具有不同比例的吸收,改變了光源的光譜相對能量分布,其透射光刺激人眼會誘導(dǎo)出不同于光源的光色效應(yīng)。不同色品的濾色片擁有各自不同的光譜透射率曲線,傳達(dá)出它們不同選擇性吸收的光學(xué)特性。
在對色光和濾色片作光譜分析之前,先重溫一下可見光譜范圍的顏色效應(yīng)(見表2),以利應(yīng)用和迅速反饋。
2.1色溫轉(zhuǎn)換濾色片光譜分析
色溫轉(zhuǎn)換色片可以用來提高或降低照明光源的色溫,以實現(xiàn)照明場景中光源色溫的平衡、和諧,或達(dá)到光源色溫與攝影(像)機(jī)所需色溫相一致,以使被攝景特有良好的色彩還原。色溫轉(zhuǎn)換濾色片又簽名雷登片,它有兩大系列,即雷登82系列(也稱藍(lán)色系列)和雷登85系列(也稱橙色系列),前者能提升光源的色溫,后者能降低光源的色溫。
表1光譜波段的劃分及其顏色
波長/顏色 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫
代表波長 700 620 580 510 470 420
波段范圍 750-640 640-600 600-550 550-480 480-450 450-400
表2雷登片的分類、規(guī)格及其性能
雷登82系列 提升色溫 雷登85系列(橙色系列) 降低色溫
雷登82 雷登85 6000K—3200K
雷登82A 3200K—5000K 雷登85A 5000K—3200K
雷登82B 3200K—3700K 雷登85B 4000K—3200K
雷登82C 3200K—3500K 雷登85C 3500K—3200K
雷登82的光譜透射率曲線圖,該色片對550nm~670nm的可見光有很強(qiáng)的吸收,在很大程度上抑制了紅、橙、黃色光的透射,而對480nm~380nm的可見光吸收很少,光源中的藍(lán)、紫光成份有很高的透射率,致使雷登82的透射光中藍(lán)、紅光的相對比例增大了,即提升了光源的色溫。視藍(lán)、紅光相對比例增大的不同程度,提升光源色溫的幅度也不同。雷登82系列劃分成幾種規(guī)格,供各種不同需求時采用(見表2)。
雷登85的光譜透射率曲線圖,該濾色片對580nm~700nm波段的可見光有較高的透射率,即它對光源中紅、橙、黃光的吸收較少,而對380nm~550nm波段的可見光有很低的透射率,即它對藍(lán)、紫光有很大的抑制作用,致使雷登85的透射光中藍(lán)、紅光相對比例減小了,即降低了光源的色溫。視藍(lán)、紅光相對比例減小程度不同,光源色溫降低的幅度也不同。雷全登85系列同樣也劃分成幾種規(guī)格,以供各種不同需求時選用。(見表2)。
評論comment