LED技术：如何选择合适色温获取满意的白光照明？

 一般来说，很多人理所当然地认为白光都位于黑体辐射轨迹上，并依据色温高低分为暖白和冷白。那么，问题来了，黑体辐射轨迹上的点真的都是人眼所感知的白光么?

2013年，研究人员 Rea 和 Freyssinier 的研究成果表明不同色温的白光轨迹并不完全与黑体辐射轨迹重合。实验中观察者评价的是灯箱内的白色内壁，照明光源包括2700K、3000K、3500K、4100K、5000K和6500K这六组色温，每组色温组里还分为七种不同 Duv值的光源。

如下图所示，七种光源中的一种光源其色品位于黑体辐射轨迹上，其他六种光源的色品则较为均匀地分布于该组光源的等色温线上。对评价数据进行分析之后，发现当光源色温低于4000K时，观察者认为的白光色品坐标位于黑体辐射轨迹下方，而当光源色温高于4000K时，评价所得的白光色品坐标位于黑体辐射轨迹上方。所以，黑体辐射轨迹上的点基本不是人眼所感知的白光。

2014年，Smet 等人进行了研究物体白度的实验。研究对象是灯箱中由投影仪照射的三维立方体，观察者可通过控制投影仪来变换立方体的颜色从而调节出最符合观察者预期的白光。实验结果如下表所示，两种心理物理学方法的实验数据均表明观察者预期的最佳白光是色温约为6000K、Duv为负值的光源，且当光源亮度越来越高时，观察者感知的白光色温越来越低。

基于前人的研究，浙江大学的研究人员进行了相关的白光评价实验。如下图所示，实验在一个客厅环境中进行，照明光源采用的是可调光谱的 THOUSLITE LEDCube 光源，观察者评价的是正对面的白墙区域以及桌子上的涂料色卡以及 X-Rite ColorChecker 色卡中的白色块。

LED 可调光源照明色温分别设定为6500K(标准照明体D65)、5000K(标准照明体D50)、4000K、3500K和2850K(标准照明体A)这五种。观察者进行评价的色貌属性包括：墙面的明亮度、鲜艳度、温暖属性以及特定区域的白度、白色百分比、喜好性白色和特定区域(图中红线框起来的部分)的色调成分。

对于色调成分的评价规则需要详细的介绍，如下图所示，纯红色、纯黄色、纯绿色和纯蓝色的光源色调成分分别为0、100、200和300，其他颜色则根据各单色所占比例进行色调成分的评价，例如偏红的橙色其色调成分可能为30，而偏黄的橙色则色调成分可能为70。

事实上，色调成分对观察者心理感知的影响很大;偏蓝色的照明光源(色调成分靠近300左右)使得房间给人的心理感知更冷、更明亮、更不鲜艳且更白;相反的是，偏红色的照明光源(色调成分接近0或400)使得房间给人的心理感知更温暖、更暗、更鲜艳且白度降低。

浙江大学等人的心理物理学实验结果与前人的研究结论十分相似(图中实线为浙江大学的实验结果，虚线部分为Rea等人的研究结果)，即光源色温低于4000K时，观察者认为的白光色品坐标位于黑体辐射轨迹线的下方;而光源色温高于4000K时情况则恰好相反。

一个明亮房间看起来更冷、更不鲜艳且更白，而一个较黑的房间则会显得温暖、更鲜艳且白度较低。有意思的是，当房间内的照明变亮时，色卡颜色变得更为鲜艳，而整个房间的鲜艳度却降低。因为实验设置的房间中除了大面积的白墙外，只有小部分视野内存在彩色物体。

照明光源的色温和 Duv 值也对房间和物体的色貌产生了一定影响。高色温或低 Duv 值的照明光源使得房间和物体更为明亮。照明光源在一定范围内的色温的增加会降低房间的鲜艳度，随后在光源色温升至6000K时鲜艳度又会增加，这也从侧面证明了色温为6000K的照明光源是观察者认为的最中性的白光。

综上，这些心理物理学实验都证明了观察者所感知的白光色品坐标并不位于黑体辐射轨迹上，因此要选择合适的白光照明首先需要选择合适的色温，其次考虑设定恰当的光源 Duv 值，这样才能帮助您得到满意的白光照明。