電光源的光色及光譜分析

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。

一、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)一冠之以相應的色溫或相關(guān)色溫，采用黑體的輻射溫度定量地科學表述光源的光色，數(shù)字化地表述生理上、心理上的視覺量是一大進步。

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(鹵素燈)、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。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，分別標注以不同的色溫3200KT 5500K。

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、紅光相對能量的比例較小，而色溫5500K光源的光譜分布中藍、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，間夾著幾條強烈輻射的線光譜，它們是幾種熒光粉化學元素的特征譜線。

雖然熒光燈與相應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，但光譜分布的細節(jié)仍有差異，有的波段的差異還是很大的。盡管它們標以相同的色溫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”。

(2)標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)成的基礎上間夾著幾處光譜輻射很強的線光譜，藍、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，它在高光度遠射程追光燈、投影燈、投光燈中的研發(fā)、應用早已開花結(jié)果。

當舞臺燈光進行漸明漸暗調(diào)光時，光源的光色和色溫會產(chǎn)生相應的變化，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。

二、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出不同于光源的光色效應。不同色品的濾色片擁有各自不同的光譜透射率曲線，傳達出它們不同選擇性吸收的光學特性。