前言
在《灯泡系列：光从何处来？》上、下篇中我们聊了聊几种灯泡的发光方式：「热辐射发光」的白炽灯，「气体放电发光」的荧光灯，和「固体电致发光」的 LED 灯。
在《反营销系列：蓝光猛如虎？》一、二篇中我们谈了谈「蓝光的危害」和「用眼舒适性」，之所以不厌其烦地扯一大堆，就是为此篇做铺垫。
本文分为三篇，第一篇聊灯泡的光谱、色温和显色性，第二篇专讲 LED的光谱、色温和显色性，最后一篇说灯泡的光效、寿命、热量等内容。
光谱
光，特别是「白光」，都是由各种波长的光混合而成，不同的波长对应不同的颜色。
一种光中有哪些成分、强度各多少，反映在有横轴、纵轴的图表上，便是所谓的「光谱」。
光谱就像是光的素描，一种光有啥特点，大致能在光谱上得到反映，若我们只关注这几个参数，那么可以简单粗暴的说：光谱决定一切。
光谱一变，其他各项必然改变；其中一项有个高低增减，光谱也随之上下左右，可谓牵一发而动全身。
灯泡的光谱
下面是太阳和各种灯泡的光谱，上排从左至右是：阳光、白炽灯和荧光灯，下排从左到右分别是：卤素灯、冷色 LED 灯（高色温）和暖色 LED 灯（低色温）。
阳光和各种灯泡的光谱，来源：lightingschool.eu
其中光谱最「饱满」的便是阳光，各波长的分布「连续」而「均匀」。
其次是白炽灯、卤素灯和暖色 LED 灯，之后便是冷色 LED 灯，光谱最「瘦小」的是荧光灯，波长分布断断续续。
需要提醒大家的是，上图只是各式灯泡的典型光谱，荧光灯和 LED 种类繁多，非上面几张图所能概括。
本文所谓的「红色」、「黄色」和「蓝色」，实际上只是一种笼统的描述，颜色的变化，不是像换挡那样切换。
色温
我们已经知道，冷色就是高色温的颜色，直观的感受就是看起来白而亮，给人冰冷的感觉。
暖色就是低色温的颜色，看起来黄而暗，给人温暖的感觉。
灯泡色温对比，左边低，右边高，来源：1000bulbs.com
你可能会感到奇怪，颜色就是颜色，温度就是温度，色温是什么鬼？
想象一下，加热一块不知道哪弄来的物体，点火、升温、再升温，开始是什么颜色，过会儿是什么颜色，然后是什么颜色?
加热物体，来源：giangrandi.ch
是不是一般这么变化？先显现红色、橙色，再黄白色、白色，最后蓝白色。
物体颜色随温度而变化，来源：olympusmicro.com
很明显，物体的颜色和温度之间存在一种「对应关系」。
我们把某一物体的这种对应关系作为标准，用其他颜色与之对照，就有了「色温」（Color temperature）这一概念。
这种物体也叫「黑体」，是一种其能够完全吸收各种方向、各种辐射的物体。
黑体色温变化和与之对应的光谱，来源：wikipedia.org
色温的单位是开尔文（Kelvin），符号为 K，把它减去「273.15」 就是摄氏温度 °C 。
当某光源与黑体的颜色相同（即光谱相同）时，黑体当时的温度就是该光源之色温。
问题是很多光源的颜色和黑体不一样啊，没关系，我们还有「相关色温」（CCT）的概念。
光源和黑体的哪个颜色最接近，那个颜色的色温就是该光源的色温。实际上，我们平常所说的「色温」，基本上都是相关色温。
各种颜色可以用「色度图」来表示，不同温度下，黑体有对应的色度坐标，全部画于色度图上，就是中间那条又粗又黑的曲线。
黑体的轨迹线，来源：《照明手册》 -日本照明学会
如果光源的颜色在那条黑线上，那么光源的颜色就它所在的点对应的色温；如果光源的颜色不在黑线上，那么它的「相关色温」就是黑线上离它「最近」的那个点的色温。
灯泡的色温
不求严谨的话，我们可以这样认为：色温高表示蓝光多，红光少；色温低表示蓝光少，红光多。
色温对比图，来源：edthereblight.com
阳光的色温从早变到晚，这点不用我说大家也感受得到。
蓝天的色温通常在 4000K 到 40000K 之间，其中 7500K 最为常见，云的色温从 5000K 到 8000K 变化， 也可以说大致为 6000K 。
阳光的色温，来源：《照明基础知识 》 – 飞利浦照明
白炽灯的色温通常不高，常见的一般为 2400K 左右 – 3400K 左右。
荧光灯的色温浮动较大，常见的一般为 2700K 左右 – 6500K 左右。
LED 灯色温有高有低，常见的一般为 3000K 左右 – 7000K 左右。
色温 6000K 和 3000K 的荧光灯，edisontechcenter.org
什么色温才合适？
选什么色温的灯泡，既要看照度、场合，也与个人的喜好有关，随着色温的升高，配合的照度也应增加，一般有以下建议：
色温和照度的关系，来源：《照明设计入门》 – 中岛龙兴
此外对于冷暖色温的划分，以及适用场合，国标中也有建议：
《GB 50034-2013 建筑照明设计标准》 – 国家质检总局
显色性
一样东西看起来什么颜色，和打在它身上的光有关，更和它选择反射的光有关。
「显色」又称「演色」、「现色」，灯泡的显色性，就是灯泡让物体呈现「真实颜色」的能力。
通常用一般显色指数（general colour rendering index）来表征，符号是 Ra。 （另有「特殊显色指数」的 Ri，这里不做多的介绍）
同一物品在不用显色性光源下的表现，来源：飞利浦照明
那么问题来了，什么是「真实的颜色」？
我们日常所见的事物，多是阳光下的状况，所谓的「真实颜色」，就是日光之下的色彩。
日光的光谱是连续的，可见光的所有波长都有所体现，打在物体上的光，光谱越是连续而均匀，物体选择反射的范围就越大，呈现出来的颜色就越「真实」。
灯泡的显色性
国际照明委员会把太阳光的显色指数定为 100，这意味着，灯泡的光谱越接近阳光，显色指数越高。
阳光的光谱有啥特性呢？最大的特点就是「连续」。
从上往下是阳光、LED、白炽灯和荧光灯的光谱，来源：popularmechanics.com
白炽灯通过热辐射发光，产生的是连续光谱，显色指数最高，显色性 Ra 90 – 100，接近 Ra 100。
荧光灯利用气体放电发光，发光具有选择性，显色性差异较大，多数不高，一般在 Ra 50 – 95 之间（另一说为 Ra 74 – 90）。
LED 灯种类较多，显色性有高有低，常见的一般为 Ra 60 – 90+ 。
多高的显色性才够？
国际照明委员会按用途不同列出显色性的推荐标准，作为一般照明来说， Ra 达到 80 – 90 就足够了。
国标的建议与之类似：「长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数（Ra） 不应小于 80」 。
灯泡的显色性和用途，来源：《白光LED照明技术》- 田民波、朱焰焰
总结
光谱决定色温和显色性，灯泡的光谱不同，各项光学特性也就不同。白炽灯的光谱连续而均匀，最接近日光，荧光灯的光谱断断续续，LED 的光谱类型较多，连续性在白炽灯和荧光灯之间。
若以国标《GB 50034-2013 建筑照明设计标准》的划分为准，把 3300K 以下称为暖色、低色温，5300K 以上称为冷色、高色温，那么白炽灯的色温通常不高，常见的一般为 2400K 左右 – 3400K 左右
荧光灯的色温浮动较大，常见的一般为 2700K 左右 – 6500K 左右；LED 灯色温有高有低，常见的一般为 3000K 左右 – 7000K 左右；色温的选择，既要看照度、场合，也与个人的喜好有关，随着色温的升高，配合的照度也应增加，详情参阅文中「什么色温才合适？」一节。
日光的显色指数为 Ra 100，光源的光谱越接近日光，显色性越好。白炽灯通过热辐射发光，产生的是连续光谱，显色指数最高，Ra 90 – 100。
荧光灯利用气体放电发光，发光具有选择性，显色性差异较大，多数不高，一般在 Ra 50 – 95 之间（另一说为 Ra 74 – 90）；LED 灯种类较多，显色性有高有低，常见的一般为 Ra 60 – 90+ 。
国际照明委员会按用途不同列出显色性的推荐标准，作为一般照明来说， Ra 达到 80 – 90 就足够了；国标的建议与之类似：长期工作或停留的房间或场所，照明光源的显色指数（Ra） 不应小于 80 。
主要信息来源
edisontechenter.org
popularmechanics.com
howstuffworks.com
《 Lamps and Light 》 – Jeremy Myerson、Sylvia Katz
《照明手册》- 日本照明学会
《照明设计手册》 – 北京照明学会
《照明基础知识》 – 飞利浦照明
《白光LED照明技术》- 田民波、朱焰焰
《照明设计入门》 – 中岛龙兴
《LED封装技术》 – 苏永道
《GB 50034-2013 建筑照明设计标准》 – 国家质检总局、国家标准化委员会
《GBT 13379-2008 视觉工效学原则 室内工作场所照明》 – 国家质检总局、国家标准化委员会
