光源常用光品質(zhì)參數(shù)（二）：光源顯色性

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2016-06-18

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大家一定都有這樣一些經(jīng)歷：在一些光源下看到的物體的顏色與其在印象中的顏色差異很大，非常不真實(shí)，如路燈；明明在櫥窗中看到的蠻好的衣服色彩搭配，LED照明工程，放置到室外色彩感覺就不對(duì)了；其實(shí)這都是光源顯色特性所造成的。學(xué)術(shù)上通常把光源對(duì)物體色外貌所產(chǎn)生的影響稱為顯色，而將光源固有的顯色特性稱為顯色性（Color Rendering Property）。光源的光譜功率分布決定了光源的顯色性，具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性，如日光、白熾燈等，室外照明，而光源的色溫和顯色性之間沒有必然的聯(lián)系，因?yàn)榫哂胁煌�光譜分布的光源可能有相同的色溫，但是其顯色性可能差別很大。  

CIE顯色指數(shù)

國際照明委員會(huì)（CIE）對(duì)顯色性的定義如下：

The effect of an illuminant on the colour appearance ofobjects by conscious orsubconscious comparison with their colour appearanceunder a reference illuminant

CIE13.3-1995標(biāo)準(zhǔn)定義了光源顯色性評(píng)價(jià)方法。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評(píng)價(jià)色溫在5000K以下的光源的顯色性時(shí)，CCC認(rèn)證，將5000K以下的相同色溫的黑體作為參考光源，認(rèn)為對(duì)應(yīng)黑體的顯色指數(shù)為100；把相同色溫的標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為評(píng)價(jià)色溫在5000K以上的高色溫光源顯色性的參考光源。在評(píng)價(jià)光源的顯色性時(shí)，采用一套共14種試驗(yàn)色用于光源一般顯色指數(shù)和特殊顯色指數(shù)的計(jì)算，其中R1-R8代表了各種不同的常見顏色，其飽和度適中、明度值接近相等；而R9~R14號(hào)共6種試驗(yàn)色是一些飽和色和皮膚色，專用于特殊顯色指數(shù)的計(jì)算，常見的R9就是專門針對(duì)紅色的光源顯色性。

CIE顯色性計(jì)算方法中14個(gè)測試樣品

接著，計(jì)算待測光源及試驗(yàn)色在待測光源下的1960 UCS色品坐標(biāo)，并通過von kries色適應(yīng)修正。然后，計(jì)算在CIE1964均勻顏色空間內(nèi)試驗(yàn)色在待測光源與參考光源下的總色位移，CCC認(rèn)證，口碑，分別記為Ei(i為14種試驗(yàn)色的序號(hào)，超市照明，即i = 1, 2, 3, …, 14)，辦公照明，那么計(jì)算出各種試驗(yàn)色的特殊顯色指數(shù)Ri為：

Ri= 100-4.6Ei

光源的顯色指數(shù)越高，其顯色性越好。如果Ri = 100，表示該號(hào)試驗(yàn)色樣品在待測光源下與參考光源照明下的色品坐標(biāo)一致。

由1~8號(hào)試驗(yàn)色求得的8個(gè)特殊顯色指數(shù)取平均值稱為一般顯色指數(shù)CIE Ra。

CIE Ra計(jì)算流程

下表為一些常用光源的顯色性參數(shù)僅供參考，日常應(yīng)用一般CIE Ra在80及以上即可，若90以上則可較好的還原物體在日光或黑體照明下的色彩。

其他顯色指數(shù)

由于LED技術(shù)的大力發(fā)展，CIE顯色指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于LED顯色性的評(píng)價(jià)往往有所偏差，有些LED的CIE Ra顯色指數(shù)較高，但實(shí)際的顯色效果不佳；為了更好地描述光源的顯色性指標(biāo)，國際相關(guān)研究者陸續(xù)推出了多種計(jì)算方法如IES TM30-15、CQS、CRI2012、mCRI、FCI，GAI等，電工照明，用于改進(jìn)CIE顯色性評(píng)價(jià)方法的不足；原理上基本計(jì)算步驟與上述一致，對(duì)試驗(yàn)色的選擇、參考光源的選擇、色適應(yīng)公式的選擇、試驗(yàn)色的飽和度等進(jìn)行了重新考量和優(yōu)化；目前IESTM30-15的認(rèn)同度最高，且最有可能成為國際標(biāo)準(zhǔn)。

IES顯色指數(shù)

北美照明學(xué)會(huì)（IES）于2015年5月18日在歷時(shí)兩年的工作后正式發(fā)布了對(duì)于光源顯色能力的新的評(píng)價(jià)方法——IESTM-30-15 IES Method for evaluating Light Source Color Rendition。這一新的評(píng)價(jià)體系由IES顏色質(zhì)量工作組（IES ColorMetrics Task Force）提出，技術(shù)資訊，該工作組共有8位委員：Mike Royer博士（美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室）、Yoshi Ohno博士（美國NIST）、Kevin Houser博士（美國賓夕法尼亞州立大學(xué)）、Minchen Wei博士（香港理工大學(xué)）、Paul Fini博士（CREE）、AurelienDavid博士（Soraa）、Kees Teunissen博士（Philips）和Randy Burkett（美國Randy Burkett照明設(shè)計(jì)事務(wù)所）。該文件在經(jīng)過IES顏色委員會(huì)、技術(shù)審查委員會(huì)和董事會(huì)審查后批準(zhǔn)通過。

相比于現(xiàn)有的CIE顯色指數(shù)CRI，IES的這個(gè)新的評(píng)價(jià)方法有幾個(gè)重大的改革：

1. 雙指標(biāo)：評(píng)價(jià)光源顯色不再僅僅使用一個(gè)指標(biāo)，LED球泡燈，而是由兩個(gè)指標(biāo)——Rf和Rg。Rf用于表征各標(biāo)準(zhǔn)色在測試光源照射下與參考光源相比的相似程度（100代表完全相同；0代表差別很大）；Rg則代表各標(biāo)準(zhǔn)色在測試光源下與參考光源相比飽和度的改變（100代表飽和度相同，大于100表示光源可以提高顏色的飽和度，低于100則代表顏色的飽和度在測試光源下較低）。