光源色温和显色指数什么意思?光源色温和显色指数怎么计算?

2023-09-15

光源有两个重要的颜色指标,一个是色温一个是显色性、色温是描述光源颜色的指标,而显色性是描述该光源下物体显现能力的指标,光源的显色性一般用显色指数来表示。本文对光源色温和显色指数的含义及光源色温和显色指数的计算方法做了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

光源色温和显色性

光源色温的含义:

当某一光源所发出的光的光谱分布与绝对黑体在某一温度时辐射出的光谱分布相同时,我们就把此时绝对黑体的温度称之为这一光源的色温。色温是描述光源光谱质量最常用的指标,在能量分布中,红辐射相对较多的光源色温较低,通常称为暖光;能量分布中,蓝辐射相对较多的,通常称为冷光。

某些放电光源,它发射光的颜色与各种温度下的黑体所发射的光颜色都不相同。在这种情况下其色温用“相关色温”来表示。光源所发射的光的颜色与某一温度下的黑体发射的光的颜色最接近时,此时黑体的温度就是该光源的相关色温,反映在色度图上即最靠近该光源色坐标的黑体轨迹上黑体的温度。


光源显色指数的含义?

显色指数反映的是与太阳光或自然光相比,某个光源对物体颜色外貌所产生的效果。物体的颜色畸变越小其显色指数越大。显色指数越大,视觉效果越好,白炽灯的显色指数一般大于80,白光LED的显色指数不超过75。


光源色温计算方法:

色温是描述光源光谱质量最常用的指标,低色温光源的能量分布中红辐射较多,通常称为暖色光:高色温光源的能量分布中蓝辐射相对较多,通常称为冷色光。当知道待测光源的光谱分布后,可确定出光源的色度坐标(x,y)。若光源的色度坐标点位于两条相邻等温线M1和M2之间,则可用内插法求得光源的相关色温。

设d1为光源坐标点到等温线M1的距离,d2为到等温线M2的距离。则光源的相关色温T由下式表示:

光源的相关色温T的表达式

通常情况下用下面近似公式得到色温T:

光源色温T的表达式

其中:n=(x-0.3320)/y-0.1858。


光源显色指数计算方法:

计算显色指数的标准方法,是CIE制定的“测色法”。评价时采用一套14种试验颜色样品,根据在参照光源下和待测光源下各试验色的色差△E,计算出光源特殊显色指数Ri:

出光源特殊显色指数Ri

一般显色指数Ra的计算公式:

光源一般显色指数Ra

光源的一般显色指数越高,其显色性就越好,对颜色的还原性越好。

通常是在已知待测光源的光谱能量分布P(λ)的情况下,进行显色指数计算的,其主要步骤如下:

1.根据待测光源的光功率谱分布,计算待测光源的色度坐标(xc,yc)、(uc,vc)、相关色温T;其中:

光源的色度坐标计算式

2.由待测光源的光功率谱分布和1-14试验色的光谱辐亮度因数,计算待测光源下1-14号试验色的色度坐标(xci,yci)并求相应(uci,vci)。

3.根据T选择参照照明体,查表得出参照照明体的色度参数(ur,vr,cr,dr),以及在参照照明体下试验色的颜色空间坐标U*ri、V*ri、W*ri。

4.由待测光源色坐标(uc,vc),求(cc,dc)以及待测光源下试验色的色坐标(uci,vci)求(cci,dci),并计算试验色的适应色位移(u‘ci,v'ci),其中有:

光源的色度坐标计算式01

5.计算待测光源下试验色的U*ci、V*ci、W*ci。

光源的色度坐标计算式01)

6.求U*ri、V*ri、W*ri与U*ci、V*ci、W*ci的色差△Ei。

色差△Ei

7.由△Ei得特殊显色指数Ri和一般显色指数Ra。


常见光源的色温:

1.自然光

日出时:色温2000K

日出后/日落前30分钟:色温2400K

日出后/日落前1小时:色温4500K

正午:色温5600K

晴朗的北方天空:色温10000K

日出后/日落前20分钟:色温2100K

日出后/日落前40分钟:色温2900K

日出后/日落前3小时:色温5400K

阴天:色温6800-7500K

2.人造光

火柴:色温1700K

家用白炽灯100-2500W:色温2600-1900K

电子闪光灯:色温5500K

蜡烛:色温1850K

家用白炽灯500W:色温2900K

荧光灯:色温7000K


常见光源的显色指数:

常见光源显色指数如下:

白炽灯:一般显色指数Ra97

日光灯/荧光灯:一般显色指数Ra80~94

白色荧光灯:一般显色指数Ra75~85

暖白色荧光灯:一般显色指数Ra80~90

卤钨灯:一般显色指数Ra95~99

高压汞灯:一般显色指数Ra22~51

高压钠灯:一般显色指数Ra20~30

金属卤化物灯:一般显色指数Ra60~70

LED:一般显色指数Ra75

  光源显色指数     光源色温   
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