什么是显色指数?光源的显色指数怎么计算?

2023-11-01

什么是显色指数?显色指数是表示光源显色性的,一般用平均显色指数Ra来表示,显色指数的高低,就表示物体在待测光源下“变色“和“失真”的程度,因此不同的光源其显色指数是不同的。本文对光源显色指数的含义及计算方法作了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

显色指数

什么是显色指数?

显色指数是表示光源显色性的,一般用平均显色指数Ra来表示。确定显色指数Ra,有必要先确立与自然光近似的标准光源(光的性质与亮度不随天气和时间而改变),然后再用国际照明委员会(CIE)规定的从中间色的红到紫的8个为1组的色式样作为标准色,在标准光源和被测试光源下做比较,色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。当色差等于0时,Ra值为100,表明被照物体在被测试光源下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

标准颜色在标准光源照射下,显色指数为100。物体在某种光源照射下,当Ra>80时,显色性为优良;Ra=79~50时,显色性为一般;Ra<50时,显色性为差。白炽灯的理论显色指数为100,但实际生活中的白炽灯种类繁多,应用也不同,所以其Ra值不是完全一致的,只能说是接近100,是显色性最好的灯具。太阳光和火光的自然光属于标准光源,所以一般显色指数Ra为100或接近此值。


光源显色指数的计算方法:

CIE于1965年制定了评价光源显色性的方法体系,并于1974修订完善后推广使用,目前广泛使用的版本为CIE13.3-1995,该标准中规定了两种连续光谱的标准照明体作为参考光源:普朗克辐射体和标准照明D,分别用于小于5000K的低色温测试光源和大于5000K的高色温测试光源。

标准颜色样品

该方法采用一套15种颜色样品(如上图所示)进行显色指数评价,其中1号至8号和9号至15号颜色样品分别用于计算一般显色指数Ra和特殊显色指数Ri,1号至8号颜色样品都属于孟塞尔颜色样品,并且都是中等明度和中等饱度和。显色指数的计算过程如下所示:

1.首先测试被测光源的光谱功率分布,计算得到该被测光源的色度坐标(xk、yk、Uk、Vk)和相对色温Tc,由Tc选择相应的参考光源,再通过查表获取该参考光源的色度参数(uv、vr、cr、dr),以及相应条件下的颜色样本的颜色空间坐标(U*r,i,V*r,i,W*r,i);其中:

u、v表达式

2.再根据光谱功率分布和颜色样品的光谱反射系数,计算待测光源照明下15种颜色样品的色度坐标xk,i、yk,i,根据上式计算uk,i、Vk,i;分别将被测光源的色坐标(uk,vk)被测光源照射下的颜色样品的色坐标(uk,i,vk,i)代入下式中计算出ck、dk以及 ck,i、dk,i

c、d表达式

3.再由下式得到颜色样品的适应色位移u'k,i、v'k,i

u'k,i、v'k,i表达式

4.由下式求出被测光源照明下色样的U*k,i,V*k,i、W*k,i

U,V、W表达式

5.由下式计算色差△Ei。

色差△Ei计算式

式中r为参考光源下标,i为颜色样品序号的下标,k为被测光源下标。

6.最后由下式计算一般显色指数Ra和特殊显色指数Ri。

一般显色指数Ra和特殊显色指数Ri计算式

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