什么是光源的显色性？光源的显色性怎么评价？

2023-11-22

光源的显色性是衡量光源视觉质量的指标，它是指光源显现被照物体颜色的性能，也就是颜色逼真的程度。它与光源的光谱功率分布有关，光谱连续的光源显色性好，物体在该光源下，所呈现的颜色就较逼直。本文为对光源显色性的具体含义及评价方法做了详细的介绍，对此感兴趣的朋友不妨了解一下！

标准光源显色性

什么是光源的显色性？

在定义显色性的时候，一般是通过让光源光线照射在物体上，然后观察所呈现出的色，彩的视觉效果，亦即是观察色彩的逼真程度。对于具有较好显色性的光源，当其照射到物体上时其色彩的还原程度就越好，这就是说人眼看到的色彩更加的接近于在自然光下看到的原色。而演色性较差的光源在色彩的还原度上就会偏差很大。因此对于人造光源，要求就是其能尽可能的让人眼感知到正确的颜色，也就如同在太阳光下看到物体一样。以上就是光源的显色性，用显色指数来表示显色性的好坏，单位是Ra。

如果把标准光源的显色指数定为100，那么其他的光源显色指数均会低于这个数值。在国际照明协会中一般把显色性指数分为下表所示的五类：

国际照明委员会对显色指数的分类

光源显色性的评价方法：

CIE于1965年推荐CRI用于评价光源的显色性，并先后于1974和1995年对其作了一些改进和修正。尽管CIE显色指数存在一些不足和缺陷，但其仍是当前唯一在国际上被普遍认可和广泛采用的光源显色性评价标准方法。

CIE评价光源显色指数时采用一套14种检验色样，选定8个色样为一组（i=1，……，8）作为评价一般显色指数用的检验色样，选定后6个色样（i= 9，……，14）分别作为特殊显色指数评价用的检验色样，如下图所示。

CRI选用的R1-R14颜色样品

通常在已知待测光源的光谱功率分布的情况下，进行显色性计算的主要步骤如下：

1.通过对待测光源的光谱辐射测量，计算待测光源的色度参数（xk，yk）、（uk，vk）、ck、dk及CCT（K），然后根据1～14号颜色样品的光谱辐亮度因数ρi（λ）的数据算出在待测光源下各样品的xk,i、yk,i和uk,i、vk,i色度坐标。计算公式如下：

颜色三刺激值计算式

其中k等于辐射功率的最大光效率Km=683（lm/W），P（λ）为光源光谱功率分布，x（λ）、y（λ）、z（λ）是CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值。在可见光谱内，波长间隔△λ是以λ为中心波长，波长范围为380nm至780nm，波长间隔△λ为5nm。色度坐标计算如下：

色度坐标计算式

其中k为常数，表达式如下，ρi（λ）为各样品的光谱辐亮度。

色度参数ck、dk的计算式如下：

色度参数ck、dk的计算式

2.根据CCT选择参照照明体，计算参照照明体的光谱功率分布，然后计算参照照明体的色度参数（xr，yr）、（ur、vr）和cr、dr。

3.适应性色位移的考虑：由于待测光源k和所选用的参照照明体r的色度不完全相同，而使视觉在不同照明下受到颜色适应的影响。为了处理两种照明下的色适应，必须将待测光源的色度坐标uk、vk调整为参照照明体的色度坐标ur、vr，即uk'=ur，vk'=vr，这时各颜色样品i的色度坐标uk,i、vk,i也要作相应的调整，成为uk,i'、vk,i'。这种色度坐标的调整叫做适应性色位移，用以下系数关系式进行转换：

转换关系式