光源显色性与显色指数之间到底什么关系?

  DOHO标准光源箱     |      2025-02-12

光源的显色性是光源重要的颜色指标,它用于评价样品在该光源下呈现颜色真实性。光源的显色性一般用显色指数表示,光源显色性好,则显色指数就高;反之则低。本文对光源显色性与显色指数之间的关系做了介绍。

光源显色性

光源显色性的本质:

显色性是一种主观现象,它依赖于光源、被照明物体以及视觉机制的光谱特性。人们可以对光谱的功率分布、物体表面色的光谱反射率进行测量、标识,也可以测量或计算出照明体对表面色的影响,但是,在计算感知色的色度坐标时,还必须考虑眼睛的色适应问题。因为人们在判断光源显色性质的好坏时,其实是在做一种比较,是与自己认为有最完美显色性质的参照光源进行比较;因为人眼最适应日光,所以人们总是把日光作为显色性最好的参照光源。但是日光在不同时相时,其光谱功率分布不同,有时差别还很大。于是在进行显色性的研究中,很重要的一步是确定把哪一种日光时相作为标准。


光源显色性的评价方法:

光源显色性的评价方法,希望能够既简单又实用。然而简单和实用往往是两个互相矛盾的要求。在CIE颜色系统中,一般显色指数Ra就是这样一个折衷的产物:它比较简单,只需要一个100以内的数值,就可以表达光源的显色性能,Ra=100被认为是最理想的显色性。

在CIE颜色系统中,为确定待测光源的显色性,首先要选择参考光源,并认为在多考光源照射下,被照物体的颜色能够最完善的显示。CIE颜色系统规定,在待测光源的相关色温低于5000K时,以色温最接近的黑体作为参考光源;当待测光源的相关色温大于5000K时,用色温最相近的D光源作为参改光源。这里D光源是一系列色坐标可用数字式表示、并与色温有关的日光。

在选定多考光源后,还需要选定有色物体。由于颜色的多样性,需要选择一组标准颜色,使它们能充分代表常用的颜色。CIE颜色系统选择了8种颜色,它们既有多种色调,又具有中等明度值和彩度。在u-v颜色系统中,测定每一块标准色板,在待测光源照射下和在参考光源照射下色坐标的差别,即色位移△Ei,就可得到该色板的特殊显色指数Ri。Ri=100-4.6△Ei。

对8块标准色板所测得的特殊显色指数Ri取算术平均,就得到了一般显色指数Ra。可见光源的一般显色指数Ra的最大值为100,认为这时光源的显色性最好。


光源显色性与显色指数关系:

通常把照明光源对物体色外貌所产生的影响,称为显色,而将光源固有的显色特性,称为显色性。光源显色性影响着人眼所观察的物体颜色,因此光源的显色性是评价光源质量的重要指标。为了定量比较光源显色性的优劣,CIE制定一种“测验色”法作为评价光源显色性的方法,此方法是用一个显色指数量值表示光源的显色性。

光源的显色指数是待测光源下物体的颜色与参照光源下物体颜色相符程度的度量,是物体在待测光源下和参照照明体下颜色外貌一致程度的量化。为了符合人类长期的照明习惯,CIE规定5000K以下的低色温光源用普郎克辐射体作为参照光源,色温5000K以上的用标准照明体D作为参照光源,设定参照光源的显色指数为100。CIE规定了14种试验色样品,1~8号样品代表了各种常见色,这8种颜色祥品是从孟寒尔颜色图册中选出来的明度为6,并具有中等彩度的颜色样品,用于光源的般显色指数(又称综合显色指数)的计算,一般显色指数就是光源对CIE规定的这8个颜色样品的显色指数的算术平均值。9~14号样品代表肤色和一些高彩度的颜色,专用于特殊显色指数的计算,通常所提及的光源显色指数就是指光源的一般显色指数。

显色指数越大,表明光源的显色性越好,反之,则表明光源的显色性越差。显色指数最大值为100,即光源的显色性最好。通常按一般显色指数可将光源的显色性分为优、一般和劣三个质量等级:光源的一般显色指数在75~100范围内,光源显色性优良;在50~75范围内,光源显色性一般;如一般显色指数小于50,则光源的显色性较差。