光源显色性的评价方法.pdfVIP

由一灯论坛raolianjiang 整理 光源显色性的评价方法 摘要：许多近代节能光源都以石英玻璃作为灯壳。这时，作为导线的金属－石英玻璃 封接就是必不可少的部件。它的质量直接影响灯的成品率和寿命。 颜色是人的感觉之一，它总是与观察者个人的主观体验有关。每个人看到一种颜色后 的感觉，别人难以知晓。所以颜色的研究总是充满了神秘的想象。同时，颜色又使世界变得 五彩缤纷，视觉艺术、图象显示与传输、纺织品印染、彩色印刷等，都离不开颜色的研究。 因此颜色的研究、对颜色进行客观的定量的描述，成为许多科学家研究的对象。 牛顿在 1664年用棱镜把白色的太阳光色散成不同色调的光谱，奠定了光颜色的物理基 础。1860 年麦克斯韦用不同强度的红、黄、绿三色光配出了从白光一直到各种颜色的光， 奠定了三色色度学的基础。在此基础上，1931 国际照明委员会建立了 CIE 色度学系统，并 不断完善。如今 CIE 色度系统已广泛用于定量地表达光的颜色。 颜色离不开照明，只有在光照下物体才有可能显示出颜色，而且光的颜色对人们的心 理有非常大的影响。同济大学杨公侠教授已在他的专著视觉与视觉环境一书的第五章中，作 了非常精采的描述。(1)在不同光源照射下，同一个物体会显示出不同的颜色。例如绿色的 树叶在绿光照射下，有鲜艳的绿色，在红光照射下近于黑色。由此可见，光源对被照物体颜 色的显现，起着重要的作用。光源在照射物体时，能否充分显示被照物颜色的能力，称为光 源的显色性。1965 年，国际照明委员会推荐在 CIE 色度系统中，用一般显色指数 Ra来描述 光源的显色性。一般显色指数 Ra 应用得还很成功，已被照明界广泛接受，但是也存在一些 问题，本文将为光源显色性的评价方法，以及近年来的进展作一介绍。 1．一般显色指数 Ra 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。但是，有时候人们的感觉并非如此。例如在白炽灯照射下的树叶，看上去并不太鲜艳。 问题在哪里？我们来讨论影响什么是一般显色指数。 为简便起见，我们这里只讨论一般显色指数 Ra的主要构成方法，而不讨论它的具体计 算方法。事实上，我们在日常生活里，常常在检验光源的显色性。许多人都有这样的经验， 细心的女士在商场买衣服的时候，常常还要到室外日光下再看一看它的颜色。她这样做，实 际上就是在检验商场光源的显色性：看一看同样一件衣服，在商场光源的照明下和在日光的 照明下，衣服的颜色有什么不同。所以描述光源的显色性，需要两个附加的要素：日光（参 考光源）和衣服（有色物体）。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，并认为在参考光源照射下，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 1 由一灯论坛raolianjiang 整理 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。 在选定参考光源后，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ΔEi，就可得到该色板的特殊显色指数 Ri。 Ri=100—4.6ΔEi 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。 2．一般显色指数 Ra 的局限性 尽管一般显色指数 Ra 简单实用，但是它在许多方面表现出严重不足。首先，颜色是人 们主观的感觉，不是物体固有的属性，它与照明条件、观察者、辐照度、照度、周围物体和 观察角度等有关，并不存在什么所谓“真实颜色”。但是由于