(整理)照明光源的显色指数CRILisun
精品文档
精品文档照明光源的显色指数CRI
物体用该光源照明和用标准光源（一般以太阳光做标准光源）照明时，其颜色符合程度的量度，也就是颜色逼真的程度。以Ra表示，最大为100。作为衡量灯具品质的重要指数，显色指数关乎着灯具对物体本身色彩的还原度，显色越高，被照射物体的色彩就越真实。
显色分两种: 1、忠实显色，能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。2、效果显色，要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。
显色指数不是LED独有的，是所有的光源都有的一个参数，是对色彩的还原能力。日光的显色指数是100，白炽灯也是100，节能灯是80-90，LED是70-90。显色指数越低，肉眼看来颜色越失真。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CRI值不是完全一致的。只能说是接近100，是显色性最好的灯具。
随着LED照明产品逐步取代传统照明，显色指数这个参数开始逐渐受到人们的关注。因此力汕电子推出了LPCE-2(LMS-9000A) 积分球&光谱仪测试系统和CHROMA-2手持式色度计，这两款设备均可以测试显色指数。CHROMA-2手持式色度计简单可携带。力汕电子LPCE-2(LMS-9000A) 积分球&光谱仪测试系统可以测试各种LED灯具的CRI显色指数。
显色指数评判
LED的光色组合照明系统推动了照明理念的变革，LED光源的显色性问题引起国际上广泛争议，CRI不能表示白光LED的显色范围。美国提出的CQS、GAI等评价方法也只是对CRI 的修修补补。人眼的视觉认知特性与非视觉感知决定了对照明质与量的要求，应根据LED 高色饱和度产生的视觉效果对照明、物体色和固有色有更加深刻的理解，探索采用高色饱和度LED组合照明系统，满足人们对科学、安全、健康、舒适性照明的需求。 前言 LED产业技术发展迅速，发光效率160lm/w的产品已面市，高质量的白光——显色指数CRI在90以上，色温3000K，100lm/w以上的光源已大批量生产，LED进入功能性照明的时代已来临。 LED高色饱和度的特性，可实现数字化、智能化、网络化的多光谱组合调控，能够满足不同视觉作业和功能性照明的需求。而基于传统普朗克黑体辐射理论形成的色温、显色指数、色差修正等照明国际标准，与使用高色饱度LED组合光源的视觉认知与非视觉感知效果相差较大。实践表明，这引起物理光度学、物理色度学与目视光度学、目视色度学的差距拉大。也使得光度学、色度学、测量学、色彩工程学等受到严重的挑战，引发照明理论的创新。以下是我们提出高色饱和度LED色光组合照明引起国际争议的问题，探讨高色饱和度LED 组合照明将成为照明的新亮点、新热点。 一、对照明本质的理解 人工照明是光源系统、被照物体和观察者三者之间联动作用的综合效应。LED光源可发出色饱和度高的单色光，多种色光的组合使被照物体更加鲜艳夺目，对人的生理、心理产生非同寻常的影响。我们认为照明是多种学科技术交叉的系统工程。理对物的解释是科学，情对物的表达是艺术，情与理的结合是心理，照明的本质是物、理、情的结合，如图1所示。 目前所有照明理论和标准大都局限和定位于视看要求，对于生物学和心理学的效应和要求还顾及不多。丰富多彩的LED照明系统使“光与健康”的命题空前活跃，国际上已开过多次高水平的研讨会，包括医学家、建筑师、照明专家共同从正面研讨发挥LED照明系统的潜能。 图1. 照明的本质是物、理、情的结合
各种照明灯的亮度差别
各种照明灯的亮度差别 关于亮度和节能比较： 1W LED=3W CFL(节能灯）=15W白炽灯 3W LED=8W CFL(节能灯）=25W白炽灯 4W LED=11W CFL(节能灯）=40W白炽灯 8W LED=15W CFL(节能灯）=75W白炽灯 12W LED=20W CFL(节能灯）=100W白炽灯 各种灯光的色温表（K值） 色温是衡量光线色彩的定值，表示光源光谱质量最通用的指标。 K<3300时为暖色光（偏黄橙）， K>3300时为冷色光（偏青）， K>6000的几乎是白光了！以下是各种灯光的色温值，方便制作不同的光源效果！以K为单位的光色度对照表 光源 K 烛焰 1500 家用白炽灯 2500-3000 60瓦的充气钨丝灯 2800 500瓦的投影灯 2865 100瓦的钨丝灯 2950 1000瓦的钨丝灯 3000 500瓦钨丝灯 3175 琥珀闪光信号灯 3200 R32反射镜泛光灯 3200 锆制的浓弧光灯 3200 反射镜泛光灯 3400
暖色的白荧光灯 3500 清晰闪光灯信号 3800 冷色的白荧光灯 4500 白昼的泛光灯 4800 白焰碳弧灯 5000 M2B闪光信号灯 5100 正午的日光 5400 高强度的太阳弧光灯 5550 夏季的直射太阳光 5800 10:00到15:00的直射阳光 6000 蓝闪光信号灯 6000 白昼的荧光灯 6500 正午晴空的太阳光 6500 阴天的光线 6800-7000 高速电子闪光管 7000 简易色温表 蜡烛及火光1900K以下朝阳及夕 阳 2000K 家用钨丝灯2900K 日出后一小时阳光3500K 摄影用钨丝灯3200K 早晨及午后阳光4300K 摄影用石英灯3200K 平常白昼
高光效和高显色性是LED关键
高光效和高显色性是LED关键 在目前照明领域的所有场合中，显色性已经越来越得到重视。特别是室内环境，对显色性要求更高。如低压钠灯有接近200lm/W的发光效率，但单色的黄色光使它只能用于道路照明和极少的其它场合.像美国能源部(DOE)对用于室内照明的LED灯的显色指数已从原来的70(2007，8)提高到近来规定的 ≥80(2009.12)。在国内的照明设计标准中，也规定有办公室和宾馆饭店中的显色指数应在80以上的要求。 在光源品质的选择上，高光效和高显色性是LED关键。上海照明学会 章海骢理事长认为，高光效和高显色指数且符合照明环境或照明作业对象的白光才是最好的白光。业界争议不休的LED和传统光源的竞争和替换市场谁主 沉浮的问题，章海骢理事长也有自己独特的观点。他认为，在当前技术条件下，LED高光效意味着比传统光源的发光效率要高，因为现在不同场合传统光源在充当主角，如果非要比出高低的话，可以将发光效率高的传统光源装入灯具内作为标杆，再将LED灯具装入此灯具后做比较，就是很好的方法.DOE目前文件中就有将普通灯泡﹑M R16和荧光灯的比较;至于显色指数，各种不同场合下的显色指数是人为规定的一个数值，有些场合中没有规定，如室外照明;有的已作出详细规定，特别是室内照明中的要求颇多，例如家居环境中显色指数在80 以上，已经成为俗成的要求了。因此，比传统光源有高的效率(或做成的灯具比传统灯具有更高的光输出)和显色指数大于80似乎应该是衡量室内照明用白光LED的一个界线。 LED进入照明界的趋势已经明朗，高光效和显色指数好的产品，已经在一些室内外照明中崭露头角，显现出不俗的成绩和强劲的发展势头。因此在看LED的光效时一定要关心它的显色指数，只讲光效，没有显色指数是没有实用
光源的显色性与色温
光源的显色性与色温 光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或太阳光）下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差(color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法 显色分两种 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。 显色指数与显色性的关系 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的color shift.色差程度越大，光源对该色的显色性越差。演色指数系数（Kau fman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。 白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Rr值越低。低于20的光源通常不适于一般用途。 指数（Ra）等级显色性一般应用90-100 1A 优良需要色彩精确对比的场所 80-89 1B 需要色彩正确判断的场所 60-79 2 普通需要中等显色性的场所 40-59 3 对显色性的要求较低，色差较小的场所 20-39 4 较差对显色性无具体要求的场所 色温（CT-color temperature） 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温度K （kelvim）表示.黑体辐射理论是建立在热辐射基础上的，所以白炽灯一类的热辐射光源的光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比较接近，都是连续光谱，用色温的概念完全可以描述这类光源的颜色特性。 相关色温（CCT-correlated color temperature） 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色接近时，黑体的温度就称为该光源的相关色温，单位为K。由于气体放电光源一般为非连续光谱，与黑体辐射的连续光谱不能完全吻合，所以都采用相关色温来近似描述其颜色特性。色温（或相关色温）在3300K以下的光源，颜色偏红，给人一种温暖的感觉。色温超过5300K时，颜色偏兰，给人一种清冷的感觉。通常气温较高的地区，人们多采用色温高于4000K的光源，而气温较低的地区则多用4000K以下的光源。 色指数（Ra-color rendering index） 太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长（380nm-760nm）范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准，将其显色指数定为100，其余光源的显色指数均低于100。显色指数用Ra表示，Ra值越大，光源的显色性越好
灯具显色性
显色性 光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观 颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色光波纵 使而成，影响所及，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较 广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时， 会使颜色产生明显的色差(color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数(Kau fman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。 显色分两种 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接
近100，显色性最好。 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果。 采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳； 采用中色温光源照射，使蓝色具有清凉感； 采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。 显色指数与显色性的关系 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的(colorshift)。 色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数（Kau fman）仍为目前定义光源显色性评价的 普遍方法。 白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。此系统以8种彩度中
等的标准色样来检验，比较 在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均 偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差愈大，Rr值愈低。低于20的光源通常不适于一般用途。
光源灯具的选择
第2章光源灯具的选择 2.1 电光源 电光源按发光原理分为热辐射光源和气体放电光源。气体放电光源按其发光的物质不同又可分为金属类（低压汞灯、高压汞灯）、惰性气体类（如氙灯、汞氙灯）、金属卤化物类（钠、铟）等。 1．光源型号在GB2796-81中规定了白炽灯和气体放电灯的型号标准，见表2-1和表2-2。
反射型荧光高压汞灯泡GYF 氙灯管形氙灯 管形水冷氙灯XG XSG 额定功率 （W） 结构形式 的顺序号 钠灯低压钠灯泡 高压钠灯泡ND NG 额定功率 （W） 金属卤化物 灯管形镝灯DDG 额定功率 （W） 光源的额定电压是指光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值。 光源的额定功率是指光源自身及其附件消耗的功率之和。 光源的起动时间是指光源接通电源开始至光源发出的光通量达到稳定值时所需的时间。 光源的寿命分有效寿命和全寿命两种。有效寿命指光源光通量衰减到初始值的70%时的寿命。全寿命是指光源从开始使用到无法使用的寿命。光源的平均寿命是指光源有效寿命的平均值。 2．热辐射光源利用物体通电使之发热到白炽状态而发光的原理所制造的光源称为热辐射光源，其功率因数接近1。 （1）白炽灯：白炽灯是靠钨丝白炽体的高温热 辐射发光，结构简单，使用方便，显色性好。但因 热辐射中只有2～3％为可见光，其发光效率低， 抗震性较差，当灯丝发热蒸发出的钨分子在玻璃泡 上有黑化现象，平均寿命一般达1000h。 当电源电压变化会直接影响白炽灯的使用寿命 和发光效率。 白炽灯经常用在建筑物室内照明和施工工地的 临时照明，聚光灯的电光电压，其额定电压有220V 和36V安全电压，有可用于地下室施工照明或手持 临时照明光源。图2-1 白炽灯的结构 （2）卤钨灯：卤钨灯包括碘钨灯、溴钨灯。在 白炽灯泡中充入微量的卤化物，利用卤钨循环提高 发光效率。发光效率比白炽灯高30%。 为了使卤钨循环顺利进行，卤钨灯必须水平安 装，倾斜角不得大于4 ，不允许采用人工冷却措施（如电风扇冷却），工作时的管壁温度可高达600℃，不能与易燃物接近，灯脚的引入线采用耐高温的导线。 此灯的耐震性、耐电压波动性都比白炽灯差，但显色性很好。经常用于电视转播等场合。 卤钨灯的光效（19.5～21lm/W）和寿命（3500h）及显色性等均较白炽灯为佳，其体积能小型化，灯具也可小型化，已被广泛作为商业橱窗、餐厅、会议室、博物馆、展览馆照明光源。 2．气体放电灯 （1）荧光灯：荧光灯是利用汞蒸气在外加电源作用下产生弧光放电，可以发出少量的可见光和大量的紫外线，紫外线再激励管内壁的荧光粉使之发出大量的可见光。荧光灯由镇流器、灯管、启辉器和灯座组成。 荧光灯的特点是光效高，使用寿命长，光谱接近日光，显色性好，缺点是功率因数低，有频闪效应，不宜频繁开启。目前多使用电子镇流器的荧光灯，其功率因数可以达到0.9以上。 荧光灯一般用在图书馆、教室、隧道、地铁、商场等对显色性要求较高的场所。 （2）荧光高压汞灯（水银灯）：此类灯的外玻璃壳内壁涂有荧光粉，它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效。 荧光高压汞灯光效高（30～50lm/W），寿命长（5000h），使用于庭院、街道、广场、工业厂房、车站、施工现场等场所的照明。 荧光高压汞灯按构造分外镇流式荧光高压汞灯和自镇流式荧光高压汞灯两种。
色温参考表
自然光光色温变化参数表 自然光源色温（开尔文/K）日出时的阳光1850-2000 日出半小时后的阳光2380-3000 日出1小时后的阳光3500 日出1个半小时的阳光4000 日出2小时后的阳光4400 下午4时半的阳光4750 下午3时半的阳光5000 正午直射阳光5300-5500 均匀云遮日6400-6900 云雾弥漫的天空7500-8400 带有薄云的蓝天13000 阴影下8000 阴天天空的散射光7700 北方的蓝天19000-25000 夏季的直射太阳光5800 早上10点到下午3点的直射太阳光6000 正午的日光5400 正午晴空的太阳光6500 阴天的光线6800-7000 来自灰蒙天空的光线7500-8400
来自晴空蓝天的光线10000-20000 在水域上空的晴朗蓝天20000-27000 人造光源色温参数表 光源色温（开尔文/K）200-500瓦奶白灯泡2800 200-1000瓦磨砂灯泡3000 摄影用球面反光灯泡3100 碘钨灯（摄影用DS系列）3200 反光式摄影强光灯3400 溴钨灯3400 500瓦蓝色摄影灯5000 高压氙灯5000-6000 电子闪光灯5300-6000 蓝色闪光泡5000-6000 1000瓦-5000瓦金属卤素灯5000-6000 高强度碳弧灯5500 白色碳弧灯5000 透明充锆箔闪光灯4200 透明充铝箔闪光灯3800 500瓦摄影泛光灯（30流明/瓦）3400
500瓦标准色温摄影灯3200 蜡烛光、煤油灯光1600-1850 烛焰1500 家用白炽灯2500-3000 60瓦的充气钨丝灯2800 500瓦的投影灯2865 100瓦的钨丝灯2950 1000瓦的钨丝灯3000 500瓦钨丝灯3175 琥珀闪光信号灯3200 R32反射镜泛光灯3200 锆制的浓弧光灯3200 反射镜泛光灯3400 暖色的白荧光灯3500 清晰闪光灯信号3800 冷色的白荧光灯4500 白昼的泛光灯4800 白焰碳弧灯5000 M2B闪光信号灯5100 高强度的太阳弧光灯5550 蓝闪光信号灯6000 白昼的荧光灯6500
对色之光源的选择
对色之光源的选择 光源灯的类型色温颜色指数用途 D75 过滤钨灯（专利） 7500K 95+ 模拟北上天空日光，符合美国视觉颜色评定。 D65 过滤钨灯（专利） 6500K 95+ 模拟平均北天空日光，光谱值符合欧洲、太平洋周边国家视觉颜色标准。 D50 过滤钨灯（专利） 5000K 95+ 模拟中午天空光，在形象艺术中颜色品质、一致性好。 D75 含荧光的平均日光（专利） 7500K 94 符合美国视觉颜色标准，模拟北天空日光。 D65 含荧光的平均日光（专利） 6500K 93 符合欧洲、太平洋周边地区视觉颜色标准，模拟平均北天空日光。 D50 含荧光的平均日光（专利） 5000K 92 模拟北天空日光，在形象艺术中颜色品质、一致性好。 Horizon 卤钨灯（白炽灯） 2300K 95+ 模拟早晨日升、下午日落时之日光，同色异谱测试。Inca A 卤钨灯（白炽灯） 2856K 95+ 同色异谱测试的典型白炽灯，家庭或商场重点使用的光源。 CWF ( F02 ) 美国商业荧光 4150K 62 典型的美国商场和办公室灯光，同色异谱测试。 WWF 美国商业荧光 3000K 70 典型的美国商场和办公室灯光，同色异谱测试。 U30 ( F12 ) 美国商业荧光3000K 85 稀土商用荧光灯，用于商场照明。等同于TL83。 U41 美国商业荧光4100K 85 稀土商用荧光灯，用于商场照明。等同于 TL84 。 TL83 欧洲商业荧光 3000K 85 稀土商用荧光灯，在欧洲和太平洋周边地区用于商场和办公室照明。 TL84 ( F11 ) 欧洲商业荧光4100K 85 稀土商用荧光灯，在欧洲和太平洋周边地区用于商场和办公室照明。 UV “黑光灯”，紫外光 BLB N/A 近紫外线不可视，用于检视增白剂效果、荧光染料等。 MV 高强度商业灯4100K 70 水银灯，用于一些商场、工厂、街道照明。MH 高强度商业灯3100K 65 金属卤化灯，用于商场。 HPS 高强度商业灯 2100K 50 高压钠灯，用于工厂。 爱色丽(x-rite)的标准对色光源箱.Spectralight III配备有6种光源和The Judge II配备有5种光源是Target,沃而玛唯一指定使用的标准对色光源箱.目前在全国的印染企业中有70%的用户. D65 色温6500K-平均北方日自然日光(或北窗光),代替自然光对色, 适合普通要求,大部分客户均指定用D65对色； TL84 三基色荧光光源：色温4000K-欧洲商店灯光，欧洲及日本客户通常会指定用TL84对色; CWF 色温4200K-美国商店或办公光源（或称冷白光），美国客户常用； F 光源：色温2700K-亦称A 光源,为钨丝灯。家居、橱窗灯光,主要是与其他光源配合使用来鉴别产品是否存在同色异谱现象；
光源显色性的评价方法
光源显色性的评价方法 朱绍龙（复旦大学电光源研究所） 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。 一、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。 二、一般显色指数Ra的局限性
光源色温灯光选色
灯光选色 色温、显色指数、光效、功率、价格。这是评判一个照明用灯的参数，都很重要，排名不分先后。室内照明就色温选色这个参数而言首要原则其实是最大可能选用自然光，不仅改造你的环境，还关乎你的健康。题主大概想问的是人造光，尤其是照明中的选色，就先主要说下这个。 说到灯光选色，由于大部分人不会在家里放置过多的五颜六色的灯光，所以我理解这里题主问的其实是色温。日常所使用的灯光分色温和瓦数，瓦数是光照强度，色温是光源光色的尺度，单位为K（开尔文）。下面这张图就很好地解释了色温分类。 以上 是暖光和冷光的对比图 以上是暖光和 冷光的对比图
灯泡的设计其实一百年来没怎么变过，每年消费者们都在大量购买普通灯泡，因为普通灯泡比荧光灯更偏暖色，所以上图第一类的暖色是世上大部分人所偏爱的家居光源。但也有例外——暖色调灯泡的销售在热带国家经常会低于冷光源，比如香港的室内家居就会大量采用冷光源来营造室内的清凉感。 此外，虽然暖光源看上去更温馨，但看对比图就知道由于暖光源会营造过多红色和橘色系光鲜，所以会削弱家居设计的线条和对比感，比如上图虽然左图比较温暖，但论潮感还是右图。 所以选色只是室内照明方案中的一个环节，需要结合气候、采光、家居风格和功能空间来具体问题具体分析，但也遵循室内照明设计的一些黄金准则，比如最基础的两个准则，一是混合照明原则，二是功能照明原则。 客厅 第一层次的基本光源中心吊灯，作为主照明光源，传统上客厅还是用高色温的暖灯源更有氛围。 第二层次是次加强光源，可以聚焦于某个你想突出物体之上，比如一幅挂画上的射灯，一把大牌椅子的背光等。这会让你的客厅形成一个视觉焦点，从而让别人忽略你客厅可能存在的其他问题，比如空间狭窄等；
显色指数
1.什么是显色指数？ 显色指数（Color Rendering Index），简称CRI。指物体用该光源照明和用标准光源（一般用正午时候的太阳光做标准光源）照明时，其颜色符合程度的量度，也就是颜色逼真的程度。显色指数用Ra表示，最好和最大的数值为100。具体灯具的Ra值可见如下： 白炽灯97，日光色荧光灯80-94，白色荧光灯80-90，卤钨灯80-90，高压汞灯22-51，高压钠灯20-30，金属卤化物灯60-65，LED可以达到97。 Lamp 白炽灯日光色荧光灯白色荧光灯卤钨灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯LED Ra 97 80-94 80-90 80-90 22-51 20-30 60-65 97 显色指数有15种颜色，取前面八种常见颜色R1-R8的平均值，记做Ra。 2. LED的显色指数-strength LED灯具最大的优势就是节能环保，在商业照明和家居照明中能广泛取代现有的节能灯和卤素灯，光效的增加可以减少瓦数的使用，从而达到节能的目的。 目前在中国的厂家，基本标配是使用Ra>70的灯珠光源，而我们公司所用至少是Ra>80，如果客户要求也可提供Ra>90甚至Ra=97，目前市面上显指最高的可达到97，是西铁城的2W-20W。
虽然现今的LED显色指数已经能达到97，但也只有极少数的品牌可以做到，并且价格相对于卤素灯昂贵很多。并且各大厂家水准不一，为了降低成本甚至会使用60显指左右的灯珠，甚至是二次回收的灯珠。 4.LED的显色指数-Opportunity 各国鼓吹绿色经济，省电节能的LED自然受到政府的支持。一些国家的政府，比如美国和新西兰等，企业提供购买环保照明产品的津贴。LED是会逐步取代传统灯具，各大光源品牌例如西铁城、日亚等也每年增加研发资金，提高光色和光效。LED也有一些传统灯不能匹敌的功能，就是在细分市场上，如肉类照明、家居照明等，显色指数和光谱的配合能够使物体的颜色锦上添花，提高消费者的购买欲望，这是连自然光也做不到的。 5.LED的显色指数-Threats 人们普遍认为，传统灯显指能够达到100，最能体现物体的真实颜色。今天2015香港秋季展，钨丝灯有复辟的苗头，其造型精美，确实更加适合气氛温暖的场景，如餐厅，酒店，家居装饰。市面上的LED产品参差不齐，以次充好，不专业的知识误导客户，声称5500K的色温能够达到95显指。作为批发商、零售商、工程商对显色指数的知识甚少，这也难怪终端客户买不到好产品。 6.LED的显色指数-Questions 既然显色指数越高越好，那么显色指数又会受到什么影响呢？跟色温有关系吗？R1-R8的平均值是Ra，那R9-R15的数据对显色指数和光色又有什么影响呢？我们下节再说。 See you next week
浅谈光源的显色性
浅谈光源的显色性 光与我们的生活息息相关，是人赖以生存的必要条件之一。我们最为了解的光的用途就是照明，我们之所以能看清生活中的事物就是因为有光的存在。要产生光就必须有光源，今天我带大家了解光源的一个重要参数--显色性。 首先要知道显色性的基本概念：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。光源的显色性是用显色指数来表征，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳光）照明时颜色的偏离，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。国际照明委员会CIE 把太阳的显色指数定为100 ，各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数Ra=23 ，荧光灯管显色指数Ra=60~90 。 显色分两种：1. 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra) 高的光源，其数值接近100 ，显色性最好。2. 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果。 那么显色指数是怎么计算出来的呢？
CIE推荐定量评价光源显色性的“测验色”法规定用黑体或标准照明体D作为参考光源，将其显色指数定为100，并规定了若干测试用的标准颜色样品；通过在参考光源下和待测光源下对标准样品形成的色差，评定待测光源显色性，用显色指数来表示。光源对某一种标准样品的显色指数称为特殊显色指数Ri: 光源对特定8个颜色样品的平均显色指数称为一般显色指数Ra 其中8个颜色样品分别为：暗灰色、暗黄色、深黄绿色、黄绿色、淡蓝绿色、淡蓝色、淡紫色、红紫色。如下图所示： 常用光源的一般显色指数：结合我国实际情况，可将光源的一般显色指数划分为三个范围。
光源与色温
光源与色温 ◆光源 色度学是色彩混合的定量科学，根据三原色理论，任何一种色彩都可以用一定组成的三原色匹配出来，如电脑显示器的发光原理就是利用三束电子分别轰击红、绿、蓝三种荧光粉而形成千万种不同颜色的。而生理试验也间接证明了人的眼睛中有对应三种颜色非常敏感的感光细胞，虽然没有搞清其生理机理，但有助于我们解释许多现象。广义地讲，一切能在可见光波长范围内辐射电磁波的东西都可以称为光源；狭义地讲，就是指照明，能在可见光整个波段范围内能提供较均匀分布的光能辐射体才是光源。 1．天然光源 在电气照明出现之前，人类接触到的最重要的光源是日光和火焰。大自然还出现闪电这种放电光源以及生物与化学发光的荧光等生物光源。日光的光谱组成随一天的时间、云量和季节而变化，还与采光方向有关，因此是一种是周期性变化且不稳定的光源，自然界的其他发光现象则极具偶然性，并且很不稳定，难于控制和驾驭。但日光具有相对长时间的持续照明，当天气稳定时，也有相对长时间的稳定辐射，稳定的规律，而且在适当的条件下，日光也是最理想的白光。正是日光这种照明特点，造就了自然万物的生命节律与作息模式。除此之外火焰是人类掌握利用的第二种主要的光源。 2.人造光源1889年，爱迪生发明了电灯。从此，人类开始大量使用人造光源。电的使用，彻底告别了漫长的黑夜。由于科学技术的发展，越来越多的新型人造光源不断出现，各种绚烂缤纷的灯点缀了我们的生活。人造光源在工业生产和民用照明以及我们从事的广告业中大量采用。 （1）白炽灯利用钨丝的热效应发光，由于成本和制造工艺简单，因此使用最为广泛。光谱色温大约为2800～3000K。发光效率低，适合居室照明，不适合广告照明。 （2）卤钨灯 在白炽灯中充入卤素蒸汽，如碘、溴等，并用热膨胀系数极少的石英玻璃作外壳，提高其工作温度。这种灯工作温度为3400K，比普通白炽灯高400～500K，明显改变灯光的现色性，而且发光效率高。广泛应用在汽车车灯、放映机、影楼摄影和影视拍摄中要求现色性能高的场合。近年来，不断在户外广告的照明中采用。 （3）高压钠灯和汞灯这两种灯原理都是采用高压气体放电发光。虽然发光效率最高，但其现色性极差。一般用在公路照明或工厂辅助照明中，而不用在广告照明中。 （4）普通日光灯 这种灯主要采用低压气体放电发光。由于其采用的荧光粉是混合的，因此可以在整个可见光波段内提供足够的辐射能。并可以根据荧光粉的比例来生产各种颜色的灯。其色温主要有：3000K、4000～5000K和6500～7400K。冷白型日光灯十分接近晴天的平均日光，由于其寿命长、发光效率高、现色性好，因此成为优良的室内外照明光源。现代广告中的大量灯箱广告主要采用电子启动的日光灯。 （5）高压氖灯 高压氖灯受激发光的物质是惰性气体氖原子，它发出的光是最理想的日光型白光（色温6250K）。为了能承受高压高温，氖灯的玻璃壳是用很厚的石英玻璃作成的。但高压氖灯的电极间距很小，仅有几个毫十。光呈冷白色，是理想的模拟平均日光的施照体。最色性极好，不但可用于要求显色性高的室外照明，又可用作放映彩色影片的光源，也是现代色彩测定用的标准光源之一。 （6）霓虹灯
色纯度、显色指数
色纯度 色纯度(Purity) 其为以主波长描述颜色时之辅助表示，以百分比计，定义为待测件色度坐标与E光源之色度坐标直线距离与E光源至该待测件主波长之光谱轨迹(SpectralLocus)色度坐标距离的百分比，纯度愈高，代表待测件的色度坐标愈接近其该主波长的光谱色，是以纯度愈高的待测件，愈适合以主波长描述其颜色特性，LED即是一例。 显色指数 光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差(color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。 目录 编辑本段 忠实显色： 能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。
效果显色： 要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。 编辑本段 显色指数与显色性的关系 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的color shift.色差程度越大，光源对该色的显色性越差。演色指数系数（Kau fman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。 白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Ra值越低。低于20的光源通常不适于一般用途。 指数（Ra）等级显色性一般应用 90-100 1A 优良需要色彩精确对比的场所 80-89 1B 需要色彩正确判断的场所 60-79 2 普通需要中等显色性的场所 40-59 3 对显色性的要求较低，色差较小的场所 20-39 4 较差对显色性无具体要求的场所 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。具体灯具的Ra值可见下表所举。 光源显色指数Ra 白炽灯97 日光色荧光灯80-94 白色荧光灯75-85 暖白色荧光灯80-90 卤钨灯95-99 高压汞灯22-51 高压钠灯20-30 金属卤化物灯60-65 钠铊铟灯60-65 镝灯85以上
光源的色温及显色性
光源的色温及显色性 所有固体、液体和气体如果达到足够高的温度，都会发射出可见光。白炽灯中的固体钨约在3000K时的炽热发光，这是我们最为熟悉的人造光源。通常是随着辐射体的温度升高而提高，辐射光色从暗红，经过桔黄、发白，然后是炽兰。这样色温也随着辐射体的温度升高而提高。这是遵循斯蒂芬—波尔兹曼定律：绝对黑体的能量亮度与物体绝对温度的四次方成正比。 1 色温 将一标准黑体加热，随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐渐改变，当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为光源的色温，以绝对温度K来表示。基本色如表 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，用显色指数（Ra）表示。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=60-90。显色指数越接近100，显色性就越好。 如下图：不同显色指数下的物体所呈现出来的效果； 很好较好普通 Ra=100 80 3 颜色显色性和照度 光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。研究表明，在照度和显色指数之间存在一种平衡关系。从广泛的实验中得到的结果是：用显色指数Ra>90的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra<60）照明的办公室，照度值可降低25%以上。要注意的是针对良好的视觉外观而言，如果为了节能而把室内照度减少到使视功能变坏的水平，那就不对了。应该尽可能选用有最佳显色指数和发光效率高的光源采用适当的照度，以便以最小的能量费用获得良好的视觉外观效果。 4 眩光评价方法 在视野范围内有亮度极高的物体，或亮度对比过大，或空间和时间上存在极端的对比，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或同时产生这两种效应的现象，称为眩光。眩光是影响照明质量的最重要因素。 从眩光的作用来看可分直接眩光和反射眩光，直接眩光是在观察物体的方向或接近这一方向内存在发光体所引起的眩光。反射眩光是发光体的镜面反射，特别是在观察物体方向或接近这一方向出现镜面反射所引起的眩光。 眩光按其效应又可分为失能眩光和不舒适眩光。失能眩光又称为生理眩光，这种眩光会妨碍对物体的视看效果，使视功能下降，但它不一定引起不舒适。不舒适眩光又称为心理眩光，这种眩光使人不舒适，但它不一定妨碍对物体的视觉功能效果。 表2 眩光标准分类 眩光指数GI 眩光标准分类 10 勉强感到有眩光 16 可以接受的眩光 19 眩光临界值 22 不舒适的眩光 28 不能忍受的眩光 表3 眩光限制等级 眩光等级G 眩光分类 0 没眩光 1 不存在和轻微眩光之间 2 轻微眩光 3 厉害眩光 4 厉害和不能忍受眩光之间 色温对照表 拍摄时色温的设置（对照表） 烛 焰 1500 -1800* 日落前光色偏红，色温降至2200） 家用白灯 2500-3000 60瓦的充气钨丝灯 2800 100瓦的钨丝灯 2950 1000瓦的钨丝灯 3000 （日出后40分钟光色较黄） 500瓦的投影灯 2865 500瓦钨丝灯 3175 3200K的泛光灯 3200 琥珀闪光信号灯 3200 R32反射镜泛光灯 3200 锆制的浓弧光灯 3200 反射镜泛光灯 3400 暖色的白荧光灯 3500 清晰闪光灯信号 3800 冷色的白荧光灯 4500 白昼的泛光灯 4800 （下午阳光雪白上升4800~5800） 白焰碳弧灯 5000 （阳光直射下） M2B闪光信号灯 5100 晴 天 5200* 正午的日光 5400 高强度的太阳弧光灯 5550 夏季的直射太阳光 5800 早上10点到下午3点的直射太阳光 6000*（摄影拍片黄金时间） 蓝闪光信号灯 6000 白昼的荧光灯6500（阴天下6500~9000） 正午晴空的太阳光 6500* （阴天正午时分约6500） 阴天的光线 6800-7000 *高速电子闪光管 7000 来自灰蒙天空的光线 7500-8400 来自晴空蓝天的光线 * 在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000* 注：光源以 K （开尔文）为单位，（K数为高越偏蓝调）色温（Color Temperature），单位：开尔文[Kelvin]定义：当光源所发出的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。色温是衡量一种光源“有多么热”或者“有多么冷”的指标，也是表示一种光源“白得程度”、“黄得程度”或者“蓝得程度”的指标。 暖色<3300K；中间色3300至5000K；冷色>5000K。如：海洋、无云的天空、雪地阴影、晴天里的阴影、室内、雨天、阴天（色温在9000-20000K） 拍摄时色温的设置（对照表） 烛 焰 1500 -1800* 灯光色温 色温（colo(u)r temperature）是表示光源光色的尺度，是表示光源光谱质量最通用的指标，专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法。单位为K（开尔文）。光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。 根据Max Planck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K（Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=℃+273.15）。因此，黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K，其他温度影响光色变化。 低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为：标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；闪光灯为3800K；中午阳光为5400K；电子闪光灯为6000K；蓝天为12000-18000K。 光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后40分钟光色较黄，色温3,000K；正午阳光雪白，上升至4,800-5,800K，阴天正午时分则约6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸2,200K。其他光源的相关色温度。 因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。仅凭色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。 不同光源环境的相关色温度 白光LED显色性问题与光源显色指数探讨 白光LED显色性问题与光源显色指数探讨 显色性是指光源发出的光照射到物体上所产生的客观效果和对物体真实色彩的显现程度，是评价照明光源的一个重要指标。显色性高的光源对颜色的表现较好，所看到的颜色接近自然原色；显色性低的光源对颜色表现较差，所看到的颜色偏差也较大。如果光源发出的光中所含的各色光的比例和自然光相近，则人眼看到的颜色就较为逼真。光源的光谱分布决定光源的显色性，光源的显色性影响人眼观察物体的颜色，对光源显色性进行定量评价是评价光源质量的一个重要方面。 一般人工照明光源都是用一般显色指数作为显色性的评价指标，显色指数同时也是衡量光源颜色特性的重要参数。针对传统光源显色指数的计算已有多种测试方法并建立了相关标准，但白光LED对于照明业来说是一种新型光源，传统的测试方法是否适用于白光LED的光色特性分析，还有待深入研究。本文就显色指数的相关计算方法进行了介绍和讨论，并对白光LED显色性评价进行了探讨。 一、显色指数计算方法及评价LED存在的问题 目前对于光源显色指数的计算方法主要还是CIE制定的“测色法”和沃尔特提出的“沃尔特法”。“沃尔特法”实质上是对CIE“测色法”的改进，是沃尔特为了简化标准法中显色指数的计算过程建立的一个经验公式，加快了计算速度并且误差较小。这里主要介绍一下CIE制定的“测色法”。 1965年CIE制定了一种评价光源显色性的方法，简称“测色法”，经1974年修订，正式推荐在国际上采用[1]。用试验色评价显色指数是最有效的方法，它与目视效果一致，是计算显色指数的标准方法。按CIE的规定，标准照明体即作为参照照明光源要根据待测光源的相关色温来选取，一般把普朗克辐射体作为低色温光源(小于5000K)的参考标准，把标准照明体D（即组合日光）作为高色温光源(大于5000K)的参考标准。 CIE规定显色指数分为特殊显色指数Ri和一般显色指数Ra。评价时采用一套14种试验颜色样品，其中1-8试验色用于一般显色指数的计算，这8种颜色样品选自孟塞尔色标，包含各种有代表性的色调，都具有中等彩度和明度，。 图1CIE中1-8号色样 CIE除规定了计算一般显色指数用的八种标准颜色样品外，还补充规定了6种计算特殊颜色显色指数的标准颜色样品，供检验光源的某种特殊显色性能选用，分别是彩度较高的红、黄、绿、蓝及叶绿色和欧美人的肤色，。我国计算光源显色指数的方法还增加了中国人女性肤色的颜色样品[2]。 图2CIE中9-14号色样 特殊显色指色温对照表
灯光色温
白光LED显色性问题与光源显色指数探讨