显色指数评判
太阳光的显色指数
太阳光的显色指数太阳光的显色指数是指光源的色彩表现能力。
在照明领域中，显色指数是评价光源对物体色彩还原能力的一个重要指标，也被称为色彩再现指数。
一个良好的光源应该能够还原物体的真实颜色，使物体在不同照明条件下的颜色保持一致。
在日常生活中，我们常常会遇到不同类型的光源，如白炽灯、荧光灯、LED灯等，它们的显色指数会对我们的生活产生不同程度的影响。
显色指数的概念最早由美国Illuminating Engineering Society （IES）提出，并在其标准中得到了详细规定。
显色指数通常用Ra表示，其取值范围为0到100。
Ra越大，表示光源的色彩再现能力越好，对物体颜色的还原越真实。
为了更好地理解显色指数的概念，我们需要了解色彩还原能力对于照明的重要性。
对于一般的生活环境，色彩还原能力对于室内照明至关重要。
一个良好的照明环境应该能够还原物体的真实颜色，使人在室内环境中感受到舒适和自然。
如果光源的显色指数较低，会导致物体颜色的扭曲和失真，给人们的视觉感受带来困扰，甚至会对人们的健康产生负面影响。
在实际应用中，显色指数对于不同场景的照明需求有着不同的重要性。
例如，在商业照明中，对于商品的展示和销售来说，良好的显色指数可以使商品的颜色更加真实，吸引顾客的注意力。
在医疗照明中，显色指数的要求也较高，因为医生需要准确地观察患者的皮肤颜色和身体状况。
因此，显色指数对于不同场景中的照明需求有着重要的影响。
现阶段，虽然有关显色指数的标准已经得到了相对完善的规定，但在实际应用中，仍然存在着一些挑战和问题。
首先，显色指数只是一个数值指标，不能完全表示光源对于物体颜色还原的效果。
其次，当前标准中主要关注了光源对于兼容颜色的还原能力，对于特殊颜色的还原能力并未得到充分考虑。
另外，随着LED技术的不断发展，LED 光源的显色指数也存在着一些特殊问题，如光谱不连续性和对特定颜色的还原效果不佳等。
为了进一步完善显色指数的标准和评价方法，需要从以下几个方面进行努力。
led显色指数标准
LED显色指数（Color Rendering Index, CRI）是衡量白光LED灯对物体颜色的再现能力的一个标准。
它的取值范围是0到100，数值越高表示再现能力越好。
CRI是通过比较物体在普通白炽灯下的颜色和在LED灯下的颜色来计算的。
普通白炽灯的CRI一般都在95左右，因此如果一盏LED灯的CRI大于95，那么它的再现能力就可以被认为是很好的。
CRI是一个复杂的指标，它的计算方法是将物体的颜色分成8个区间（R1-R8），并对每个区间的颜色做出评估。
这八个区间代表了人类对颜色的感知能力范围内的不同颜色，分别是红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、紫色和白色。
CRI的计算公式如下：
CRI = 100 - ∑ (|Ri - R|)
其中，Ri表示物体在普通白炽灯下的颜色，R表示物体在LED灯下的颜色，|Ri - R|表示两者之间的差异。
通常来说，一盏CRI大于80的LED灯就可以满足大多数应用场合的需求，但对于一些特殊的应用场合，比如博物馆、画廊、展览馆等，可能需要更高的CRI。
这是因为在这些场合中，灯光对物体颜色的再现能力要求更高，以便让观众在观看物品时能够准确地感受到它们的颜色。
此外，还有一种叫做色温的概念，它表示白光LED灯的颜色。
色温是用千帕温度（Kelvin, K）来衡量的，常用的色温范围是2700K-6500K。
低色温的白光LED灯会有更多的黄色成分，产生的光谱会更加温暖，适合家庭生活等场合使用；高色温的白光LED灯会有更多的蓝色成分，产生的光谱会更加冷艳，适合办公室、商场等场合使用。
总的来说，LED显色指数和色温都是衡量白光LED灯质量的重要指标，在选购白光LED灯时应注意这两项指标。
显色指数孟惠尔指数
显色指数孟惠尔指数显色指数和孟惠尔指数是两种常用的颜色测量指标，它们在纺织、印染、化妆品等行业中被广泛应用。
本文将对这两种指数进行介绍和比较。
一、显色指数显色指数（Color Rendering Index，CRI）是用来描述光源对物体颜色还原能力的指标。
它是通过比较光源照射下的物体颜色和在相同条件下理想光源照射下的物体颜色，来评估光源的颜色还原能力。
显色指数的取值范围为0-100，数值越高，表示光源的颜色还原能力越好。
显色指数的计算方法是将光源照射下的物体颜色与理想光源照射下的物体颜色进行比较，计算出两者之间的差异。
显色指数的计算需要使用一组标准光源，如CIE标准光源，以及一组标准颜色样本，如CIE标准颜色样本。
通过对比标准光源照射下的标准颜色样本和待测光源照射下的标准颜色样本，可以计算出显色指数。
显色指数的优点是可以客观地评估光源的颜色还原能力，但它也存在一些缺点，如只考虑了光源对物体颜色的还原能力，而没有考虑光源的亮度、色温等因素。
二、孟惠尔指数孟惠尔指数（Metamerism Index，MI）是用来描述两个颜色在不同光源下的颜色差异程度的指标。
它是通过比较两个颜色在不同光源下的色差值，来评估它们的颜色匹配程度。
孟惠尔指数的取值范围为0-1，数值越小，表示两个颜色在不同光源下的颜色差异越小，颜色匹配程度越高。
孟惠尔指数的计算方法是将两个颜色在不同光源下的色差值进行比较，计算出它们的颜色差异程度。
孟惠尔指数的计算需要使用一组标准光源，如CIE标准光源，以及一组标准颜色样本，如CIE标准颜色样本。
通过对比两个颜色在不同光源下的色差值，可以计算出孟惠尔指数。
孟惠尔指数的优点是可以客观地评估两个颜色在不同光源下的颜色匹配程度，但它也存在一些缺点，如只考虑了两个颜色在不同光源下的颜色差异程度，而没有考虑光源的颜色还原能力等因素。
三、比较显色指数和孟惠尔指数都是用来描述颜色的指标，但它们的计算方法和应用场景有所不同。
隐形眼镜中显色指数的测定及色觉影响分析和评价
中国医疗器械信息 | China Medical Device Information
Standard and Testing
标准检测
理出详细的计算过程。同时，测试并对比各种软 性接触镜的显色指数，希望有助于隐形眼镜生产
企业和检验机构实现显色指数的测定和色觉影响 的分析评价。
1.
试验部分
1.1 实验仪器 UV-2550 紫外分光光度计（带积分球，日本 岛津） 。 1.2 试验步骤 （1）测试前，软性接触镜浸入 20 ℃ ±0.5 ℃ 的标准盐溶液中平衡至少 30min ； （2）由紫外分光光度计（带积分球）测定隐 形眼镜在 380~780nm 段光谱透过率 τ(λ)。 1.3 试验结果 从图 1 可知隐形眼镜在 380~780nm 段每一点
DOI:10.15971/ki.cmdi.2016.23.021
Method for the Computing of Color-rendering Index of Contact Lens and Evaluation on Color Vision Influence
YANG Li-ping LIU Zhen-zhen LIU Wan-jun Guangdong Medical Devices Quality Surveillance and Test Sanshui Center Abstract: (Foshan 528137) Color-rendering index is the parameter using for evaluating the color vision influence of contact lens. The process of computing of color-rendering index of contact lens is very complicated. The detailed computing process wasn’t given in GB 11417.5-2012 and reported in relative literatures. It will be introduced in detail in this article. The color-rendering index of different contact lens were determined and compared, so to help to evaluation on color vision influence of contact lens. contact lens, color-rendering index, evaluation on color vision influenceKey w来自rds: 0.前言
显色指数
荧光灯即低压汞灯，它是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光，因此它属于低气压弧光放电光源。荧光灯内装有两个灯丝。灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙），俗称电子粉。在交流电压作用下，灯丝交替地作为阴极和阳极。灯管内壁涂有荧光粉。管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8 Pa的汞蒸气。在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态，继而自发跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm，约占全部辐射能的70-80％；次峰值波长是185nm，约占全部辐射能的10％)，以释放多余的能量。荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线，因此，荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，是目前最节能的电光源。
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，Ra值越低。低于20的光源通常不适于一般用途。
显色指数r1
显色指数r1显色指数是用来表征光源对物体颜色显示能力的参数，是评估光源颜色还原度的重要参考指标。
显色指数的计算方法和应用已经被广泛运用于照明和化妆品等领域，下面就是关于显色指数r1的详细介绍。
一、显色指数的概念人眼对颜色的辨识度是由色觉细胞的不同响应来实现的。
因此，光源的颜色还原性能是由光源的辐射谱和物体本身色度分布共同决定的。
随着人们对光源颜色要求的提高，传统CIE的R表示颜色表现能力的指标更加不能满足实际需求了，因此CIE基于人眼对颜色的感知特性，制定了新的，更全面的显色指数Ra、R9和Rf等，其中r1就是其中之一。
显色指数r1是基于参考光源的白色（D65和D50）和测试光源的照明效果之间的颜色差异来表征照明系统的颜色还原效果。
显色指数的取值范围是从0到100，取值越高，表示该光源还原彩色物体的真实颜色的能力越好，即颜色还原能力越强。
显色指数r1的计算方法是基于参考光源的白色（D65和D50）和测试光源的照明效果之间的颜色差异，计算公式如下：r1=(R1-R2)/(R1+R2)×100其中，R1、R2分别是参考光源和测试光源的反射光谱辐射通量，两者的单位都是lm，反射光谱辐射通量是对光源的反射能力的衡量。
显色指数r1是在8种标准色样中，选择的最具代表性的色样，是其他几个指数计算得出的结果的简化版。
在实际工程应用中，r1指标往往是一个可接受的首要选择，因为它代表了大多数颜色的还原程度，但如果需要更加精确的结果，就需要考虑其他颜色指标，如R9等。
需要注意的是，显色指数r1是一个较理论的指标，实际环境下，其计算结果可能受到多种因素的影响，如测量设备的精度、测试物体的表面状态、材料的成分和测量误差等，因此，仅仅通过显色指数r1的计算结果无法完全评价照明系统的颜色还原能力，还需要结合实际情况进行综合考虑和分析。
四、小结显色指数r1是照明和化妆品等领域中常用的一个重要参数，它可以用来评价光源还原彩色物体的真实颜色的能力，通过该指标的计算，可以更加准确地判断照明系统的颜色还原性能。
显色指数
需要，其标称功率也较多，常见的有5W、7W、9W、11W、13W、18W、20W、24W、26W、32W、36W、40W和50W。大功率单端紧凑型节能荧光灯的标称功率有65W、85W、105W。管径用9.0mm和12.0mm
这种荧光灯大都使用稀土元素三基色荧光粉，因而具有节能功能。下表列出节能荧光灯与光通量大体相同的白炽灯的对照。
节能荧光灯功率(W) 5 7 9 11 13 18 36 45 65 85 105
白炽灯功率(W) 30 40 50 60 70 100 200 250 350 500 650
卤素灯具有体积小、发光效率高（达17-33 lm/W）、色温稳定（可选取2500K-3500K）、光衰小（5％以下）、寿命长（可达3000小时至5000小时）等特点，这些特点显示出它有取代普通白炽灯的趋势。但石英玻璃昂贵，卤素灯的价格当然要比白炽灯高。
同白炽灯一样，卤钨灯按用途、结构和外形也可分成许多类别。
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
四、常见电光源
1．白炽灯，又称钨丝灯、灯泡
前面说过，白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态而发光的电光源，俗称电灯泡。为提高白炽灯的发
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
（4）单端紧凑型节能荧光灯。这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体（镇流器放在灯头内），除了破坏性打击，无法把它们拆卸，故被称为“紧凑型”荧光灯。由于无须外加镇流器，驱动电路也在镇流器内，故这种荧光灯也是自镇流荧光灯和内启动荧光灯。整个灯通过E27等灯头直接与供电网连接，可方便地直接取代白炽灯。
led显色指数
LED显色指数什么是LED显色指数？LED（Light Emitting Diode，发光二极管）显色指数，又称CRI（Color Rendering Index），是衡量光源对物体颜色还原能力的一个指标。
LED显色指数的取值范围是0到100，数值越高，表示光源对物体颜色还原能力越好。
为什么LED显色指数重要？在日常生活和工作中，我们需要依赖光源来辨识、鉴别和判断物体的颜色。
例如在购物中，我们希望白色照明下所看到的物体能恰如其原色；在办公室中，我们需要准确地区分文件的颜色；在医院中，准确的颜色还原对医生进行诊断和手术至关重要。
因此，一个具有较高显色指数的LED光源对实现准确的颜色还原至关重要。
如何计算LED显色指数？LED显色指数是通过将光源发出的光与标准光源D50或D65照明同一物体时的光进行比较来计算的。
计算方法如下：1.将光源白光照射在一系列标准参照物体上，并测量其反射光谱数据。
2.将参照物体置于标准光源照明下，并再次测量其反射光谱数据。
3.将待测光源白光照射在同一系列标准参照物体上，并测量其反射光谱数据。
4.使用计算公式计算待测光源与标准光源在各个颜色指数上的差异。
5.根据差异计算得出LED显色指数。
LED显色指数与光源颜色温度的关系在选择LED光源时，一般还需要考虑到光源的颜色温度。
颜色温度常用来表示光源发出的光的色彩特性，单位为K（开尔文）。
常见的颜色温度包括暖光（2700K-3500K）、中性白光（3500K-5000K）和冷白光（5000K-6500K）。
一般情况下，当LED灯的颜色温度较高时，其显色指数也会相应提高。
这是因为高颜色温度会使光源发出更多的蓝光成分，蓝光成分的增加有助于提高显色指数。
然而，高颜色温度的LED灯在还原部分特定颜色时可能会显得不准确。
因此，在选择LED灯时，需要根据实际应用的需要，综合考虑颜色温度和显色指数两个因素。
LED显色指数在不同应用场景中的重要性LED显色指数在不同应用场景中的重要性不同。
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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
总之，人的视觉认知和非视觉感知决定对照明质与量的要求。
人工照明除满足人们视觉作业的功能性需求外，还要满足人的生理、心理需求，以及满足人对照明舒适、健康、安全的要求。
以人为本，人们需要生活在和谐的光环境中。
二、 LED光源显色性引起国际性争议
1. LED光源的CRI测试值与目视效果存在很大差异
40年来，国际上沿用显色指数CRI评价照明光源的质量，但是不少RGB三基色LED光源混合成白光照亮物体时，视觉效果很好，但CRI数值不到30。
如图2所示，3500K的RGB 三基色LED光源CRI数值只有27。
图2.3500K的RGB三基色LED光谱图及CRI数值
实验表明LED的CRI指数值与视觉效果之间并没有内在的联系。
CIE(TC1-62)技术报告177:2007中提出，在一系列的光源对比中，技术委员会的结论是“CIE的CRI不适用于表示白光LED光源的显色范围”。
CRI指数值与人的视觉效果之间没有内在联系。
CIE推荐定量评价光源显色性的方法是1974年修订的“测色法”，规定2种标准照明体和14种试验颜色样品，选择1~8种试验样品来计算一般显色指数CRI，这些样品都是中等明度和中等色饱和度的样品，如图3所示。
对光源和样品规定有太大的局限性，特别不能表征高色饱和度光源(组合)对高色饱和度物体照明的视觉效果。
图3. CRI计算用8种测试样本
2. NIST提出CQS修正CRI
LED光源技术日新月异的快速发展，CIE、IEC、ISO等国际标准制定需要与时俱进，加快基础理论的研究与实践。
美国NIST(美国国家标准技术研究院)提出用CQS(Color Quality Scale)色品质度来评价光源颜色的质量，将测试样品扩大到15种，如图4所示。
白炽灯及不同组成方式的白光LED测试结果如图5所示。
图4. CQS色品质度计算用15种测试样式
图5.不同光源CRI与CQS测试数据比较
3. ASSIST提出GAI改进CRI
美国ASSIST(美国固态照明技术与系统联合会)提出在CRI的基础上增加GAI(Gamut Area Index)全色域指数，目的是将照明目标物加以区分。
通过观察者试验的统计分析表明，低色温和高色温光源的CRI和GAI都比较高时，观测者接受度较高，如图6和图7所示。
图6.低色温的CRI和GAI数值及观测者接受度
图7.高色温的CRI和GAI数值及观测者接受度
除了CQS、GAI以外，这些年也有提出夫勒特利指数Rf、颜色偏爱指数CPI(colour preference index)、色分辨指数CDI(colour discrimination index)等，这些都是对CRI 修修补补。
根本问题是：一方面，CRI参考光源是一个连续光谱，用它来衡量不连续光谱的光源不是很合适;另一方面，标准色的选择上CRI采用8个中等明度和中等饱和度的样品，不能代表色饱和度高的物体。
我们认为LED光源的特性需要重新规定标准照明体，增加高色饱和度色光辐射与连续辐射组合的概念，组成新的标准光源，重新定义光源显色性和测试方法。
三、关于物体色和固有色的概念
照明系统必须通过被照明物体来评价其照明品质，物体有不同的材质、形状、颜色和光学特性，最后由观测者来评价观察效果。
目前，人们是企图用物理的方法客观地测量人的主观感受，观测者对光的感受受到传统、经验、习惯、偏好、环境和人的心理等因素的影响。
人们约定用规定的标准光源照射物体呈现的颜色为物体色和固有色，而当前规定的标准光源都是连续谱辐射。
我们认为色饱和度高的物体、颜料、染料等用连续谱辐射光照射的色泽没有用相应的色饱度高的单色辐射光源照明鲜艳。
增加色饱和度高的色光照射相应的色饱和度高的物体，才能呈现物体“真实”的颜色，用色饱和度高的橙色光照射柑橙，柑橙看上去会更鲜艳诱人，这是橙子的真正固有颜色，而不是色彩“欺骗”。
同样，在现实生活中卖肉的用100w白炽灯(显色指数CRI=100)时要加红灯罩，以增加红光，使得肉显得更加鲜红新鲜。
事实上，光源提高物体的色饱和度会使视觉清晰度和视亮度增加，进而增加人的喜悦感和舒适度。
LED高色饱和度光源组合的应用将成为未来照明的新亮点、新热点。
四、高色饱和度LED组合照明的几点思考
照明是技术与艺术、美学、生理学、心理学、人因工程等相融合的综合性交叉学科工程。
历史上CIE、IEC等国际标准是随着光源和视觉认知的发展而发展的。
LED光源的多样性和它引起的生理、心理光学效应使原有的国际标准失效，我们可以与国际大公司站在同一起跑线上，共同研究制定新的国际标准。
LED可调控色光技术和多光谱组合为创新照明产品提供广阔的发展空间，其高饱和度色光应用到商业照明，更能展现LED光源的魅力，这需要新的理论体系支撑产业技术发展。
LED在满足各种功能性照明需求的同时，还要满足人们对照明的科学、安全、健康与舒适性的生理和心理需求。
这将推动光度学、色度学、色彩学、测量学等理论创新，引发照明理念和光文化革命性的变化。
参考文献
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[4] 何开钧.高色饱和度LED的应用是未来照明的新亮点.海峡两岸第十七届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集.2010年11月.
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