浅谈光源的显色性
光源色温和显色性对室内光环境的影响
2000年9月第11卷 第3期照明工程学报ZHAOM I N G GON GCH EN G XU EBAO Sep. 2000V o l 111 N o 13光源色温和显色性对室内光环境的影响金 海 俞丽华(同济大学建筑城规学院 上海,200092)摘 要:照明设计除了要达到规范所规定的照度标准外,还需合理地选择光源的色温和显色性。
本文从视觉进化的角度和视觉实验的结果出发,强调了照度与色温之间无明确关联的观点,光源色温的选择不取决于要求达到的照度的高低。
关键词:光环境;光源;色温;显色性;显色指数;照度I nf luence of Color Tem pera ture and Color Render i ngof Lam p on I n ter ior L ight Env ironm en tJ in H ai Y i L ihua(S chool of A rch if ectu re and C ity P lann ing ,T ongj i U n iversity ,S hang hu i ,200092)AbstractN o t on ly co rrespondence to the illum inance standard shou ld be ach ieved in ligh ting design ,at 2ten ti on m u st be also p aid to reasonab ly choo sing co lo r tem p eratu re and co lo r rendering of lam p .A t the view po in t of visual evo lu ti on and conclu si on s from visual exp eri m en ts ,th is p ap er em p hasizes that there is no sign ifican t relati on sh i p betw een co lo r tem p eratu re and illum iance ,and that the cho ice of co lo r tem p eratu re of lam p is no t determ ined by the exp ected illum inance .Key words :lum inou s environm en t ;lam p ;co lo r tem p eratu re ;co lo r rendering ;co lo r rendering in 2dex ;illum inance1 引言室内光环境设计是室内设计中的重要组成部分,照明设计的目的是营造一个良好的光环境,为此除达到规范所规定的照度标准外,合理选择光源的色温与显色性,具有重要意义。
名词解释光源的显色性
名词解释光源的显色性光源的显色性指的是光源照射在物体上时，让人对物体颜色的辨识和表达能力。
光源的显色性对人们的视觉有着重要的影响，不仅能影响物体的色彩表现，还直接关系到人们对环境和物品的感知和判断。
为了更好地理解光源的显色性，我们先来了解一下光谱。
光谱是将光分解为不同波长的色彩所构成的连续光束。
通过光谱，我们可以看到由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种基本颜色组成的光线。
不同波长的光线对应着不同的颜色，而这些颜色又能够以不同的比例混合产生更多的色彩。
根据国际照明委员会（CIE）规定的标准光源，我们可以进行对光源显色性的一定的标准化评估。
在日常生活中，不同类型的光源对显色性的影响是不同的。
传统的白炽灯是一种较为常见的光源，它以炽热的金属丝产生可见光。
然而，白炽灯的显色性较低，偏向于黄色光谱，因此会给人产生色彩暗淡和发黄的感觉。
而相比之下，荧光灯和LED灯等现代光源具有较好的显色性能，可以提供更真实、明亮的色彩。
光源的显色性对于不同环境和应用场合有着不同的要求。
在家居环境中，自然光源是最理想的选择。
自然光源不仅具有丰富的光谱成分，而且还存在自然的光线变化，如日出、日落时的温暖色调以及阴天时的柔和光线。
这种自然光的变化可以给人带来舒适感，并使色彩更加真实。
在商业和办公场所，通常选择荧光灯或LED灯作为主要光源。
这些光源不仅具备较高的显色性，还具有较高的亮度和能效。
此外，这些光源还可以通过调节颜色温度来满足不同场合的需要。
例如，在需要专注和集中注意力的办公室，较高的色温可以提升警觉性，而在需要放松和缓解压力的场所，较低的色温则更加适宜。
除了照明领域，光源的显色性在其他行业也有着广泛的应用。
在摄影和电影制作中，灯光的选择和调节对于表现画面的色彩和情绪非常重要。
摄影师和电影导演需要根据不同的拍摄要求，选择合适的光源和灯光布置，使得被拍摄的对象能够真实地呈现出色彩和质感。
总之，光源的显色性在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
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(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。
探讨光源显色指数与白光LED的显色性
探讨光源显色指数与白光LED的显色性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。
LED白光光源显色性评价方法探究
• 27•本文通过对3种不同相关色温的LED白光光源进行主观对比实验，得到不同光源照射条件下仿真苹果自然程度的主观评价，再通过客观实验得到一般显色指数Ra、颜色保真指数Rf和色域指数Rg，对比主观实验与客观实验两组数据的一致程度，最终得到最适合LED白光光源的客观评价方法。
实验显示，与用传统的一般显色指数Ra评价方法相比，用Rf和Rg组成的新评价方法来评价LED白光光源的显色性会更加合理。
近年来，由于半导体制造业的发展，加之LED光源具有发光效率高、使用寿命长、节能环保、光强可调以及颜色渲染效果佳等优点，LED灯具已经普及到了千家万户，与普通民众的生活息息相关。
如何科学合理的对LED光源的性能进行定量评价，是现阶段照明领域的一大热点问题。
其中，显色性作为LED光源性能指标中的重要组成部分，使用什么方法去评价它也越来越受到业界和民众的关注。
1 显色性评价方法首先我们来通俗地说说到底什么是显色性。
在日常生活中，很多人应该都有这样的经历，在商场买衣服时，为了确定衣服的真实颜色，我们会将衣服拿到室外日光下看看，其实这就是在检验光源的显色性。
由此可见，参考光源（日光）、有色物体（衣服）是描述光源的显色性两个前提。
1.1 一般显色指数Ra一般显色指数Ra是通过将CIE-1974颜色测试样本（编号1～8）的八个特殊显色指数进行算术平均得到。
目前Ra在照明行业中广泛应用，是国际国内标准和技术规范中用于评价光源颜色的重要指标。
目前国内主要还是以一般显色指数Ra来评价显色性，所以很多厂商会为了得到好的显色性评价，人为地去制造高Ra 值的灯具。
然而，在很多情况下LED光源的Ra值并不能与观察者的视觉评估相匹配，并不是高的Ra就代表好的颜色体验。
举个例子，色温很低的白炽灯（Ra=100）照射绿色的树叶时，树叶颜色表现得没有那么真实，观察者没有得到好的颜色体验。
所以，规定在黑体或日光照射时显色指数Ra=100为最佳当然也就存在疑问。
光源对颜色感知的影响分析
光源对颜色感知的影响分析光源印刷色彩感知光源的颜色特性光源对颜色感知的影响主要从光源的光谱功率分布、色温、显色性这三个方面来分析。
1、光谱功率分布一般光源发出的光是由许多不同波长的辐射组成的复合光，且各个波长的辐射功率也不同。
光源的光谱辐射功率按波长的分布规律称为光谱功率分布。
在色彩学中，主要讨论光源的相对光谱功率分布，因为光源的颜色取决于它所发出的不同波长光的相对能量比例。
在人类所经历的漫长进化过程中，由于长期处于自然光环境中，形成了人的视觉器官的特殊结构,适应自然光强度的变化。
自然光的最大特点是具有连续的光谱，在清晨和黄昏时色温较低约为2000K～4500K，中午色温较高约为5000K～7000K，在夜晚人们开始是用火把, 随后发明了蜡烛与油灯。
这些燃烧火光都是色温较低的连续光谱。
而在印刷中所用到的光源是人造光源，它的光谱功率分布曲线很难和日光的光谱功率分布曲线完全的重合，如白炽灯光源在短波蓝色波段的功率较低，所以白炽灯光源的光色带有黄红色，使印刷品偏色。
所以印刷使用的光源的光谱功率分布与日光的接近程度决定了印刷品的偏色程度。
2、色温黑体（完全辐射体）black body是指入射的电磁波能全部吸收的物体，既没有反射也没有透射，其吸收能力在所有物体中是最大的，因此它也是物体中发射本领最强的物体。
所以可以将黑体作为参考标准。
一定的光谱功率分布表现一定的光色，而黑体辐射的光谱功率分布由温度决定。
所以人们将光源的相对光谱功率分布与某温度下黑体辐射的相对光谱功率分布相比较，如果某一光源与黑体在某一温度时的相对光谱功率分布相吻合，那么这一光源的光色就可以用此时黑体的温度来表示,该黑体的温度称为该光源的色温。
有许多光源，其色度不一定能与黑体加热时的色度完全相同，只能用与之最接近的黑体的温度的色温来确定光源的色温，这个色温叫做相关色温。
色温表征了光源的光谱特性，与光源的光谱成分有关。
光源的光谱成分又决定的光源的光色，因此色温表达了光源的光我。
教你用光（一）：光的简单知识之显色性
教你用光（一）：光的简单知识之显色性嘿嘿，目前人眼也就能识别那么一点可见光，然而这些可见光却组成了我们斑斓的世界。
【跨过摄影门槛】第一章：光的基础知识（一）自然光，大部分情况指日光，往往是我们日常户外拍摄所使用的主光源。
所以说，掌握日光的特点，可以更好的利用日光，进行摄影创作。
没错，这次就要和大家讲用光。
这个用光，并不是把钱用光，而是利用现有的光效，来实现自己关于摄影作品的艺术创意。
讲用光之前，首先我们来熟悉一下光的特点。
这些并不是废话，请注意，如果不认真看，那么会造成不好的后果，别说我没告诉你……我们在晴朗中午没有雾霾的情况下看到的日光是白色的，而日光或者复色光可以被三棱镜折射成光谱，就像这样：可能小学自然课都会讲过……这种情况也叫色散但是，有两种情况，光路通过三棱镜折射，是不会发生色散的。
一种是本身这种光不是复色光，是单色光，比如激光。
一种就是这种光的光源显色性很差。
于是我们引入了显色性的概念。
单独讲光的显色性，指的是在该种光源照射下，物体的颜色还原程度，单位是百分比。
举个栗子，在晴朗的上午没有雾霾的情况下，伸出手承接日光，颜色还原是最棒的，显色性达到100%。
而只有月光的晚上，伸出手掌承接月光，你就会发现，颜色看起来发青。
这就是一句古话“夜不观色”的由来，讲的就是在以月光为主光源的情况下，显色性不佳。
后人测定月光的大概显色性在35%-70%之间，波动很大。
怎么利用显色性的概念帮助摄影进步？非常简单，了解各种常见光源的显色性，并且尽可能避免在低显色性光源下拍照即可。
各种常见光源显色性供参考：日光 100%钨丝灯 99%（普通的大灯泡，颜色黄黄的，但是显色性很高）白炽灯 99%-95%（节能灯和三基色都叫白炽灯）惰性气体电弧灯 98%-92%（氩气氙气氡气电弧灯，常用于高档汽车大灯）镝灯 97%（标准影视灯，无频闪，无偏色，人称小太阳）LED灯 95%-85%（业内良莠不齐，推荐购买大品牌如士兰微）蓄能闪光灯 98%-75%（推荐购买原厂，副厂显色性多多少少有问题）钠灯 25%-35%（路灯、景观灯，便宜好用，带有黄色穿透性好）没错，国内的路灯与景观灯，大部分都使用了显色性极其差的钠灯。
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。
我们日常生活中常见的一些光源产品的显色指数如下：白炽灯、碘钨灯、溴钨灯、镐灯等几种光源的一般显色指数Ra均超过85，适用于辨色要求较高的视觉工作，广泛应用于彩色电影、彩色电视的拍摄和放映、染料、彩色印刷、纺织、食品工业等行业。
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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。
我们日常生活中常见的一些光源产品的显色指数如下：白炽灯、碘钨灯、溴钨灯、镐灯等几种光源的一般显色指数Ra均超过85，适用于辨色要求较高的视觉工作，广泛应用于彩色电影、彩色电视的拍摄和放映、染料、彩色印刷、纺织、食品工业等行业。
荧光灯的显色指数在70~80之间，显色效果较差，其中高压钠灯最差Ra为20~25。
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积分球测试系统就是测试显色指数较为常用的一种方法。
如果有任何技术上的疑问，欢迎随时与我们联系。