怎么評價光源顯色性?標準光源的顯色性有和要求?

? DOHO標準光源箱 ????|???? ?2024-03-19

顯色性是指光源照射到物體表面時所顯現(xiàn)的顏色,它是衡量光源視覺質量的指標。光源的顯色性一般用顯色指數(shù)來評定,光源的顯色指數(shù)越大,物體在該光源下的顯色性就越好。本文對光源顯色性的評價方法及標準光源顯色性的要求做了介紹。

光源顯色性

光源顯色性的含義:

在定義顯色性的時候,一般是通過讓光源光線照射在物體上,然后觀察所呈現(xiàn)出的色,彩的視覺效果,亦即是觀察色彩的逼真程度。對于具有較好顯色性的光源,當其照射到物體上時其色彩的還原程度就越好,這就是說人眼看到的色彩更加的接近于在自然光下看到的原色。而演色性較差的光源在色彩的還原度上就會偏差很大。因此對于人造光源,要求就是其能盡可能的讓人眼感知到正確的顏色,也就如同在太陽光下看到物體一樣。以上就是光源的顯色性,用顯色指數(shù)來表示顯色性的好壞,單位是Ra。

如果把標準光源的顯色指數(shù)定為100,那么其他的光源顯色指數(shù)均會低于這個數(shù)值。在國際照明協(xié)會中一般把顯色性指數(shù)分為下表所示的五類:

國際照明委員會對顯色指數(shù)的分類


光源顯色性的評價方法:

光源顯色性的評價方法是將標準樣品分別放在待測光源和參照標準光源下觀察,較兩個條件下的顏色,顏色偏差越小,則表明待測光源的顯色性越好。這14個孟塞爾顏色的前8個顏色樣品是明度基本相同、色調不同的顏色,用于計算一般顯色指數(shù)Ra(即這8個顏色的平均色差),而用這14個顏色樣品單獨計算的色差稱為特殊顯色指數(shù) Ri計算一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)Ri的公式見公式。

一般顯色指數(shù)Ra和特殊顯色指數(shù)Ri計算式

一般顯色指數(shù)Ra反映了光源的平均照明效果,但不能反映對個別顏色的效果,因此,有時需要針對某個區(qū)域顏色照明有特殊要求時,除了要考慮一般顯色指數(shù)外,還要考察相應的特殊顯色指數(shù)。

CIE還規(guī)定:待測光源色溫不高于5000K時,用完全輻射體(黑體)作為參照標準光源,待測光源色溫高于5000K時,用標準照明體,作為參照標準光源。參照光源的顯色指數(shù)Ra=100,當在待測光源下與參照標準光源下的標準樣品顏色相同時,則此光源的顯色指數(shù)為100,顯色性最好,反之,顏色差異越大,顯色指數(shù)越低。在計算顯色指數(shù)時還要考慮不同光源照明引起的色適應,因此需要進行色適應修正,計算公式較復雜,在此不做介紹,可參考相應的資料及標準。


標準光源顯色性的要求:

不同的光源所發(fā)出的的光譜功率分布有很大的差異,因此也就導致光源的光色各不相同。人們在不同的光源條件下觀察同一個物體外觀色彩,都會出現(xiàn)顏色感知上的偏差。為了統(tǒng)一顏色檢測光源標準,CIE就推薦了標準光源和標準照明體。

標準照明體和標準光源是兩個不同的概念。標準照明體是指特定的光譜功率分布。而標準光源是指符合標準照明體規(guī)定的光譜功率分布的物理發(fā)光體。

標準照明體A:代表絕對溫度2856K的完全輻射體的輻射。

標準照明體B:代表相關色溫大約為4874K的直射日光,相當于中午的日光。

標準照明體C:代表相關色溫大約為6774K的平均日光,近似于陰天天空的日光。

標準照明體D65:代表相關色溫約為6504K的日光。

CIE建議,盡量使用D65來代表日光,在不能應用D65時則盡量使用D55和D75.在印刷行業(yè)中,常使用D50作為標準照明條件。印刷業(yè)色評價標準中規(guī)定,觀察環(huán)境四周的顏色應該是淺灰色或白色,不應帶有彩色以避免色對比和色適應對顏色視覺產生的影響。使用熒光燈時也應注意,熒光燈在使用5000h后,色溫會發(fā)生變化,應及時更換。且觀色前預熱15min后再使用會有更加效果,以避免剛啟動時光色不穩(wěn)定而帶來辨色誤差。

而對于標準光源顯色性,CIE規(guī)定:待測光源色溫低于5000K時,用完全輻射體(黑體)作為參照標準光源;待測光源色溫高于5000K時,用標準照明體D作為參照標準光源,然后計算出待測光源的顯色指數(shù)。根據(jù)光源顯色性的分級:

①顯色指數(shù)Ra=75~100:好

②顯色指數(shù)Ra=50~75:一般

③顯色指數(shù)Ra=50以下:差

普通日光燈光Ra≈75,白熾燈泡Ra≈95,但色溫低顏色偏黃。

ISO3664推薦的印刷行業(yè)照明條件:觀察光源的色溫標準為5000K±200K,照度標準為2000lx±500lx,顯色指數(shù)(CRI)大于90。


光源色溫和顯色性什么關系?

色溫是光源的重要指標,用來描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對能量分布:當黑體連續(xù)加熱,溫度不斷升高時,它的相對光譜能量分布的峰值部位將由長波方向向短波方向變化,其所發(fā)光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍。同一種顏色,在白熾燈、鹵素燈、中午日光等不同光源照明下,所表現(xiàn)出來的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。

有關光源顏色特性的評價的另一個指標是光源的顯色性,它研究物體在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性,具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性,如白熾燈、日光等。另外,由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性,如波長為610nm(橙)、540 nm(綠)和450nm(藍)的光譜輻射對提高光源的顯色性具有特殊效果,所以采用這三種色光以適當?shù)谋壤旌纤a生的白光與連續(xù)光譜的白熾燈或日光具有同樣優(yōu)良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色,在顯色性好的光源照明下,物體顏色的失真就會小。

光源的色溫和顯色性是光源的兩個重要的顏色指標。兩者之間沒有必然的聯(lián)系,因為具有不同光譜分布的光源可能有相同的色溫,但其顯色性可能差別很大。