2023-11-22
光源的顯色性是衡量光源視覺質(zhì)量的指標(biāo),它是指光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能,也就是顏色逼真的程度。它與光源的光譜功率分布有關(guān),光譜連續(xù)的光源顯色性好,物體在該光源下,所呈現(xiàn)的顏色就較逼直。本文為對(duì)光源顯色性的具體含義及評(píng)價(jià)方法做了詳細(xì)的介紹,對(duì)此感興趣的朋友不妨了解一下!
在定義顯色性的時(shí)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(duì)于具有較好顯色性的光源,當(dāng)其照射到物體上時(shí)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(huì)偏差很大。因此對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(huì)低于這個(gè)數(shù)值。在國(guó)際照明協(xié)會(huì)中一般把顯色性指數(shù)分為下表所示的五類:
CIE于1965年推薦CRI用于評(píng)價(jià)光源的顯色性,并先后于1974和1995年對(duì)其作了一些改進(jìn)和修正。盡管CIE顯色指數(shù)存在一些不足和缺陷,但其仍是當(dāng)前唯一在國(guó)際上被普遍認(rèn)可和廣泛采用的光源顯色性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)方法。
CIE評(píng)價(jià)光源顯色指數(shù)時(shí)采用一套14種檢驗(yàn)色樣,選定8個(gè)色樣為一組(i=1,……,8)作為評(píng)價(jià)一般顯色指數(shù)用的檢驗(yàn)色樣,選定后6個(gè)色樣(i= 9,……,14)分別作為特殊顯色指數(shù)評(píng)價(jià)用的檢驗(yàn)色樣,如下圖所示。
通常在已知待測(cè)光源的光譜功率分布的情況下,進(jìn)行顯色性計(jì)算的主要步驟如下:
1.通過對(duì)待測(cè)光源的光譜輻射測(cè)量,計(jì)算待測(cè)光源的色度參數(shù)(xk,yk)、(uk,vk)、ck、dk及CCT(K),然后根據(jù)1~14號(hào)顏色樣品的光譜輻亮度因數(shù)ρi(λ)的數(shù)據(jù)算出在待測(cè)光源下各樣品的xk,i、yk,i和uk,i、vk,i色度坐標(biāo)。計(jì)算公式如下:
其中k等于輻射功率的最大光效率Km=683(lm/W),P(λ)為光源光譜功率分布,x(λ)、y(λ)、z(λ)是CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者光譜三刺激值。在可見光譜內(nèi),波長(zhǎng)間隔△λ是以λ為中心波長(zhǎng),波長(zhǎng)范圍為380nm至780nm,波長(zhǎng)間隔△λ為5nm。色度坐標(biāo)計(jì)算如下:
其中k為常數(shù),表達(dá)式如下,ρi(λ)為各樣品的光譜輻亮度。
色度參數(shù)ck、dk的計(jì)算式如下:
2.根據(jù)CCT選擇參照照明體,計(jì)算參照照明體的光譜功率分布,然后計(jì)算參照照明體的色度參數(shù)(xr,yr)、(ur、vr)和cr、dr。
3.適應(yīng)性色位移的考慮:由于待測(cè)光源k和所選用的參照照明體r的色度不完全相同,而使視覺在不同照明下受到顏色適應(yīng)的影響。為了處理兩種照明下的色適應(yīng),必須將待測(cè)光源的色度坐標(biāo)uk、vk調(diào)整為參照照明體的色度坐標(biāo)ur、vr,即uk'=ur,vk'=vr,這時(shí)各顏色樣品i的色度坐標(biāo)uk,i、vk,i也要作相應(yīng)的調(diào)整,成為uk,i'、vk,i'。這種色度坐標(biāo)的調(diào)整叫做適應(yīng)性色位移,用以下系數(shù)關(guān)系式進(jìn)行轉(zhuǎn)換:
上式中下標(biāo)“r”代表參照照明體;“k”代表待測(cè)光源;“k,i”代表待測(cè)光源照明下第i種標(biāo)準(zhǔn)樣品。在計(jì)算顯色指數(shù)時(shí),就用調(diào)整后的色度坐標(biāo)計(jì)算。
4.計(jì)算在參照照明體r照明下顏色樣品的的xr,i、yr,i和ur,i、vr,i色度坐標(biāo)。
5.色差計(jì)算公式如下:
6.根據(jù)在參照光源下和待測(cè)光源下各檢驗(yàn)色樣的色差△Ei,計(jì)算出特殊顯色指數(shù):
一般顯色指數(shù)(CIE1~8號(hào)顏色樣品Ri的平均值):
白熾燈:顯色指數(shù)Ra97
日光燈/熒光燈:顯色指數(shù)Ra80~94
白色熒光燈:顯色指數(shù)Ra75~85
暖白色熒光燈:顯色指數(shù)Ra80~90
鹵鎢燈:顯色指數(shù)Ra95~99
高壓汞燈:顯色指數(shù)Ra22~51
高壓鈉燈:顯色指數(shù)Ra20~30
金屬鹵化物燈:顯色指數(shù)Ra60~70
LED:顯色指數(shù)Ra75
D75光源:顯色指數(shù)Ra95+
D65光源:顯色指數(shù)Ra95+
D50光源:顯色指數(shù)Ra95+
CWF光源:顯色指數(shù)Ra62
U30光源:顯色指數(shù)Ra85
TL83光源:顯色指數(shù)Ra85
TL84光源:顯色指數(shù)Ra85
Inca A光源:顯色指數(shù)Ra95+
Horizon光源:顯色指數(shù)Ra95+
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