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。
led光源标准
led光源标准
LED光源的标准包括以下内容：
1. 光通量（lumen）：LED光源的发光量，是衡量LED光源亮度的重要指标。
2. 光效（lm/W）：LED光源的光效表示单位电力输入下的光输出量，是衡量LED 光源能效的重要指标。
3. 色温（Kelvin）：LED光源的色温表示光源的色彩特性，是衡量LED光源色彩标准化的重要指标。
4. 显色性（CRI）：LED光源的显色性是指光源照射下物体的色彩还原能力，是衡量LED光源色彩还原能力的重要指标。
5. 寿命（hrs）：LED光源的寿命表示该光源在使用中的持续时间，是衡量LED 光源使用寿命的重要指标。
6. 谐波（THD）：LED光源的谐波是指电器设备工作时产生的电压和电流的非线性失真，是衡量LED光源质量的重要指标。
7. 电压（V）和电流（A）：LED光源的电压和电流是衡量LED光源电气参数的重要指标，也决定了LED驱动器的适用范围。
8. 外部尺寸和安装方式：LED光源的外部尺寸和安装方式也是重要的标准，在实际应用中需要考虑光源的尺寸和安装方式是否符合要求。
光源的色温和显色性
光源的色温和显色性作为光源，除了要求光效高之外，还要求它发出的光具有良好的颜色。
光源的颜色有两方面的意思：色表和显色性。
人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源的色表。
显色性是指光源的光照射到物体所产生的客观效果。
如果各色物体受照的效果和标准光源（黑体或重组日光）照射时一样，则认为该光源的显色性好（显色指数高）；反之，如果物体在受照后颜色失真，则该光源的显色性就差（显色指数低）。
显色性也称演色性或传色性。
下面举例说明色表和显色性的意义。
以前街道上的路灯采用高压汞灯，现在已采用高压钠灯等气体放电光源。
如果从远处看高压汞灯，一定觉得它发出的光既亮且白。
但是，当看到被它照射的人的面孔时一定不满意，看起来好像在脸上抹了一层青灰。
这说明高压汞灯的色表并不差，但显色性不好。
钨丝灯恰恰与之相反，它的光看上去虽然偏红、偏黄，但是受照物体的颜色却很少失真。
也就是说，钨丝灯的色表不很好，但显色性很好。
再看看低压钠灯的情况，低压钠灯的光色非常黄，如果将一块蓝布放在低压钠灯下面，布就变成黑色，这说明低压钠灯的色表和显色性都不好，而氙灯的色表和显色性都很好。
从上面4个例子可以看出，有些光源的色表和显色性都不好（低压钠灯），有些都很好（氙灯），有些色表好但显色性不好（高压汞灯），有些色表不好但显色性好（钨丝灯）。
光源的色表和显色性既有区别，又有联系。
蓝色的布为什么到了低压钠灯下面就变黑了呢？要弄清这个问题，首先要对日光做一番分析。
原来日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种颜色的光按照一定的比例混合而成的。
日光照到某一种颜色的物体（指非透明体）上，物体将其他颜色的光吸收，而将这种颜色的光反射出来。
比如，蓝布受日光照射后，将蓝光反射出来，而将另外的光吸收，因此在人眼里看到的这块布就是蓝色的。
正是由于日光本身包含了各种色光，再加上各种物体对不同色光的反射（在有些情况下是散射或透射）性能不一样。
大自然才在日光的照射下显得五彩缤纷。
LED的显色性
LED的显色性问题显色性是一个相对值，在太阳光下或白炽灯的照射下物体的显色性定为100，在其他光的照射下物体的显色性就0——100的范围中，目前LED灯具的显色性一般在60-80 一．问题来源关于LED的显色性与测试方法的合理性问题的提出，应该是来源于测试LED的显色数比较低，而某些人看到LED的实际照明似乎可以接受，由此对现在显色指数的测量计算方法提出质疑。
认为现有的显色指数计算不符合像LED这样的非连续光谱的光源。
甚至有人说，LED实测的显色指数不高，可是实际照明看起来被照物品却很鲜艳，应该是显色指数高（这实际上是错误的观点，后面再谈）。
那么，显色指数和实际观察的关系到底如何？现有的显色指数还能反映LED的显色性吗？二．基本概念概述要阐述上面的问题，首先要搞明白基本理论和概念。
没有基础的标准，比较就没有普遍的意义。
1．什么是光源的显色性？光源的显色性，就是当光源照射物体时，物体所反映出的颜色与太阳光照射它是所反映出的颜色的符合程度。
2．物体的颜色和光的颜色(1)光的颜色：是指电磁波作用与人眼时，人眼对某些波长范围的电磁波有可分辨、可见的反应。
由于人眼细胞的特殊性，人眼对光色的感受会与光谱分布、强度相关。
这种特殊性会使得人对看到的颜色的波长判断失误。
比如，当着红光和绿光混合时，人眼感受到的是黄色，而这束混合光就根本没有黄色波长的成份。
(2)物体的颜色：是物体对照射到它上面的光，部分或全部吸收了某些波长的光，其余光反射或透射后被人眼所接收后的综合感受。
3．光源色与物色的区别光源色是光源发出的各种波长光作用与人眼后，人眼对它所有作用的一个综合感受。
人眼只能是对一束光有一个“单一”颜色的感受，即要么是红光、要么是草绿色光等，人眼不能分辨出这束光色是单一波长的光，还是由哪几种波长的光所混合的。
物色是物体吸收和反射或透射入射光的综合结果。
没有入射光，物体就没有了颜色。
入射光色（或波谱含量）不同，物体的颜色就不同。
照明小知识光源的显色性是什么意思？如何表示？
照明小知识光源的显色性是什么意思？如何表示？
人类长期在日光下生活和工作，夜晚则靠火光取得光亮。
在这种条件下，人们观察物体的颜色有了较为固定的认识。
也就是说，在这种条件下感受到物体的颜色才认为是它“真实”的颜色。
一些人工光源，如荧光灯、汞灯和钠灯等，其光色可能与火光或日光相似，但其光谱功率分布却有很大差别。
因此，人们在这些人工光源下所看到的物体颜色与在火光或日光条件下所看到的颜色就有不同程度的差别。
光源的显色性是指日光或火光等参照光源比较，一个光源显现被照物体颜色“真实”程度的性能。
“显色指数”是度量被测光源照明下物体的颜色与参照光源照明时的颜色符合程度的指标。
具体方法是用若干标准颜色样品，计算其在参照光源下和和待测光源下颜色样品的差别，色差越小，显色指数大，待测光源的的显色性就差。
一般显色指数的最大值为100，白炽灯、卤素灯的一般显色指数在95-100之间，短弧氙气灯约为94-98，高显色荧光灯和金属卤化物灯约为80-95，普通荧光灯约为50-70，高压荧光汞灯约为30-40，高压钠灯为20-25。
需要准确分辨颜色的工作，必须用高显色性的光源照明。
显色指数低于50的光源只能用作不需要分辨颜色的场合，如普通的道路照明。
我国《建筑照明设计标准》（GB50034--2004）规定：在长期工作场所、照明光源的显色指数不宜小于80.但对工业建筑生产场所的照明（安装高度大于6m的直接型灯具），显色指数可低于80，但最低限度必须能够辨认安全色。
编辑：严志祥。
光源基础知识
非热效应：人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定 和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场 即遭到破坏，人体正常循环机能会遭受破坏。
累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未 来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生 累积，久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射 的群体，即使功率很小，频率很低，也会诱发想不到的病变，应引起 警惕！
被照物体 14
观察者
光的特性
显色性好的光源
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光的特性
显色性差的光源
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光的特性
不同显色指数比较
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光的特性
显色性的原理 显色性：人眼感觉物体的颜色与物体本色的差别。 人感知物体颜色，是通过物体反射某些颜色的光，进入人眼，才感 知到的。 物体反射光的规律：吸收与自身颜色不同的光，反射与自身颜色相 同的光。 物体吸收反射光的原理：不同物质的原子、分子结构不同，能级不 同，能吸收的能量不同（能吸收的光波不同），使得物体能够吸收 反射某种特定的光。（石墨、钻石）
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光的特性
显色指数的计算
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光的特性
显色指数计算结果的对比 Ra=80 Ra=67
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光的特性
美国国家标准与技术研究所（NIST）正致力于研究制定 一种新的评价光源显色性的方法—色质指数法（CQS）。 与显色指数类似，CQS也是采用测验色法，不过CQS选 取的是15种饱和色，它们平均分布于整个可见光谱中， 如图5所示。目前NIST正致力于CQS的测试与开发，并 希望将该法推荐应用到固态照明行业中来。
光源的色温与演色性(共27张PPT)
具有高光效（75lm/w以上）、高显色 性（显色指数80以上），长寿命的新 型气体放电光源，是金属卤化物灯的一 种，它利用充入的碘化镝、碘化亚铊、 汞等物质发出其特有的密集型光谱，该 光谱十分接近于太阳光谱，从而使灯的 发光效率及显色性大为提高。
第十六页，共27页。
色温与光源的关系
第四页，共27页。
色温：在黑体（既不反射也不透射，
能吸收落在其上面的辐射的绝对黑体） 辐射时，以其绝对零度（-273℃ ）为 起点，逐渐加热到一定温度时，黑体便 会呈现出有颜色的可见光。如果光源所 发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐 射的光的颜色相同，黑体此时的温度就 成为该光源的颜色温度，简称为色温。
碘钨灯：里面冲入碘蒸气，具有亮度高，
寿命长的特点。普通碘钨灯常作为电影摄 影、舞台、工厂、建筑物、广场等照明光 源
第十四页，共27页。
闪光灯：能是在很短时间内发出很
强的光线，是照相感光的摄影配件。 多用于光线较暗的场合瞬间照明，也 用于光线较亮的场合给被拍摄对象局 部补光。外形小巧，使用安全，携带 方便，性能稳定。
第二十六页，共27页。
第二十七页，共27页。
三基色荧光灯：由蓝、绿、红谱带区
域发光的三种稀土荧光粉制成的荧光灯 三基色节能型荧光灯是一种预热式阴极 气体放电灯，分直管形、单U型、双U型、 2D形和H形等几种。
第十五页，共27页。
氙灯：利用氙气放电而发光的电光源。由
于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发 电位和电离电位相差较小。灯的光、电参 数一致性好，工作状态受外界条件变化的 影响小。
图为：（从事LED照明设备等业务的 CCS,开发出了平均演色性指数达98的 实体显微镜用的白色LED照明灯）
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。
科普灯光的显色性（有图表）
科普灯光的显⾊性（有图表）科普灯光的显⾊性转⾃：半导体照明⽹ 导读：⽣活中，我们经常碰到这样的情景，如苹果在不同光源下呈现颜⾊的深浅不⼀；在不同的室内灯光下观察⼈的⽪肤颜⾊会与真实颜⾊呈现差异。
酒店与餐厅偏向⽤偏红的灯光营造暖⾊调的环境，办公室或⼯⼚车间则多⽤冷⾊调的蓝⾊等。
实际上，这些例⼦都跟光源的显⾊性密切有关。
本部分，我们希望通过案例的介绍，向读者阐述光源显⾊性的概念，从⽽简单地了解显⾊指数与样品在不同光源下所呈现颜⾊的关系。
X 显⾊性 在很久以前，⼈类就已经开始对颜⾊进⾏⽐较，通常是把物体放在⼀起，然后在⾃然光（太阳光）底下观察。
尽管⽕把、蜡烛、⽩炽灯和其他光源都可以⽤作照明，但⼈们都习惯在⾃然光（太阳光）下对颜⾊进⾏⽐较。
近⼏年，随着荧光灯和LED（发光⼆极管）开始作为照明光源渐渐进⼊⼈们的眼球，物体在太阳光照射下，会显⽰它的真实颜⾊，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”。
“显⾊性”的意义就在于⽐较物体在这类新型光源下的颜⾊与在⾃然光下的颜⾊有何不同，以及⼆者之间的匹配度如何。
我们称与⾃然光（太阳光）⾊调相近的光源具有好（⾼）的显⾊性。
在⽇常⽣活，我们能接触到许多不同类型的照明光源，如⽩炽灯、荧光灯和LED等。
此外，荧光灯和LED都出现了'⽩'和'暖⽩'等系列产品。
我们不难发现，物体在不同的荧光灯和LED（发光⼆极管）照明光源下颜⾊会产⽣差异。
下⾯，我们分别⽤⾼显⾊性的D50荧光灯、带有'⾃然⽩'标志的荧光灯和LED三个光源照明物体。
在⼈眼看来，它们都发⽩光，但⾃然⽩荧光灯的⾊温要稍⾼⼀些，看起来略微发蓝。
在通常情况下，我们衡量光源显⾊性的普遍⽅法是计算显⾊指数。
按CIE (国际照明委员会)的规定,光源的显⾊指数是待测光源下物体的颜⾊与参考标准下物体的颜⾊的符合程度的度量, 并且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 作为⾼⾊温光源(⼤于5000K) 的参考标准。
关于LED亮度、光通量、光效、显色性、色温
关于LED亮度、光通量、光效、显色性、色温单个LED的发光强度以CD为单位，同时配有视角参数，发光强度与LED的色彩没有关系。
单管的发光强度从几个mCD到五千mCD不等。
LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮，最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。
封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED 视角和光强分布。
一般来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。
当多个LED较紧密规则排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。
在计算显示屏发光强度时，需根据LED视角和LED的排放密度，将厂商提供的最大点发光强度值乘以30％～90％不等，作为单管平均发光强度。
一般LED的发光寿命很长，生产厂家一般都标明为100,000小时以上，实际还应注意LED的亮度衰减周期，亮度衰减周期与LED生产的材料工艺及生产厂商有很大关系，一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的日亚等国际品牌。
配色、白平衡：白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21％，蓝色的亮度为10％时，混色后人眼感觉到的是纯白色。
但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。
当为全彩色LED显示屏进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本，应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成像素。
白平衡要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。
原色、基色：原色指能合成各种颜色的基本颜色。
色光中的原色为红、绿、蓝，下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原色波长。
如果原色有偏差，则可合成颜色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。
LED发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。
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。
基本色如表所示：色温光色气氛效果大于5000K 清凉（带蓝的白色）清冷的感觉◆三基色荧光灯◆水银灯3300-5000K左右中间（接近自然光）无明显视觉心理效果◆三基色荧光灯◆金卤灯小于3300K 温暖（带桔花的白色）温暖的感觉◆白炽灯◆石英卤素灯2显色性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<Ra<90 60<Ra<80表1 光源一般显色指数类别显色类别一般显色指数范围适用场所举例IA Ra≥90 颜色匹配、颜色检验等B 90>Ra≥80 印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等Ⅱ80>Ra≥60 机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等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。
3第四章光源及其颜色特性
第四章 光源及其颜色特性
光度学有关物理量
印刷 色彩学
立体角
一个任意形状的封闭锥面所包含的空间 单位立体角：以锥顶为球心，r为半径做一球，锥面在
球面上截出的面积为r2,则该立体角为一个立体角或球面 度（sr）。记为
dΩ=ds/r2, 整个球的立体角为4πr2/r2=4π
第四章 光源及其颜色特性
显色性的含义
光源的显色性是指与参考标准光源相比较，光源显现物 体颜色的特性。
光源的显色性是由光源的光谱能量分布所决定的。
连续光谱的光源，如日光、白炽灯光具有较好的显色性；
线状、带状的非连续光谱，或既有连续又有线状的混合 光谱的光源显色性不好，颜色失真情况严重。
第四章 光源及其颜色特性
光源的显色性
LCD显示器的色温为6500K CRT显示器色温
9300K（老显示器） 7500K 6500K（新型显示器、Mac机显示器） 5000K
印前使用的显示器要求色温为6500K或5000K
第四章 光源及其颜色特性
印刷
标准照明体与标准光源
色彩学
测量物体表面颜色，必须在一定的光源下进行， 为统一颜色测量标准，CIE规定了色度学的标准 照明体和标准光源。
评价光源显色性：显色指数在75-100间为优质显色光源， 50-75为中等，50以下为差。
第四章 光源及其颜色特性
印刷
光源的显色性的定量评价
色彩学
选定试验色样：国内选定包括肤色在内的15个色样（前8 个包括了所有孟塞尔颜色空间的色相，后7个为特殊色）
显色指数
Ri ：特殊显色指数，光源对某一选定的标准色样的显色指数
印刷
辐射量度学与光度学
色彩学
辐射量度学
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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。
显色指数怎么测试呢？迈昂科技可以为您提供专业的测试解决方案。
积分球测试系统就是测试显色指数较为常用的一种方法。
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