什么是光源的顯色性?光源的顯色性用顯色指數表示嗎?光源的顯色性是指光源對于物體顏色呈現的程度,也就是顏色逼真的程度。對于光源顯色性好壞的評價,一般都采用顯色指數Ra表示。那么,光源的顯色指數怎么計算?常見光源的顯色指數是多少?本文對光源顯色性的概念及顯色指數的計算方法做了介紹,對光源顯色性和顯色指數感興趣的朋友可以了解一下!
光源對物體的顯色能力稱為顯色性,是通過與同色溫的參考或基準光源(白熾燈或畫光)下物體外觀顏色的比較。光所發射的光譜內容決定光源的光色,但同樣光色可由許多,少數甚至僅僅兩個單色的光波縱使而成,對各個顏色的顯色性亦大不相同。相同光色的光源會有相異的光譜組成,光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的顯色品質。當光源光譜中很少或缺乏物體在基準光源下所反射的主波時,會使顏色產生明顯的色差。色差程度愈大,光源對該色的顯色性愈差。
顯色指數系數仍為目前定義光源顯色性評價的普遍方法。我國國家標準GB/T 5702-2003《光源顯色性評價方法》中規定用普朗克輻射體(色溫低于5000K)和組合日光(色溫高于5000K)做參照光源。為了檢驗物體在待測光源下所顯現的顏色與在參照光源下所顯現的顏色相符的程度,采用“一般顯色性指數“作為定量評價指標。顯色性指數最高為100。顯色性指數的高低,就表示物體在待測光源下“變色”和“失真”的程度。
顯色指數是表示光源顯色性的,一般用平均顯色指數Ra來表示。確定顯色指數Ra,有必要先確立與自然光近似的標準光源(光的性質與亮度不隨天氣和時間而改變),然后再用國際照明委員會(CIE)規定的從中間色的紅到紫的8個為1組的色式樣作為標準色,在標準光源和被測試光源下做比較,色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。當色差等于0時,Ra值為100,表明被照物體在被測試光源下顯示出來的顏色與在標準光源下一致。
標準顏色在標準光源照射下,顯色指數為100。物體在某種光源照射下,當Ra≥80時,顯色性為優良;Ra=79~50時,顯色性為一般;Ra<50時,顯色性為差。白熾燈的理論顯色指數為100,但實際生活中的白熾燈種類繁多,應用也不同,所以其Ra值不是完全一致的,只能說是接近100,是顯色性最好的燈具。太陽光和火光的自然光屬于標準光源,所以一般顯色指數Ra為100或接近此值。
計算顯色指數的標準方法,是CIE制定的“測色法”。評價時采用一套14種試驗顏色樣品,根據在參照光源下和待測光源下各試驗色的色差△E,計算出光源特殊顯色指數Ri:
一般顯色指數Ra的計算公式:
光源的一般顯色指數越高,其顯色性就越好,對顏色的還原性越好。
通常是在已知待測光源的光譜能量分布P(λ)的情況下,進行顯色指數計算的,其主要步驟如下:
1.根據待測光源的光功率譜分布,計算待測光源的色度坐標(xc,yc)、(uc,vc)、相關色溫T;其中:
2.由待測光源的光功率譜分布和1-14試驗色的光譜輻亮度因數,計算待測光源下1-14號試驗色的色度坐標(xci,yci)并求相應(uci,vci)。
3.根據T選擇參照照明體,查表得出參照照明體的色度參數(ur,vr,cr,dr),以及在參照照明體下試驗色的顏色空間坐標U*ri、V*ri、W*ri。
4.由待測光源色坐標(uc,vc),求(cc,dc)以及待測光源下試驗色的色坐標(uci,vci)求(cci,dci),并計算試驗色的適應色位移(u'ci,v'ci),其中有:
5.計算待測光源下試驗色的U*ci、V*ci、W*ci。
6.求U*ri、V*ri、W*ri與U*ci、V*ci、W*ci的色差△Ei。
7.由△Ei得特殊顯色指數Ri和一般顯色指數Ra。
白熾燈:一般顯色指數Ra97
日光燈/熒光燈:一般顯色指數Ra80~94
白色熒光燈:一般顯色指數Ra75~85
暖白色熒光燈:一般顯色指數Ra80~90
鹵鎢燈:一般顯色指數Ra95~99
高壓汞燈:一般顯色指數Ra22~51
高壓鈉燈:一般顯色指數Ra20~30
金屬鹵化物燈:一般顯色指數Ra60~70
LED:一般顯色指數Ra75