本部分，我們希望通過案例的介紹，向讀者闡述光源顯色性的概念，從而簡(jiǎn)單地了解顯色指數(shù)與樣品在不同光源下所呈現(xiàn)顏色的關(guān)系。

    顯色性

    在很久以前，人類就已經(jīng)開始對(duì)顏色進(jìn)行比較，通常是把物體放在一起，然后在自然光（太陽光）底下觀察。盡管火把、蠟燭、白熾燈和其他光源都可以用作照明，但人們都習(xí)慣在自然光（太陽光）下對(duì)顏色進(jìn)行比較。

    近幾年，隨著熒光燈和led（發(fā)光二極管）開始作為照明光源漸漸進(jìn)入人們的眼球，物體在太陽光照射下，會(huì)顯示它的真實(shí)顏色，但當(dāng)物體在非連續(xù)光譜的氣體放電燈的照射下，顏色會(huì)有不同程度的失真。我們把光源對(duì)物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為光源的“顯色性”。

    "顯色性"的意義就在于比較物體在這類新型光源下的顏色與在自然光下的顏色有何不同，以及二者之間的匹配度如何。我們稱與自然光（太陽光）色調(diào)相近的光源具有好（高）的顯色性。

    在日常生活，我們能接觸到許多不同類型的照明光源，如白熾燈、熒光燈和LED等。此外，熒光燈和LED都出現(xiàn)了"白"和"暖白"等系列產(chǎn)品。我們不難發(fā)現(xiàn)，物體在不同的熒光燈和LED（發(fā)光二極管）照明光源下顏色會(huì)產(chǎn)生差異。

    下面，我們分別用高顯色性的D50熒光燈、帶有"自然白"標(biāo)志的熒光燈和LED三個(gè)光源照明物體。 

    在人眼看來，它們都發(fā)白光，但自然白熒光燈的色溫要稍高一些，看起來略微發(fā)藍(lán)。

    在通常情況下,我們衡量光源顯色性的普遍方法是計(jì)算顯色指數(shù)。按CIE (國(guó)際照明委員會(huì)) 的規(guī)定, 光源的顯色指數(shù)是待測(cè)光源下物體的顏色與參考標(biāo)準(zhǔn)下物體的顏色的符合程度的度量, 并且把普朗克輻射體作為低色溫光源(小于5000K) 的參考標(biāo)準(zhǔn), 把標(biāo)準(zhǔn)照明體D 作為高色溫光源(大于5000K) 的參考標(biāo)準(zhǔn)。光源的色溫(相關(guān)色溫) 和顯色性是評(píng)價(jià)光源的顏色特性的重要參數(shù)。

    下面，我們通過用柯尼卡美能達(dá)的分光輻射亮度計(jì)CS-2000上配備一個(gè)亮度適配器，對(duì)三個(gè)光源進(jìn)行了測(cè)量，得到三個(gè)點(diǎn)的色坐標(biāo)和相關(guān)色溫值。我們?cè)谟疫叺膞y色品圖上比較測(cè)量點(diǎn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們色坐標(biāo)點(diǎn)很接近，且都在可見光范圍內(nèi)。

    D50熒光燈、 自然白熒光燈和LED 的光譜分布相對(duì)強(qiáng)度、

    接下來，我們用這三個(gè)光源照明生肉，并觀察肉的顯色狀況。

    在D50熒光燈照明下，肉和盤子看起來跟實(shí)際情況差不多，但在自然白熒光燈照明下，由于色溫略高，肉和盤子看起來稍顯蒼白。用LED照明時(shí)，一切都顯得更加昏暗。  

    （※三個(gè)光源在樣品表面的照度都調(diào)節(jié)為大約1600lux。  ）

    當(dāng)用這三種不同光源照明樣品時(shí)，盡管光源色坐標(biāo)很接近，色溫也差別不大，但樣品顏色看起來會(huì)有所不同。  

    光源性能差異可以用"顯色指數(shù)"描述。 

    國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）對(duì)這個(gè)指數(shù)的定義是在特定輻射光源照明下，15個(gè)規(guī)定的測(cè)試顏色的視覺顯示情況。 

    把這15個(gè)測(cè)試顏色從1到15進(jìn)行編號(hào)，用R1-R15分別表示這15個(gè)顏色的顯示指數(shù)。當(dāng)把一個(gè)光源與規(guī)定的參考光源進(jìn)行比較時(shí)，指數(shù)值為100是最好的。 

    根據(jù)柯尼卡美能達(dá)高精度的分光輻射亮度計(jì)CS-2000測(cè)得的光譜分布，再利用CS-2000的數(shù)據(jù)管理軟件CS-s10w很容易計(jì)算得到如下顯色指數(shù)：

    R1 ~ R8稱為“典型顯示指數(shù)”。 

    Ra表示"平均顯色指數(shù)"。它是指數(shù)R1 ~ R8的平均值。 

    R9 ~ R15稱為"特殊顯色指數(shù)"，尤其是R9（深色鮮紅）和R15（中國(guó)和日本等黃種人的膚色）。

    R9是評(píng)價(jià)紅色復(fù)現(xiàn)質(zhì)量的指標(biāo)，可以用來評(píng)價(jià)生肉的顯示性。從上述測(cè)試數(shù)據(jù)來看，生肉在這三種類型光源照射下的R9值相差很大，這也就解釋了為什么三種光源照明下的生肉顏色會(huì)有這么大差別。 

    由于顯色指數(shù)較低，此次使用的LED使肉和盤子看起來比較昏暗，但如果用高顯色指數(shù)的LED照明，肉和盤子看起來會(huì)新鮮一些。 

    當(dāng)光源光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)光源下所反射的主波時(shí)，會(huì)使顏色產(chǎn)生明顯的色差程度越大，光源對(duì)該色的顯色性越差。

    對(duì)于超市和商店的肉制品櫥窗的照明光源，R9顯色指數(shù)就顯得尤為重要；而對(duì)于演播廳、攝影棚等需要真實(shí)再現(xiàn)皮膚顏色的場(chǎng)合，照明光源的R15指數(shù)絕不能低；博物館、美術(shù)館等場(chǎng)所則要求對(duì)所有的顏色都能高度真實(shí)還原，對(duì)Ra和R1-R15指數(shù)的要求就更為嚴(yán)格。

    針對(duì)適用場(chǎng)地的不同，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）一般把顯色指數(shù)分成五類： 　

    類別 Ra 適用范圍 　　

    1A ＞90 美術(shù)館、博物館及印刷等行業(yè)及場(chǎng)所 　　

    2B 80—90 家庭、飯館、高級(jí)紡織工藝及相近行業(yè) 　　

    2 60—80 辦公室、學(xué)校、室外街道照明 　　

    3 40—60 重工業(yè)工廠、室外街道照明 　　

    4 20—40 室外道路照明及一些要求不高的地方

    隨著LED照明的普及，尤其是室內(nèi)照明的快速發(fā)展，對(duì)LED照明的顯色性的研究將越來越得到科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)多方的重視。

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