2023-12-15
光源的顯色性什么意思?光源的顯色性也稱演色性或傳色性,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,是衡量光源視覺質(zhì)量的顏色指標(biāo)。光源顯色性的優(yōu)劣以顯色指數(shù)來定量評(píng)價(jià),一般用平均顯色指數(shù)Ra來表示。本文對(duì)光源顯色性及顯色指數(shù)做了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
光源的顯色性是指光源對(duì)它照射的物體顏色的影響作用,光源對(duì)被照物體顏色的顯現(xiàn)性質(zhì)稱為光源的顯色性。光源顯色性的優(yōu)劣以顯色指數(shù)來定量評(píng)價(jià),顯色指數(shù)是指在被測(cè)光源照射下物體的顏色與日光參照光源照射下該物體的顏色符合的程度。顯色指數(shù)越高,光源的顯色性就越好,顏色失真越小,在需要正確辨認(rèn)顏色的場(chǎng)所,應(yīng)采用顯色指數(shù)高的光源,如白熾燈、日光色熒光燈等。
物理在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果,即光源顯色性。CIE推薦定量評(píng)價(jià)光源顯色性的“測(cè)驗(yàn)色”法規(guī)定用黑體或標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照光源,將其顯色指,數(shù)定為100,并規(guī)定了若干測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品;通過在參照光源下和待測(cè)光源下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品形成的色差,評(píng)定待測(cè)光源顯色性,用顯色指數(shù)值來表示。顯色指數(shù)的計(jì)算涉及對(duì)原始數(shù)據(jù)和導(dǎo)出性參數(shù)的運(yùn)用以及很多中間參量的計(jì)算,主要有三種方法計(jì)算光源的顯色指數(shù):標(biāo)準(zhǔn)方法,特征矢量法和沃爾特斯法,下面主要介紹一下標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算顯色指數(shù)。
評(píng)價(jià)光源顯色指數(shù)時(shí)采用一套15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,它們分別代表淡灰紅色、暗灰黃色、飽和黃綠色、中等黃綠色、淡藍(lán)綠色、淡藍(lán)色、淡紫藍(lán)色、淡紅紫色。選定后7個(gè)色樣(i=9,…,15)分別作為特殊顯色指數(shù)評(píng)價(jià)用的檢驗(yàn)色樣,它們分別代表深紅、深黃、深綠、深藍(lán)、白種人膚色、葉綠色、中國(guó)人女性膚色。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):
通常是在已知待測(cè)光源的光譜功率分布的情況下,進(jìn)行顯色性計(jì)算,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)1~15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:
光源色度坐標(biāo)(u,v)計(jì)算:
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CIE 1931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是以入為中心波長(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:
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、vk,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.由△Ei得特殊顯色指數(shù)Ri和一般顯色指數(shù)Ra。
光源的一般顯色指數(shù)越高,其顯色性就越好,對(duì)顏色的還原性越好。不過最近國(guó)外專家研究表明,特殊顯色指數(shù)也是影響顏色還原性的重要指數(shù)。
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。色差程度越大,光源對(duì)該色的顯色性越差。顯色指數(shù)是目前定義光源顯色性的普遍評(píng)價(jià)方法。
例如,用8種彩度中等的標(biāo)準(zhǔn)色樣來檢驗(yàn),比較在測(cè)試光源下與在同色溫的基準(zhǔn)下的偏離程度,以測(cè)量該光源的顯色指數(shù),取平均偏差值Ra為20~100,以100為最高,平均色差越大,Ra值越低。Ra低于20的光源通常不適于一般用途。顯色指數(shù)的用途見下表。
白熾燈的理論顯色指數(shù)為100,但實(shí)際生活中的白熾燈種類繁多,應(yīng)用也不同,所以其Ra值不是完全一致的,只能說是接近100,但卻是顯色性最好的燈具。各種燈具的Ra值如下表所示。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源顯色性,CIE規(guī)定:待測(cè)光源色溫低于5000K時(shí),用完全輻射體(黑體)作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源;待測(cè)光源色溫高于5000K時(shí),用標(biāo)準(zhǔn)照明體D作為參照標(biāo)準(zhǔn)光源,然后計(jì)算出待測(cè)光源的顯色指數(shù)。根據(jù)光源顯色性的分級(jí):
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(biāo)準(zhǔn)為5000K±200K,照度標(biāo)準(zhǔn)為2000lx±500lx,顯色指數(shù)(CRI)大于90。
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