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LED照明光源显色性的评价方法

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来源: 作者: 2018-10-21 12:40:35

LED照明光源显色性的评价方法

导读:

颜色离不开照明,只有在光照下物体才有可能显示出颜色,而且光的颜色对人们的心理有非常大的影响。

颜色是人的感觉之一,它总是与观察者个人的主观体验有关。每个人看到一种颜色后的感觉,别人难以知晓。所以颜色的研究总是充满了神秘的想象。同时,颜色又使世界变得五彩缤纷,视觉艺术、图象显示与传输、纺织品印染、彩色印刷等,都离不开颜色的研究。因此颜色的研究、对颜色进行客观的定量的描述,成为许多科学家研究的对象。  牛顿在1664年用棱镜把白色的太阳光色散成不同色调的光谱,奠定了光颜色的物理基础。1860年麦克斯韦用不同强度的红、黄、绿三色光配出了从白光一直到各种颜色的光,奠定了三色色度学的基础。在此基础上,1931国际照明委员会建立了CIE色度学系统,并不断完善。如今CIE色度系统已广泛用于定量地表达光的颜色。  颜色离不开照明,只有在光照下物体才有可能显示出颜色,而且光的颜色对人们的心理有非常大的影响。同济大学杨公侠教授已在他的专著《视觉与视觉环境》一书的第五章中,作了非常精彩的描述。  在不同光源照射下,同一个物体会显示出不同的颜色。例如绿色的树叶在绿光照射下,有鲜艳的绿色,在红光照射下近于黑色。由此可见,光源对被照物体颜色的显现,起着重要的作用。光源在照射物体时,能否充分显示被照物颜色的能力,称为光源的显色性。  1965年,国际照明委员会推荐在CIE色度系统中,用一般显色指数Ra来描述光源的显色性。一般显色指数Ra应用得还很成功,已被照明界广泛接受,但是也存在一些问题,本文将为光源显色性的评价方法,以及近年来的进展作一介绍。  1、一般显色指数Ra  光源显色性的评价方法,希望能够既简单又实用。然而简单和实用往往是两个互相矛盾的要求。在CIE颜色系统中,一般显色指数Ra就是这样一个折衷的产物:它比较简单,只需要一个100以内的数值,就可以表达光源的显色性能,Ra=100被认为是最理想的显色性。  但是,有时候人们的感觉并非如此。例如在白炽灯照射下的树叶,看上去并不太鲜艳。问题在哪里?我们来讨论一下什么是一般显色指数。  为简便起见,我们这里只讨论一般显色指数Ra的主要构成方法,而不讨论它的具体计算方法。  事实上,我们在日常生活里,常常在检验光源的显色性。许多人都有这样的经验,细心的女士在商场买衣服的时候,常常还要到室外日光下再看一看它的颜色。她这样做,实际上就是在检验商场光源的显色性:看一看同样一件衣服,在商场光源的照明下和在日光的照明下,衣服的颜色有什么不同。所以描述光源的显色性,需要两个附加的要素:日光(参考光源)和衣服(有色物体)。  举个栗子:我一位朋友,家里装修要买木地板。  她在店里看到的木地板颜色是这样子的:  送到家里安装的时候,太阳光照进来,发现是这样子的:  她不由感慨:原来展示厅里的灯光犹如女人化妆一样,卸了妆之后根本不是原来的那个面目!  在CIE颜色系统中,为确定待测光源的显色性,首先要选择参考光源,并认为在参考光源照射下,被照物体的颜色能够最完善的显示。CIE颜色系统规定:在待测光源的相关色温低于5000K时,以色温最接近的黑体作为参考光源;当待测光源的相关色温大于5000K时,用色温最相近的D光源作为参改光源。这里D光源是一系列色坐标可用数字式表示、并与色温有关的日光。  在选定参考光源后,还需要选定有色物体。由于颜色的多样性,需要选择一组标准颜色,使它们能充分代表常用的颜色。CIE颜色系统选择了8种颜色,它们既有多种色调,又具有中等明度值和彩度。  在u-v颜色系统中,测定每一块标准色板,在待测光源照射下和在参考光源照射下色坐标的差别,即色位移Ei,就可得到该色板的特殊显色指数Ri。  Ri=1004.6Ei  对8块标准色板所测得的特殊显色指数Ri取算术平均,就得到了一般显色指数Ra。可见光源的一般显色指数Ra的最大值为100,认为这时光源的显色性最好。

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