顯色指數(shù)cri是燈光技術(shù)領(lǐng)域的常用參數(shù)，隨著新型光源的出現(xiàn)，cri在描述光源特性時(shí)顯示出一定的局限性。要想更為科學(xué)地描述光源，就要嘗試引入新的概念、新的參數(shù)。

cri的定義

對(duì)燈光從業(yè)人員而言，顯色指數(shù)cri是常用術(shù)語(yǔ)，大家經(jīng)常在光源的數(shù)據(jù)資料上見(jiàn)到cri值，并且知道它反映了光源在顯色性方面的好壞。

但是它的實(shí)際含義是什么?cri值有助于人們判斷在一款照明設(shè)備中應(yīng)采用什么光源，cri值越高越好，但人們是否知道它實(shí)際要測(cè)量些什么，如何測(cè)量?比如，一個(gè)光源的cri值為95，這到底傳達(dá)了一些什么信息呢?

國(guó)際照明委員會(huì)(cie)對(duì)顯色性的定義是：與標(biāo)準(zhǔn)的參考光源相比較，一個(gè)光源對(duì)物體顏色外貌所產(chǎn)生的效果。

換句話說(shuō)，cri是一個(gè)光源與標(biāo)準(zhǔn)光源(例如日光)相比較下在顏色辨認(rèn)方面的一種測(cè)量方式。cri是一種得到普遍認(rèn)可的度量標(biāo)準(zhǔn)，也是目前評(píng)價(jià)與報(bào)告光源顯色性的惟一途徑。

cri這一度量標(biāo)準(zhǔn)的確立并不遙遠(yuǎn)，起初制定這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目的是用它來(lái)描述20世紀(jì)60年代開(kāi)始大量使用的熒光燈的顯色性，并幫助用戶理解光譜分布呈線狀的熒光燈可應(yīng)用于哪些場(chǎng)合。

cri的測(cè)量與規(guī)定的14塊顏色樣品(以下簡(jiǎn)稱“色樣”)在被測(cè)光源下呈現(xiàn)出的外貌與標(biāo)準(zhǔn)的參考光源下呈現(xiàn)出的外貌之間的差異密切相關(guān)。

雖然cri的推導(dǎo)都是通過(guò)數(shù)學(xué)方法，而且一張實(shí)際的色卡圖也不能用于測(cè)定cri值，但是這些色樣的顏色都真實(shí)存在，它們都選自孟塞爾顏色樣品。

圖1展示了14塊標(biāo)準(zhǔn)cri色樣

前8塊色樣通常用來(lái)測(cè)定一般顯色指數(shù)(通常人們提到的cri值就是指一般顯色指數(shù))，選取的tcs01~tcs08具有中等飽和度與大致相同的明度，并且顏色范圍涵蓋了整個(gè)可見(jiàn)光譜。

后6塊是特殊顏色樣品，tcs09~tcs14很少使用，它們中除了有模仿歐洲人膚色與樹(shù)葉綠色外，還包括了飽和度更高的原色。

cri的計(jì)算

盡管認(rèn)真仔細(xì)地規(guī)定了這些色樣，并且真實(shí)物體可以產(chǎn)生這些色樣的顏色，但是cri值完全通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出來(lái)，明白這點(diǎn)非常重要，無(wú)須用真實(shí)光源照射真實(shí)色樣。

人們要做的就是使用測(cè)得的光源光譜與指定色樣的光譜相比較，然后通過(guò)數(shù)學(xué)分析的方法推導(dǎo)計(jì)算出cri值。

因此，對(duì)cri值的測(cè)量是量化的、客觀的，它絕不是一種主觀測(cè)量(主觀測(cè)量?jī)H憑借一位受過(guò)訓(xùn)練的觀察者，由其判斷哪個(gè)光源的顯色性更好)。

基于顏色知覺(jué)的比較也很有意義，前提是被測(cè)光源與參考光源兩者的色溫必須相同。

例如，試圖比較色溫為2 900 k的暖白色光源與色溫為5 600 k的冷白色光源(日光)照射下的兩塊相同色樣的外貌差異完全是浪費(fèi)時(shí)間。

它們看上去一定是不一樣的。因此，第一步就是要通過(guò)被測(cè)光源的光譜計(jì)算出它的相關(guān)色溫(cct)。一旦有了這個(gè)色溫，另一個(gè)相同色溫的參考光源就可以通過(guò)數(shù)學(xué)方法創(chuàng)建出來(lái)。

對(duì)于色溫低于5 000 k的被測(cè)光源，參考光源選擇黑體(普朗克)輻射體;而對(duì)于色溫高于5 000 k的被測(cè)光源，參考光源選擇cie標(biāo)準(zhǔn)照明體d。

現(xiàn)在可以把參考光源的光譜與每塊色樣相結(jié)合，產(chǎn)生一組理想的參考顏色坐標(biāo)點(diǎn)(簡(jiǎn)稱色點(diǎn))。

對(duì)于被測(cè)光源也是如此，把被測(cè)光源的光譜與每塊色樣相結(jié)合，得到另一組色點(diǎn)。如果被測(cè)光源下的色點(diǎn)與參考光源下的色點(diǎn)完全對(duì)應(yīng)一致，我們就認(rèn)為它們的顯色性相同，并把其cri值定為100。

在色圖中，被測(cè)光源下的色點(diǎn)離對(duì)應(yīng)的理想位置越遠(yuǎn)，那么顯色性就越差，cri值就越低。8對(duì)色樣的顏色位移量單獨(dú)計(jì)算，然后算出8個(gè)特殊顯色指數(shù)(光源對(duì)某一塊色樣的cri值稱為特殊顯色指數(shù))，再取它們的算術(shù)平均值，這樣得到的數(shù)值就是最終的cri值。

cri值為100表示：在被測(cè)光源與參考光源下，8對(duì)色樣中的任意一對(duì)色樣之間都不存在色差。

cri的局限性

cri并不是一個(gè)完美的度量標(biāo)準(zhǔn)，事實(shí)上它僅僅反映了光源對(duì)一小段中等飽和度顏色的顯色性，而且光源的色點(diǎn)最好要靠近黑體輻射軌跡，并且光源的色溫既不能太高也不能太低。

另外，cri不是一個(gè)普遍適用的度量標(biāo)準(zhǔn)，盡管白熾燈的cri值為理想的100，但是如果嘗試辨認(rèn)出不同的深藍(lán)色，人們就會(huì)知道選用白熾燈是非常不理想的。因?yàn)?，白熾燈的光譜中缺少藍(lán)色光譜。比如下圖中，右邊的路燈cri僅為24，但是我們通過(guò)晝夜對(duì)比可以看出，它的色彩還原度實(shí)際上非常不錯(cuò)。

對(duì)于藍(lán)色，日光是更好的選擇，但是如果觀察深紅色，那么，同樣的偏藍(lán)色調(diào)的日光就可能不是最佳選擇。事實(shí)上，沒(méi)有哪個(gè)單一色溫的光源對(duì)整個(gè)光譜范圍內(nèi)的顏色辨認(rèn)都是理想的。人們需要嘗試制定一種計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，使顯色性能指標(biāo)能在最普遍的領(lǐng)域內(nèi)適用。

新光源(尤其是led)的引入使人們要更仔細(xì)地審視cri定義中的要點(diǎn)。cri這一計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不是為測(cè)量rgb led組合光源投出的白光而設(shè)計(jì)，假如把cri應(yīng)用于led，可能會(huì)引起誤導(dǎo)。例如，既然最終的cri值是8個(gè)特殊顯色指數(shù)的算術(shù)平均值，那么即使它對(duì)其中的一個(gè)或兩個(gè)顏色的顯色性很差，cri值還是會(huì)很高。由于rgb led缺少大量黃色光譜，因此，它們對(duì)黃色的顯色性很差，但仍可獲得一個(gè)不錯(cuò)的cri值。

另外，由于8塊標(biāo)準(zhǔn)色樣的飽和度都相當(dāng)?shù)?，cri根本無(wú)法反映出光源對(duì)高飽和度顏色的顯色性。rgb led光譜的波峰狹窄且波峰之間的間隔較大，這樣的光譜分布對(duì)波峰以外的飽和色的顯色性很差，但目前的cri定義中沒(méi)有彌補(bǔ)這方面的不足。

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