显色指数的计算流程

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1、3.6 CIE光源显色指数的计算方法所有的光源都有色度坐标，但不是所有的光源都具有“有意义”的色温和显 色指数，如果光源的色度坐标离开黑体轨迹太远，落在了 “白区”以外的区域， 那么，对该光源來说，计算它的色温和显色指数就很可能没有什么怠义了。换言 之，如果计算得到的显色指数是负值的话，在色度学上只能说明该光源不适合作 为显色照明用的光源，但并不是说这种光源一无是处，它们同样可以用作指示或 者其他用途。1965年CIE制定一种评价光源显色性的方法，简称“测验色”法，经1974 年修订，正式推荐在国际上采用。这个方法是用一个显色指数量值表示光源的显 色性。光源的显色指数是待测光源下物体的颜色与参

2、照光源下物体的颜色相符程 度的度量。CIE规定用普朗克辐射体或标准照明体D作为参照光源，并将其显色 指数定为100。CIE规定若干测验用的标准颜色样品，以这些标准颜色样品在参 照光源下和另一 3000K标准荧光灯下的颜色变化最(在两种光源下颜色样品的色 差AE)为尺度，约定标准荧光灯的显色指数为50,结合上述显色指数的定量尺 度，导出计算光源显色指数的公式。下面我们将详细讨论光源CIE参数(包括色度坐标、色温、显色指数)的计算 方法：(1)测出待测光源k的相刘光谱功率分布(p, (2) ( X =380730 iun)(2)计算待测光源k的色度坐标和相关色温把待测光源k的相对光谱功率分布 (2

3、)分别乘以图3-9中CIE1931标准色度观察者三刺激值元(几)，刃兄)，?(2),并求和730Xk = (2)元)2U3 SO730 Yk = (Pk (/l)y(A)A3 SO730380式中,Xk, Yk，Zk是CIE 1931标准色度学系统的三刺激值：X(2), V(2), Z(2)lUHo是CIE 1931标准色度观察者三刺激值(图3-9)；波长间隔dX(AX)用1 通过下而的方程式算出待测光源的色度坐标(D，Vt)：yk =x&+；+乙Z,zk =心+K+乙利用公式T = 669卅-779A3 + 3660A2 - 7047A + 5652(2000/C I 10000/C)/騎芻

4、-待测光源色度坐标Tc = 669A4 - 779A3 + 3660A2 - 7047A+5210(10000K + 36弘-2Xk + 12yk + 3求出待测光源的CIE 1960 UCS坐标(iik，Vk)。表3J计算参照照%体项目所用的系数/ = + bm + cm2 9 777=104/7c2500-5000 K5000-10000K10000-25000 K函CI E 颜 色 样 品abcabcabcu0 163680 020370 00L70.17680 005320.005430.177330.003640 00665V0 256730 04224-0 004490 25435

5、0 04454-0 004510.263050.028350 00313u*L19 377102-127721.7516965-0.18523 301434 178281 086429 495.298-0 8978 0296.077-0 9029.129374.005820 0087373-4 765-1 343-0 398 102183.789-1 6149 68422.64747-1 00912424.7936.L18041230.2720 094-1.24630 3871I-001956 1.21554555-14 35-9 5540 978 1835149350.382-19 4074

6、83 09689 L.191046-6279 10 5971 639-8466-7.7770 722-10 39424-4 3L418-0S465760981499046610 848-3 0351 60110 04137-1432810 79637811 84311494-0 546204532 5441 91421 090611 6003224569972 4652667-3 03377.11919233-0.21281 8710.8013.5761022 8316474-140818 0269 809-1 85919 5376 8S4-0.422113L8L-8.476086737.58

7、2-1 986 0.95538.077-1.199-1.26512-644-14 3291 S4 13613-6 466-0 312 15 153804-1471B18 1479 694-136918.7848.1230.68720445 0950.719143 1951.7-0 123-6 3931 348-0 866 1980 909-0618VL16.014 996031612.034-1 388-0.6011121070 00443-1 18572245 134-15485142940.714-11.350 2293742736-547892-2.42491367.177-22.998

8、2.24764 0L-19.761 14359 02158 1071898300876436 027-13 126142435.034 12258I 04332 09446-6 88162-1453695-98611 8430 061&613-1.20308126.51932 1.255820.775256-47.506L2.466-0.77 37.3152.9431 67335 570880.148342.774892747.78414 954-1 321-38 9416.7530 84436 25762.2112982.767745829.7610.1041091-259316.31402

9、3 750712.4877781 688152925957 L0.U40.67518.714 3.708-0 9217347-1414-1.88210100817356L4343396.245-3L2O41 88988663-17.39-4.4911130 527-11.357127530 858-11 5031 166283916 935-0 98312 51.0976 5970 322-41 888-2 8132 666-41 9112.442.3281334 556-LI. 5980 98129094-6 696-0 3372677-2.646-2 1181435 034 LI. 752

10、1 13532 6519 3(560 39330072-4 731-1.717L58 75912058 7291 158059 0L4290.72230401728074258 8530.65058450 809058 44630.72694I0 078703361 369-0 086060 50 341060 113620.779213-0 0942948462 051-1 1(54061 56-0 877061 17741-0 341024-0 189049563.138-1 168063.076-1 091062 84329-0 735L05-0 13650566L 875-1 0530

11、62.474-1288062 490591 18841-0 0996442759 4970296060.25L-0 057060 62459-0 5041590 1118895859 891 142060 6780.757061 312030 0927690.2704993933 1223 8880333143.729034 92614370.7971078 8171 135077 861L 546077.69L6280 061153827-1 657053 362-1 355052.971-0768-0221232 985-2.528034.005-2 921033882-2.519-0.2

12、571377.7321 095077.5191.L38077 6820 8690 L091440077 0121039.5090.163039.2210 5030 08(3)选择参照光源r由7；选择参照光源。参照光源不用具体光源，而用参照照明体。所选用的参照照明体与待测光源的色度应相同或接近相同。参照光源与待测光源的色度差 C应小于15麦勒徳。待测光源(色度坐标uk, vk)和参照照明体(色度坐标ur, vr)之间的色度差AC 按下式计算：AC=(i/I-z/r)2 + (v*-v/)22AC=5.4X103这一色度差在普朗克轨迹上大约相当于15麦勒徳，因而AC 应小于5.4X10。若待测光源

13、和参照照明体之间的色度差大于5.4X10,显色 指数的计算准确性便降低。实际计算中，用f = a + bm + cm2 (rn=04/Tc)來计算得参照照明体i的ur, vr,表3J列出了计算参照照明体i参数所用的系数。(4)孟塞尔颜色样品表35孟塞尔颜色样品号数孟塞尔标号日光下的颜色17,5R 6/4淡灰红色25Y 6/4暗灰黄色35GY 6/8饱和黄绿色42,5G 6/6中等黄绿色510BG 6/4淡蓝绿色65PB 6/8淡蓝色72,5P 6/8淡紫蓝色810P 6/8淡红紫色94,5R4/13饱和红色105 Y 8/10饱和黄色114,5G 5/8饱和绿色123PB 3/11饱和蓝色13

14、5YR 8/4淡黄粉色（人的肤色丿145GY 4/4中等绿色（树叶）图3-18孟塞尔1-14号标准颜色样品的光谱辐亮度因数表3-5列出了计算光源显色指数用的14块孟塞尔标准颜色样品。图3-18是 孟塞尔1-14号标准颜色样品的光谱辐亮度因数伤。这些样品包括彩度较高的红、 黄、滤、蓝及欧美人的皮肤色和树叶绿色。特殊显色指数可用任何一种颜色样品 来计算，但一般显色指数只能用1-8号样品来计算。光源的显色指数是测臺14块孟塞尔标准颜色样品在待测光源k和参照光源1下的颜色差异求得的。7J0380730 L = R工0）0心疗（祕23 30730Z和=人工0）徵（久吃（/以U、380和X和x“ + L%

15、x和+L+z和乙,X* +L +Z和计算孟塞尔颜色样品i在待测光源下的色度坐标(兀和，VkOo 再利用公式4X和u.=*X梆+ 15L + 3Z*6仏V.=-X卽+ 15/ + 3Z 和一 2% + 12儿丿 + 3- 2%+ 12%,+ 3 6%计算孟塞尔颜色样品，在待测光源下的CIE 1960 UCS坐标(ukl, vkl)o(5)适应性色位移由丁待测光源k和所选用的参照照明体1的色度不完仝相同，而使视觉在不同照明下受到颜色适应的影响。为了处理两种照明下的色适应，必须将待测光源 的色度坐标Uk, Vk调整为参照照明体的色度坐标Ur，Vr，即11 k = Ur, V k=Vro这 时各颜色样

16、品J的色度坐标I叱，也要做柑应的调整，成为vVio这种色 度坐标的调整叫做适应性色位移，用以下系数关系式进行转换：cd10.872+0.404*,-4-* 16.518+1.481 匚”厂5 心*5.52016.518+1.481匚5式屮各C, d函数包括待测光源Uk, Vk的函数Ck，dk,参照照明体is %的函数 cr, 4,及待测光源下各颜色样品UK1, vkx的函数均由下式计算：4-w-10vc =,vf 1.708v+0.404-1.481W(6) CIE 1964颜色空间坐标的计算将(2)中的Yk值调整为100后，得调整因子k_ ioK 730将(4)屮的丫材乘以k后，用下式将数据

17、转换为CIE 1964颜色空间坐标:吃= 25(匕严-17,:,=13%：虬+；)，总3呢虬-、，；)，(7)濒色样品的总色位移用CIE 1964色差公式计算在待测光源k和参照照明体r照明下同一颜色样品i的色差:a,=q(u：-心 y+(v* - vA* y+(巴：一 仍=嗣汗+(时+(叮(8)显色指数的计算特殊显色指数(i=l, 2, 3-14)/?r. =100-4.6AEf ；-般显色抬数(CIE1-8号颜色样品心的平均值):由于一般显色指数Rd是由8个颜色样品化的平均值，所以即使两个光源有 完全相同的凡，两光源下的同一颜色样品的&之间也有较大差别，只有当两个 光源的凡都接近100时，两光源下颜色样品的用差别才可能很小。CIE光源显色指数是基于CIE 1964颜色空间上对待测光源和参照照明体下 颜色样品色差矢量长度的比较。应该承认，色位移的方向也是重要的，显色指数 不包括色位移方向的度量。基于上述原因，即使两个具有相同Ri的光源，如颜 色样品1的色位移方向不同，这样品的颜色在视觉上也不会相同。同理在两个 具有相同Ra的光源下观察颜色，也不保证它们有同样的颜色视觉效果。因此在 要求精确辨别颜色的实践中应该注意到，虽然不同的光源可能具有相同的特殊显 色指数或一般显色指数，但这并不表明各种光源Z间可以相互代替使用。