显色指数原理和基本计算.
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显色指数原理和基本计算显色指数(Color Rendering Index,CRI)是评价光源对人眼感官颜色还原能力的指标,是衡量光源对各种颜色还原度的一个重要参数。
显色指数的核心原理是通过将光源照射在一系列实验颜色样本上,与标准光源照射的结果进行比较,得出颜色还原能力的数值。
下面将对显色指数的原理和基本计算方法进行详细介绍。
在显色指数的计算中,会选取一组标准光源,也称为试验光源,来模拟自然光。
这些试验光源中,R1到R8代表着光源对颜色还原的影响。
R1代表显著饱和的深红色,R2代表肤色,R3代表浅黄色,R4代表饱和的黄色,R5代表浅蓝色,R6代表浅绿色,R7代表饱和的蓝色,R8代表白色。
通过将试验光源照射在这些颜色样本上,然后与标准光源照射的结果进行比较,得出各个颜色样本的相对亮度。
显色指数的计算方法基于颜色均匀度指标(Color Gamut Index,CGI)和颜色偏差指标(Color Fidelity Index,CFI)。
CGI是通过计算试验光源和标准光源在色彩空间的距离来表示颜色饱和度的指标。
具体计算方法如下:首先,计算试验光源和标准光源在Lab颜色空间中的距离。
Lab颜色空间是一种以人眼感知为基础的三维色彩模型,其中L表示亮度,a表示红绿色度,b表示黄蓝色度。
然后,根据距离计算CGI值。
距离越小,颜色饱和度越高,CGI值越大。
CFI是通过计算试验光源和标准光源在色彩空间的颜色偏差来表示颜色还原精度的指标。
具体计算方法如下:首先,计算试验光源和标准光源在Lab颜色空间中的颜色偏差。
颜色偏差是指试验光源和标准光源产生的颜色在颜色空间中的差异程度。
然后,根据颜色偏差计算CFI值。
颜色偏差越小,颜色还原精度越高,CFI值越大。
最后,根据CGI和CFI的结果,综合计算出显色指数。
显色指数的计算公式如下:CRI=(R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8)/8其中,R1到R8代表试验光源对各个颜色样本的相对亮度。
一般显色指数
一般显色指数(CRI)是衡量光源色彩还原能力的指标之一。
CRI 的计算方法是将光源照射在一组标准颜色样本上,然后与相同光源照射下的太阳光进行比较,从而得出CRI数值。
CRI值越高,代表光源色彩还原能力越好,也就是说,光源照射下的物体颜色越接近太阳光下的颜色。
CRI指数的意义在于它可以帮助人们更好地了解光源的色彩还原能力,从而选择适合的光源。
在家居照明中,选择高CRI值的光源可以让室内物体的颜色更加真实自然,让人感觉更加舒适自然。
在商业照明中,如服装店、珠宝店等,选择高CRI值的光源可以更好地还原商品的真实颜色,让顾客更好地了解商品的质量和特点。
除了CRI指数外,还有一些其他的指标可以用来衡量光源的色彩还原能力,例如国际照明委员会(CIE)的R9值。
R9值是指光源对红色的还原能力,R9值越高,代表光源对红色的还原能力越好。
在一些场合中,如美容行业,红色的还原能力尤为重要,因此选择高
R9值的光源可以更好地还原肤色和化妆品的真实颜色。
此外,还有一些针对特定颜色的指标,如R12对蓝色的还原能力、R15对黄色的还原能力等等。
在选择光源时,CRI值、R9值以及其他指标可以作为参考因素。
不同场合需要的光源色彩还原能力不同,因此选择适合的光源需要根据具体场合进行选择。
在实际应用中,人们也可以通过肉眼观察来判断光源的色彩还原能力,例如将同一物体放置在不同光源下观察其颜
色变化。
总之,CRI指数是衡量光源色彩还原能力的重要指标之一,选择适合的光源可以让人们感受到更加真实自然的颜色,提高生活和工作的舒适度。
显色指数的原理和基本计算上海时代之光照明电器检测有限公司蒋毅平众所周知色表和显色性是反应光源颜色的两个重要的量,不同光谱功率分布的光源可以有相同的色表,但是有相同色表的几种光源的显色性却可能完全不同,因此,只有讲色表和显色性两者结合起来才能全面反映光源的颜色特征。
用光谱功率分布不同的光源照明物体,产生的颜色感觉是不一样的,光源这样的决定被照物体颜色感觉的性质称之为显色性。
显色指数是描述光源显色性的一个量,具有重要的意义。
本文简单介绍显色指数的计算。
1、基本概念及计算公式1.1 RGB 系统三原色定义:所有颜色的光都可以由某3种单色光按一定比例混合而成,但这3种单色光中任何一种都不能由其余两种混合产生,这3种单色光称为三原色。
1931年CIE 规定,RGB 系统的三原色为红光(R:700nm ,绿光(G:546nm ,蓝光(B:435.8nm 。
在RGB 系统中,按下式比例混合可得到等能量白光,即0601.0:5907.4:1::=B G R F F F (1-1于是可以用数学式表达混色结果为B G R F 0601.05907.41++= (1-2F 表示混色后的光通量,而R 、G 、B 称为三刺激值。
为了便于计算以及更直观的了解光源颜色特征,引入⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=/(/(/(B G R B b B G R G g B G R R r (1-3 这三个量称为色度坐标或色坐标。
因为r+g+b=1,因此只要知道色坐标中的两个值就能得出第三个,即可以用平面图来表示色度,这就是色度图。
三刺激值的计算可由下式计算得出⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===∫∫∫780380780380780380(((λλλλλλλλλd b P B d g P G d r P R (1-4式中P 为光源光谱功率分布,r 、g 、b 分别为1931 CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺激值。
1.2 XYZ 系统在RGB 系统中匹配某些可见光谱颜色时需要用到基色的负值,而且使用不便,于是国际照明委员会采用了一种新的颜色系统,1931 CIE XYZ 系统。
红光显色指数
红光显色指数(CRI)是用来描述光源对物体颜色还原能力的一个指标。
它是通过比较光源照射下的物体颜色与在自然光下的颜色进行评估的。
CRI的值越高,表示光源对物体颜色还原的能力越好。
CRI的计算方法是将光源照射下的物体与在自然光下的物体进行比较,然后根据比较结果计算出一个数值。
这个数值越高,表示光源对物体
颜色还原的能力越好。
CRI的值通常在0到100之间,其中100表示光源对物体颜色还原的能力最好。
CRI的应用非常广泛,特别是在照明领域。
在家庭、商业和工业照明中,CRI是一个非常重要的指标。
在家庭照明中,CRI的值越高,表示照明效果越好,家居环境也更加舒适。
在商业照明中,CRI的值越高,表示商品的颜色还原能力越好,从而能够吸引更多的消费者。
在工业
照明中,CRI的值越高,表示工作环境更加安全和舒适,从而提高工
作效率。
CRI的值受到很多因素的影响,例如光源的颜色温度、光源的光谱分
布等。
因此,在选择照明产品时,需要根据实际需求选择合适的CRI 值。
例如,在家庭照明中,选择CRI值高的灯具可以让家居环境更加
舒适,而在商业照明中,选择CRI值高的灯具可以提高商品的吸引力。
总之,CRI是一个非常重要的指标,它可以帮助我们选择合适的照明产品,提高生活和工作的舒适度和效率。
在未来,随着科技的不断发展,CRI的应用也将越来越广泛。
显色指数的原理和基本计算上海时代之光照明电器检测有限公司蒋毅平众所周知色表和显色性是反应光源颜色的两个重要的量,不同光谱功率分布的光源可以有相同的色表,但是有相同色表的几种光源的显色性却可能完全不同,因此,只有讲色表和显色性两者结合起来才能全面反映光源的颜色特征。
用光谱功率分布不同的光源照明物体,产生的颜色感觉是不一样的,光源这样的决定被照物体颜色感觉的性质称之为显色性。
显色指数是描述光源显色性的一个量,具有重要的意义。
本文简单介绍显色指数的计算。
1、基本概念及计算公式1.1 RGB 系统三原色定义:所有颜色的光都可以由某3种单色光按一定比例混合而成,但这3种单色光中任何一种都不能由其余两种混合产生,这3种单色光称为三原色。
1931年CIE 规定,RGB 系统的三原色为红光(R:700nm ,绿光(G:546nm ,蓝光(B:435.8nm 。
在RGB 系统中,按下式比例混合可得到等能量白光,即0601.0:5907.4:1::=B G R F F F (1-1于是可以用数学式表达混色结果为B G R F 0601.05907.41++= (1-2F 表示混色后的光通量,而R 、G 、B 称为三刺激值。
为了便于计算以及更直观的了解光源颜色特征,引入⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=/(/(/(B G R B b B G R G g B G R R r (1-3 这三个量称为色度坐标或色坐标。
因为r+g+b=1,因此只要知道色坐标中的两个值就能得出第三个,即可以用平面图来表示色度,这就是色度图。
三刺激值的计算可由下式计算得出⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===∫∫∫780380780380780380(((λλλλλλλλλd b P B d g P G d r P R (1-4式中P 为光源光谱功率分布,r 、g 、b 分别为1931 CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺激值。
1.2 XYZ 系统在RGB 系统中匹配某些可见光谱颜色时需要用到基色的负值,而且使用不便,于是国际照明委员会采用了一种新的颜色系统,1931 CIE XYZ 系统。
显色指数原理和基本计算显色指数是指光源照射下物体颜色的还原程度,也可称为色彩还原指数。
常用的显色指数有Ra(CRI)和R9两种。
1.显色指数原理:显色指数反映了光源照射下物体颜色的真实还原程度。
光源照射下,人眼对物体的颜色感知是通过光的反射来实现的。
一种良好的光源应当能够还原物体本身的颜色,并且使得人眼对物体的色彩感知更准确。
显色指数是通过与其中一已知标准光源下物体颜色一致程度的比较来确定的。
该标准光源通常是一种理想光源,如自然光或者D65光源等。
光源照射下的物体颜色与该标准光源照射下的物体颜色进行比较,根据色差量化指标,得到物体颜色的显色指数。
2.显色指数的基本计算:显色指数的计算过程一般需要通过光谱数据进行,计算公式如下:a)Ra(CRI)计算:首先,将标准光源的光谱分布与被测光源的光谱分布进行比较,计算它们之间的色差。
色差可以用CIE 1976 L*a*b* color space(LAB色彩空间)中的ΔE值来表示。
然后,根据参照光(标准光源)下标准样品与被测样品的色差值,求得相对色差的平均值,即显色指数Ra。
b)R9计算:R9是补充显色指数,用于表示被测光源对于红色(R9色样)颜色的还原程度。
计算R9需要使用R9色样的光谱分布,同样通过与被测光源的光谱分布进行比较,计算R9的色差。
显色指数Ra和R9的范围都是0-100。
Ra越高,表示颜色还原程度越好;R9越高,表示对红色颜色还原程度越好。
3.显色指数对照表:根据显色指数的结果,可以对照表来判断光源的色彩还原情况。
通常,Ra大于80的光源被认为是良好的,能够实现较好的颜色还原;而R9大于50的光源表示在红色方面有良好的还原能力。
总结:显色指数是衡量光源还原物体颜色真实程度的重要指标。
它的计算涉及到光源光谱分布与标准光源分布的比较,得到色差值,再通过一系列的计算,得到Ra和R9的数值。
通过显色指数,人们可以更加准确地评估光源对物体颜色的还原度,以选择适合的光源应用于不同的场景。
显⾊指数显⾊指数光源对物体的显⾊能⼒称为显⾊性,是通过与同⾊温的参考或基准光源(⽩炽灯或画光)下物体外观颜⾊的⽐较。
光所发射的光谱内容决定光源的光⾊,但同样光⾊可由许多,少数甚⾄仅仅两个单⾊的光波纵使⽽成,对各个颜⾊的显⾊性亦⼤不相同。
相同光⾊的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较⼴的光源较有可能提供较佳的显⾊品质。
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜⾊产⽣明显的⾊差(color shift)。
⾊差程度愈⼤,光源对该⾊的显⾊性愈差。
显⾊指数系数(Kaufman)仍为⽬前定义光源显⾊性评价的普遍⽅法。
显⾊分两种忠实显⾊:能正确表现物质本来的颜⾊需使⽤显⾊指数(Ra)⾼的光源,其数值接近100,显⾊性最好。
效果显⾊:要鲜明地强调特定⾊彩,表现美的⽣活可以利⽤加⾊的⽅法来加强显⾊效果。
采⽤低⾊温光源照射,能使红⾊更加鲜艳;采⽤中等⾊温光源照射,使蓝⾊具有清凉感;采⽤⾼⾊温光源照射,使物体有冷的感觉。
显⾊指数与显⾊性的关系当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜⾊产⽣明显的color shift.⾊差程度越⼤,光源对该⾊的显⾊性越差。
演⾊指数系数(Kau fman)仍为⽬前定义光源显⾊性评价的普遍⽅法。
⽩炽灯的显⾊指数定义为100,视为理想的基准光源。
此系统以8种彩度中等的标准⾊样来检验,⽐较在测试光源下与在同⾊温的基准下此8⾊的偏离(Deviation)程度,以测量该光源的显⾊指数,取平均偏差值Ra20-100,以100为最⾼,平均⾊差越⼤,Ra值越低。
低于20的光源通常不适于⼀般⽤途。
指数(Ra)等级显⾊性⼀般应⽤90-100 1A 优良需要⾊彩精确对⽐的场所80-89 1B 需要⾊彩正确判断的场所60-79 2 普通需要中等显⾊性的场所40-59 3 对显⾊性的要求较低,⾊差较⼩的场所20-39 4 较差对显⾊性⽆具体要求的场所⽩炽灯的理论显⾊指数为100,但实际⽣活中的⽩炽灯种类繁多,应⽤也不同,所以其Ra值不是完全⼀致的。
显色指数
光源对物体的显色能力称为显色性,是通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或画光)下物体外观颜色的比较。
光所发射的光谱内容决定光源的光色,但同样光色可由许多,少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成,对各个颜色的显色性亦大不相同。
相同光色的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜色产生明显的色差(color shift)。
色差程度愈大,光源对该色的显色性愈差。
显色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
色纯度色纯度(Purity)其为以主波长描述颜色时之辅助表示,以百分比计,定义为待测件色度坐标与E光源之色度坐标直线距离与E光源至该待测件主波长之光谱轨迹(SpectralLocus)色度坐标距离的百分比,纯度愈高,代表待测件的色度坐标愈接近其该主波长的光谱色,是以纯度愈高的待测件,愈适合以主波长描述其颜色特性,LED即是一例。
显色指数光源对物体的显色能力称为显色性,是通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或画光)下物体外观颜色的比较。
光所发射的光谱内容决定光源的光色,但同样光色可由许多,少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成,对各个颜色的显色性亦大不相同。
相同光色的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜色产生明显的色差(color shift)。
色差程度愈大,光源对该色的显色性愈差。
演色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
目录编辑本段忠实显色:能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源,其数值接近100,显色性最好。
效果显色:要鲜明地强调特定色彩,表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。
采用低色温光源照射,能使红色更加鲜艳;采用中等色温光源照射,使蓝色具有清凉感;采用高色温光源照射,使物体有冷的感觉。
编辑本段显色指数与显色性的关系当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜色产生明显的color shift.色差程度越大,光源对该色的显色性越差。
演色指数系数(Kau fman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。
白炽灯的显色指数定义为100,视为理想的基准光源。
此系统以8种彩度中等的标准色样来检验,比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离(Deviation)程度,以测量该光源的显色指数,取平均偏差值Ra20-100,以100为最高,平均色差越大,Ra值越低。
LED显示色指数在现代科技飞速发展的今天,LED(Light Emitting Diode)已经成为广泛应用于显示器、照明、信号等领域的重要光源。
而在LED显示器领域,色彩还原的准确性和效果已经成为一个重要的指标,其中LED显示色指数就是评价LED显示器色彩还原能力的重要指标之一。
LED显示色指数的定义LED显示色指数(Color Rendering Index,简称CRI)是用来衡量光源对物体颜色还原能力的一种指标。
通俗地说,即光源照射在物体上,人眼所感受到的物体颜色与在自然光下看到的颜色相比较的能力。
CRI的数值范围在0至100之间,数值越大则代表该光源对颜色的还原能力越强,色彩越真实。
LED显示色指数的重要性LED显示器在电子产品领域的应用越来越广泛,无论是显示手机、平板还是电脑,人们对屏幕显示效果的要求也越来越高。
良好的色彩还原能力能够使人眼在观看屏幕时感受到更加真实、清晰的色彩,减少眼睛的疲劳感。
因此,LED显示色指数作为评价LED屏幕色彩还原能力的指标,对于提高观看体验和保护视力都具有重要意义。
LED显示色指数的影响因素LED显示色指数的大小受多种因素的影响,主要包括以下几点:1.光源的光谱分布:不同的LED光源具有不同的光谱分布,光谱分布越接近自然光,色彩还原能力越好。
2.发光色温:LED的发光色温对于颜色还原能力有重要影响,一般来说,发光色温越接近日光,色彩还原能力越好。
3.颜色饱和度:颜色饱和度越高,色彩还原能力越好。
4.光源亮度:光源亮度对于颜色还原也有一定的影响,过低或过高的亮度都可能导致色彩还原能力下降。
如何选择具有较高LED显示色指数的产品在选购LED显示器时,可以从以下几个方面来判断产品的色彩还原能力:1.查看产品参数:产品说明书中通常会标明LED显示色指数,选购时可以选择色彩还原能力较好的产品。
2.比较不同品牌:不同品牌的LED显示器色彩还原能力可能存在差异,可以通过对比不同品牌的产品性能参数,选择色彩还原效果较好的产品。
显色指数的计算显色指数的计算光源显色性定义: 是指与参照标准下相比较, 一个光源对物体颜色外貌所产生的效果。
1965 年C IE 制定一种评价光源显色性的方法, 简称“测验色”法, 1974 年修订后, 正式向国正式向国 际上推荐使用。
此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评际上推荐使用。
此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评 光源下物体的颜色与参照光源下物体颜色相符程度的度量。
为了符合人类长期的照明习惯, C IE 规定5000 K 以下的低色温光源用普郎克辐射体作为参照光源, 色温5 000 K 以上的用以上的用以上的用 标准照明体D 作为参照光源, 设定参照光源的显色指数为100。
评价时采用一套14 种试验种试验颜色样品, 其中1到8用于光源一般显色指数(8 个数平均值) ) , , 各试验色样的数值称之为特殊显色指数。
我们平时说的“显色指数”, 即是一般显色指数的简称。
若某个试验色样在待评光源与参照光源照明下有颜色差Ei D 那么: 特殊显色指数10046iR Ei =-*D;一般显色指数81/8a i R R æö=ç÷èøå 一、根据待测光源的光功率谱分布, 计算待测光源的色度坐标k x ,k y ,k u ,k v 及相关色温C T 。
1、待测光源的色度坐标k x ,k y ,k u ,k v 的确定的确定使用光谱仪测出待测光源的光谱功率分布函数()s P l,计算光源的三刺激值X ,Y ,Z :780380()()msX K P x d l l l =ò,780380()()msY K P y d l l l =ò;780380()()m sZ K P z d l l l =ò; 其中: m K 为辐射量和光度量之间的比例系数,为常数,等于683 lm/ W 。
⾊纯度、显⾊指数⾊纯度⾊纯度(Purity)其为以主波长描述颜⾊时之辅助表⽰,以百分⽐计,定义为待测件⾊度坐标与E光源之⾊度坐标直线距离与E光源⾄该待测件主波长之光谱轨迹(SpectralLocus)⾊度坐标距离的百分⽐,纯度愈⾼,代表待测件的⾊度坐标愈接近其该主波长的光谱⾊,是以纯度愈⾼的待测件,愈适合以主波长描述其颜⾊特性,LED即是⼀例。
显⾊指数光源对物体的显⾊能⼒称为显⾊性,是通过与同⾊温的参考或基准光源(⽩炽灯或画光)下物体外观颜⾊的⽐较。
光所发射的光谱内容决定光源的光⾊,但同样光⾊可由许多,少数甚⾄仅仅两个单⾊的光波纵使⽽成,对各个颜⾊的显⾊性亦⼤不相同。
相同光⾊的光源会有相异的光谱组成,光谱组成较⼴的光源较有可能提供较佳的显⾊品质。
当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜⾊产⽣明显的⾊差(color shift)。
⾊差程度愈⼤,光源对该⾊的显⾊性愈差。
演⾊指数系数(Kaufman)仍为⽬前定义光源显⾊性评价的普遍⽅法。
⽬录编辑本段忠实显⾊:能正确表现物质本来的颜⾊需使⽤显⾊指数(Ra)⾼的光源,其数值接近100,显⾊性最好。
效果显⾊:要鲜明地强调特定⾊彩,表现美的⽣活可以利⽤加⾊的⽅法来加强显⾊效果。
采⽤低⾊温光源照射,能使红⾊更加鲜艳;采⽤中等⾊温光源照射,使蓝⾊具有清凉感;采⽤⾼⾊温光源照射,使物体有冷的感觉。
编辑本段显⾊指数与显⾊性的关系当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时,会使颜⾊产⽣明显的color shift.⾊差程度越⼤,光源对该⾊的显⾊性越差。
演⾊指数系数(Kau fman)仍为⽬前定义光源显⾊性评价的普遍⽅法。
⽩炽灯的显⾊指数定义为100,视为理想的基准光源。
此系统以8种彩度中等的标准⾊样来检验,⽐较在测试光源下与在同⾊温的基准下此8⾊的偏离(Deviation)程度,以测量该光源的显⾊指数,取平均偏差值Ra20-100,以100为最⾼,平均⾊差越⼤,Ra值越低。
光度学常用参数计算公式光度学是研究光的强度、亮度和色彩等性质的一门学科,常用参数计算公式是光度学研究的重要内容之一。
通过这些公式,可以计算出光的强度、亮度和色彩等参数,为光学设计和工程应用提供了重要的理论基础。
本文将介绍一些光度学常用参数的计算公式,并对其应用进行简要的介绍和讨论。
1. 光通量的计算公式。
光通量是描述光源总发出的光能量的参数,通常用单位流明(lm)来表示。
光通量的计算公式为:Φ = K ×Φ0。
其中,Φ为光通量,K为光源的光效,Φ0为光源的光功率。
通过这个公式,可以计算出不同光源的光通量,为光源的选择和设计提供了重要的参考依据。
2. 光照度的计算公式。
光照度是描述单位面积上接受到的光通量的参数,通常用单位勒克斯(lux)来表示。
光照度的计算公式为:E = Φ / A。
其中,E为光照度,Φ为光通量,A为接受光通量的单位面积。
通过这个公式,可以计算出不同光源的光照度分布,为照明设计和应用提供了重要的参考依据。
3. 色温的计算公式。
色温是描述光源发出的光的颜色的参数,通常用单位开尔文(K)来表示。
色温的计算公式为:Tc = 1 / (1/T1 + 1/T2)。
其中,Tc为混合光源的色温,T1和T2分别为两种光源的色温。
通过这个公式,可以计算出不同光源混合后的色温,为灯光设计和应用提供了重要的参考依据。
4. 色彩坐标的计算公式。
色彩坐标是描述光源发出的光的颜色的参数,通常用单位色度图坐标(xy)来表示。
色彩坐标的计算公式为:x = X / (X + Y + Z)。
y = Y / (X + Y + Z)。
其中,x和y分别为色彩坐标,X、Y和Z分别为光源的三刺激值。
通过这个公式,可以计算出不同光源的色彩坐标,为色彩再现和显示技术提供了重要的参考依据。
5. 显色指数的计算公式。
显色指数是描述光源发出的光的色彩还原能力的参数,通常用单位Ra来表示。
显色指数的计算公式为:Ra = 1 ∑Wi (Ri Ri0) / (Ri0 R)。
显色指数的原理和基本计算上海时代之光照明电器检测有限公司蒋毅平众所周知色表和显色性是反应光源颜色的两个重要的量,不同光谱功率分布的光源可以有相同的色表,但是有相同色表的几种光源的显色性却可能完全不同,因此,只有讲色表和显色性两者结合起来才能全面反映光源的颜色特征。
用光谱功率分布不同的光源照明物体,产生的颜色感觉是不一样的,光源这样的决定被照物体颜色感觉的性质称之为显色性。
显色指数是描述光源显色性的一个量,具有重要的意义。
本文简单介绍显色指数的计算。
1、基本概念及计算公式1.1 RGB 系统三原色定义:所有颜色的光都可以由某3种单色光按一定比例混合而成,但这3种单色光中任何一种都不能由其余两种混合产生,这3种单色光称为三原色。
1931年CIE 规定,RGB 系统的三原色为红光(R:700nm ,绿光(G:546nm ,蓝光(B:435.8nm 。
在RGB 系统中,按下式比例混合可得到等能量白光,即0601.0:5907.4:1::=B G R F F F (1-1于是可以用数学式表达混色结果为B G R F 0601.05907.41++= (1-2F 表示混色后的光通量,而R 、G 、B 称为三刺激值。
为了便于计算以及更直观的了解光源颜色特征,引入⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=/(/(/(B G R B b B G R G g B G R R r (1-3 这三个量称为色度坐标或色坐标。
因为r+g+b=1,因此只要知道色坐标中的两个值就能得出第三个,即可以用平面图来表示色度,这就是色度图。
三刺激值的计算可由下式计算得出⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===∫∫∫780380780380780380(((λλλλλλλλλd b P B d g P G d r P R (1-4式中P 为光源光谱功率分布,r 、g 、b 分别为1931 CIE-RGB 系统标准色度观察者光谱三刺激值。
1.2 XYZ 系统在RGB 系统中匹配某些可见光谱颜色时需要用到基色的负值,而且使用不便,于是国际照明委员会采用了一种新的颜色系统,1931 CIE XYZ 系统。
该系统根据1931 CIE RGB 系统,设想出三原色(X 、(Y 、(Z 来表示原来的三原色(R 、(G 、(B ,XYZ 系统三刺激值与RGB 系统三刺激值的关系如下式⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=B G R Z B G R Y B G R X5943.50565.00000.00601.05907.40000.11302.17517.17689.2 (1-5 XYZ 系统中的色度坐标由下式决定⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=/(/(/(Z Y X Z z Z Y X Y y Z Y X X x (1-6 1.3 CIE1960均匀颜色空间在x-y 色度图上,不同部分的相等距离并不代表视觉上相等的色度差,为了克服这个缺点,麦克亚当引入了一种新的均匀色度u-v 色度图。
均匀色度坐标u 、v 与x 、y 的关系为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++−=++−=3122631224y x y v y x x u (1-7 由于待测光源K 与参照照明体r 的色适应情况不同,必须将待测光源的色度坐标调整为参照照明体下的色度坐标,这种色坐标的调整成为适应性色位移。
计算色位移用以下公式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧−+=−+−+=i r i r i i r i r i r i r i d d d C C C v d d d C C C d d d C C C u 481.1518.16520.5481.1518.164404.0872.10'' (1-8 待测光源的C ,d ,参照照明体的C r ,d r ,以及待测光源下各颜色样品的C i ,d i 均由下式计算⎪⎩⎪⎨⎧−+=−−=481.1404.0708.1(1104(1u v v d v u v C (1-9 1.4 色差的计算计算色差i E Δ,先将色度数据现要转成1964统一空间坐标,用以下公式:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧−=−=−=−=−=(13(13(13(131725''*'''*'*''*'''*'*31'*r i i i i ir i i i i i i i v v W v v W V u u W u u W U Y W (1-10 这样就可以用下式计算出同一颜色样品i 分别用待测光源和参照照明体时的色差[]2'**2'**2'**(((i ri i ri i ri i W W V V U U E −+−+−=Δ (1-111.5 显色指数对某一色样i 的显色指数R i 成为特殊显色指数,由下式求得i i E R Δ−=6.4100 (1-12一般显色指数R a 是由8个特殊显色指数(i=1,2,…,8取算数平均求得∑==8181i i a R R (1-13 2、实例分析用光谱分析系统对一自镇流荧光灯进行扫描,得到其光谱功率分布,数据见下表λ(nm λP λ(nm λP λ(nmλP λ(nmλP λ(nm λP380 0.257246 460 5.499649 540 15.737046620 4.445175 700 0.172981 385 0.126356 465 4.964067 545 34.109205625 4.633801 705 1.364595 390 0.128321 470 4.402982 550 15.0150156304.328845 710 2.076595 395 0.142901 475 3.802672 555 3.324843 635 1.330425 715 0.61551 400 0.712168 480 3.767636 560 1.069738 640 0.639018 720 0.077193 4056.786326 485 6.935848 565 0.611294 645 0.661358 725 0.089535 410 1.617295 4907.221295 570 0.407798 650 1.297212 730 0.059501 415 1.494094 495 4.789406 5752.057994 655 0.956685 735 0.07993 420 2.255416 5003.216166 580 5.075464 660 0.810063 740 0.110256 425 3.198316 505 2.686125 585 5.573117 665 0.73065 745 0.0763 4304.153792 510 2.937546 590 4.288448 670 0.531319 750 0.199523435 17.848428 515 2.988402 595 3.079917 675 0.451441 755 0.031492 4408.791853 520 2.637013 600 2.292535 680 0.535701 760 0.132688 445 6.050924 525 2.150665 605 1.721003 685 0.69586 765 0.148135 450 6.134753 530 1.866938 610 18.008509690 0.619307 770 0.140336 455 5.919576 535 2.69381 615 13.11472 695 0.427507 775 0.036128780 0.062394使用式(1-4算得:R=89.291,G=118.229,B=115.919再由式(1-5算出XYZ 系统中的三刺激值:X=585.272,Y=639.013,Z=655.166由式(1-6得到XYZ 系统的色度坐标:x=0.3115,y=0.3402用式(1-7讲色度数据由CIE1931下的( X ,Y ,Z ,x ,y 值转为1960(u ,v 坐标:u=0.1929,v=0.3159因色温为6489K ,所以选择6500K 黑体作为参照照明体,由数据表可以查到u r =0.1978,v r =0.3122,C r =2.1785,d r =2.0636,以及*ri U ,*ri V 和*ri W (下表D 6500KUri*' Vri*' Wri*'1 32 8.46 60.492 15.21 23.78 59.713 -8.22 36.3 61.064 -33.37 18.64 60.235 -26.86 -6.54 61.46 -18.74 -28.8 60.497 9.87 -26.56 60.138 28.89 -16.22 61.82由测得的光谱功率分布和1-8试验色的光谱亮度因数,计算该光源下1-8号试验色的色度坐标,并根据(1-7求出相应的u i ,v i 。
CIE 颜色样品ui vi1 0.2331 0.32812 0.2111 0.34183 0.1757 0.34954 0.1471 0.33535 0.162 0.31086 0.1674 0.28797 0.2093 0.28518 0.2316 0.3003由(1-9式求出C=2.0506,d=2.0825,以及Ci ,di ,再由(1-8式求出色适应调整后在该光源下的色坐标u i ’和v i ’CIE 颜色样品 Ci di ui' vi'1 1.4809509 1.88714930.23721970.3251254 2 1.0851375 1.97529340.21565540.3393173 3 0.9422031 2.11941140.18085780.3471641 4 1.4909037 2.26315930.15290270.3321074 5 2.3487773 2.23592150.16766290.3067029 6 3.3122612 2.25013480.17306740.2830812 7 3.2960365 2.03780250.21384350.2804225 8 2.54878451.91113150.2356280.2962263由(1-10式计算出该光源下颜色样品的'*i U ,'*i V 和'*i WCIE 颜色样品 Ui*' Vi*' Wi*'1 31.01388110.16916760.52 2 13.85526321.04220659.69 3 -13.4505827.75836861.07 4 -35.14249515.58214160.21 5 -24.082896-4.392788361.47 6 -19.458643-22.90954560.52 7 12.547286-24.85258360.16 8 30.39101-12.83326661.8由(1-11式计算出该光源和参照照明体下各颜色样品的色差i E Δ由(1-12算出各颜色样品的特殊显色指数R i由(1-13算出平均显色指数Ra=79.9CIE 颜色样品色差 Ri Ra1 1.97347 90.92203879.9302442 3.054705985.948353 3 10.01591453.926793 4 3.53449383.741332 5 3.51108683.849004 6 5.934206972.702648 7 3.175536185.392534 8 3.704510982.959253、结束语光源对物体自然原色的呈现程度就是光源的显色指数,毫无疑问,显色指数是衡量光源颜色特征一个非常重要的量。