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白光LED颜色质量评价方法研究

2014-09-05 00:15
瑾年Invader
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  1 显色指数与光源颜色质量评价

  如今人们对室内照明质量的要求越来越高,照明评价也从过去以照度为主要指标,向基于舒适性的综合评价发展。其中光源的颜色质量(color quality)是决定室内照明效果的重要指标之一。

  1.1 显色指数(CRI)存在的缺陷

  在过去数十年,国际照明学会(CIE)制定的显色指数(CRI)是最常用的评价颜色质量的指数。但随着新光源的出现和研究的深入,其存在的问题也日益凸显。

  根据CIE对于显色性(colorrendering)的定义,它是指与参考照明体下的色表相比较,一个光源对于物体的色表产生的效果。用于评价的指数即显色指数CRI( Color RenderingIndex)。

  美国、匈牙利、法国等研究者均发现,CRI在用于评价光源,尤其是LED的显色性时,存在许多问题,如色空间不均匀、颜色样品数量少且饱和度过低等。不仅如此,用光源的显色性来评价颜色质量本身存在着问题。

  根据显色性的定义,其评价的是光源对于物体在参考照明体下的颜色还原性(color fidelity) ,所以不管物体的色表往什么方向偏离,显色指数都会降低。

  但实际运用中,如果光源使颜色饱和度增加,可以提高视觉清晰度和视亮度,所以单纯用显色指数来评判光源颜色质量是不全面的。

  基于以上考虑,CIE在2007年的技术报告中明确提出: 目前的显色指数CRI不能有效反映包括白光LED在内的白光照明光源的显色性优劣。

  1.2 新的光源颜色质量评价体系的形成

  为了修正CRI的一些问题,美国NIST的Wendy Davis 和Yoshi Ohno开发了一套新的评价系统CQS (Color Quality Scale)。但该系统主要基于数学计算开发,其可靠性仍有待更多的视觉实验验证。例如Nicola Pousset等人将其颜色偏好度实验结果与各光源的CQS值进行比较,结果发现CQS 值在反映真实颜色质量上不尽人意。

  要全面地评价光源的颜色质量,需要考虑很多因素,如颜色还原性,色调的区分度(hue discrimination) ,颜色鲜艳度(vividness),人们对颜色的偏好度(preference),视觉清晰度(visual clarity),视觉舒适度等等。

  目前为止国际上未形成统一的光源颜色质量评价体系,但有一点可以肯定:决定光源颜色质量的是人的视觉感受。

  因此,我们需要基于大量的视觉实验来确定该评价体系。

  目前的研究主要采用的方法可归纳为:

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