光源的顯色性是指光源的光照射到物體上所產(chǎn)生的客觀效果和對物體真實色彩的顯現(xiàn)程度，也就是顏色逼真的程度。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好，顏色逼真；而顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差，顏色偏差較大。光源的顯色性一般用顯色指數(shù)來表示，其符為Ra。本文對光源顯色性的含義及顯色指數(shù)的計算方法作了介紹。

光源顯色性的含義：

物體反射的是光源的光譜，因此，人眼觀察到的顏色在很大程度上取決于光源的光譜分布。很多情況下，人們是在人工光源下觀察物體的，但人工光源的光譜分布和太陽光的光譜分布差異很大。不同的光源照明下，物體會呈現(xiàn)不同的顏色，而在日光下物體顯現(xiàn)的顏色是最準確的。人工光源和太陽光相比，其顯示同色能力的強弱叫做該光源的顯色性。

通常，除連續(xù)光譜的光源具有較好的顯色性外，有幾個特定波長色光組成的混合光源也有很好的顯色效果。如450nm的藍光、540nm的綠光、610nm的橘紅光以適當比例混合所產(chǎn)生的白光，雖然為高度不連續(xù)光譜，但卻具有良好的顯色性。

光源的顯色性指光源照射到物體上，由物體反射或透射后物體顯示出的顏色效果。顯色性直接影響物體的顏色外貌，因此在光源的評價中它有著重要的意義。

光源顯色性的評價方法：

顯色性是評價光源的重要特性，人們習慣認為物體在日光下的顏色為真實顏色，因此用物體在燈光下和日光下的顏色的接近程度表示燈光的顯色性，顏色越接近，顯色性越高。光源的光譜分布決定了光源的顯色性，具有連續(xù)光譜分布的光源具有較好的顯色性，如日光燈，白熾燈等。顯色性的評價方法大體上可以分為兩種：基于光譜分布之差的方法和基于作為標準的物體色外貌之差的方法。目前在光源顯色性評價上多采用后一種方法。

CIE推薦顯色指數(shù)CRI來評價光源的顯色性。CIE提出把普朗克輻射體作為評價低色溫光源顯色性的參照標準。當相對色溫低于5000K時，將同等色溫下的普朗克輻射體在作為參考光源；當相對色溫高于5000K時，將標準照明體D作為參考光源。若樣本在測試光下的顏色和參考光下的顏色完全相同，則認為顯色指數(shù)為100。在評價光源的顯色性時，采用14種試驗色，如下圖所示。

其中前8種不同顏色，它們明度值接近，彩度適中，圍繞色相環(huán)，用于光源一般顯色指數(shù)和特殊顯色指數(shù)的計算；而后6種是一些飽和色和皮膚色，如四個心理基礎(chǔ)色（純紅、黃、綠、藍）、皮膚色和樹葉顏色，用于特殊顯色指數(shù)的計算。通過測量并計算這些試驗色在測試光和參考光下的色差，便可求出光源的顯色指數(shù)，用以表征光源顯色性的優(yōu)劣程度。

假設(shè)第i中試驗色在參考光和測試光下的色差為△Ei（i= 1，2，3，……，14），則可以計算出各種試驗色的特殊顯色指數(shù)Ri：Ri=100-4.6△Ei。

顯色指數(shù)越高，代表顯色性越好，如果Ri=100，表示該樣本在測試光合參考光下的色差為0。將前8個樣本的顯色指數(shù)取平均值，得到常用的一般顯色指數(shù)Ra，顯色指數(shù)Ra是評價光源的重要指標。

光源顯色指數(shù)的計算：

CIE推薦定量評價光源顯色性的“測驗色”法規(guī)定用黑體或標準照明體D作為參照光源，將其顯色指，數(shù)定為100，并規(guī)定了若干測試用的標準顏色樣品；通過在參照光源下和待測光源下對標準樣品形成的色差，評定待測光源顯色性，用顯色指數(shù)值來表示。顯色指數(shù)的計算涉及對原始數(shù)據(jù)和導出性參數(shù)的運用以及很多中間參量的計算，主要有三種方法計算光源的顯色指數(shù)：標準方法，特征矢量法和沃爾特斯法，下面主要介紹一下標準方法計算顯色指數(shù)。

評價光源顯色指數(shù)時采用一套15種檢驗色樣，選定8個色樣為一組（I=1，……，8）作為評價一般顯色指數(shù)用的檢驗色樣，它們分別代表淡灰紅色、暗灰黃色、飽和黃綠色、中等黃綠色、淡藍綠色、淡藍色、淡紫藍色、淡紅紫色。選定后7個色樣（i=9，…，15）分別作為特殊顯色指數(shù)評價用的檢驗色樣，它們分別代表深紅、深黃、深綠、深藍、白種人膚色、葉綠色、中國人女性膚色。根據(jù)在參照光源下和待測光源下各檢驗色樣的色差△Ei，計算出特殊顯色指數(shù)：

一般顯色指數(shù)（CIE1～8號顏色樣品Ri的平均值）：

通常是在已知待測光源的光譜功率分布的情況下，進行顯色性計算，主要步驟如下：

1.通過對待測光源的光譜輻射測量，計算待測光源的色度參數(shù)（xk，yk）（uk，vk）、ck dk及CCT（K），然后根據(jù)1～15號顏色樣品的光譜輻亮度因數(shù)ρi（λ）的數(shù)據(jù)算出在待測光源下各樣品的xk,i、yk,i和uk,i、vk,i色度坐標。計算公式如下：

光源色度坐標（u，v）計算：

其中k等于輻射功率的最大光效率Km=683（lm/W），P（λ）為光源光譜功率分布，x（λ）、y（λ）、z（λ）是CIE 1931標準色度觀察者光譜三刺激值。在可見光譜內(nèi)，波長間隔△λ是以入為中心波長，波長范圍為380nm至780nm，波長間隔△λ為5nm。色度坐標計算如下：

2.根據(jù)CCT選擇參照照明體，計算參照照明體的光譜功率分布，然后計算參照照明體的色度參數(shù)（xr，yr）、（ur、vr）和cr、dr。

3.適應(yīng)性色位移的考慮：由于待測光源k和所選用的參照照明體r的色度不完全相同，而使視覺在不同照明下受到顏色適應(yīng)的影響。為了處理兩種照明下的色適應(yīng)，必須將待測光源的色度坐標uk、vk調(diào)整為參照照明體的色度坐標ur、vk，即uk'=ur，Vk'=Vr，這時各顏色樣品i的色度坐標uk,i vk,i也要作相應(yīng)的調(diào)整，成為uk,i'、vk,i'。這種色度坐標的調(diào)整叫做適應(yīng)性色位移，用以下系數(shù)關(guān)系式進行轉(zhuǎn)換：

上式中下標“r”代表參照照明體；“k”代表待測光源；“k,i”代表待測光源照明下第i種標準樣品。在計算顯色指數(shù)時，就用調(diào)整后的色度坐標計算。

4.計算在參照照明體r照明下顏色樣品的的xr,i、yr,i和ur,i vr,i色度坐標。

5.色差計算公式如下：

6.由△Ei得特殊顯色指數(shù)Ri和一般顯色指數(shù)Ra。

光源的一般顯色指數(shù)越高，其顯色性就越好，對顏色的還原性越好。不過最近國外專家研究表明，特殊顯色指數(shù)也是影響顏色還原性的重要指數(shù)。