显色指数的发展历程

某工程师问我，有些 LED 号称全光谱 LED，虾米是全光谱 LED 呢？
我打开手机，把一张属于全光谱 LED 的光谱图给他看，然后顺手一划，划出测试结果。

 

 

照明护照Pro

      额滴娘欸！怎么辣么多陌生的名字，除了 CCT、CRI（Ra）、照度，其他的如果是不熟悉商业照明设计的、专业商业照明的研发工程师，估计要知识分享，并且讲清楚来龙去脉才懂。

于是分享来了，科普模式开启：

1、Duv的说明

Duv（色偏差值）：色坐标与目标色温之间的相差值（u、v是色坐标，D是Delta）。

黑体线距离 Duv：某色坐标距离黑体曲线的最短距离。

在 CIE 1960 坐标系里色彩偏移黑体曲线的距离与方向，随着同时判断 CCT 与 Duv，可以更直觉的了解完整的白光色度信息，Duv 越趋近零越接近理想值(+、 -符号表示在黑体曲线的上方或是下方)。

根据能源之星标准界定（美国能源部和美国环保署共同推行的一项政府计划，旨在更好地保护生存环境，节约能源。目前在中国市场上做得最多的是照明产品）：

 

除了标准，经验也很重要：

      某色温的白光 LED 经过某些杂质比较多的透明塑料的折射，色偏差有可能会超标。（科普：经过介质时，本来短波长的折射角小，长波长的折射角大，再加上材料杂质多，是导致大家经常看到的被照射面中间发蓝，两边发黄的现象的来由。）

顺便说说色度图：
 

 

图：CIE 图：1931色度图，不均匀色度图坐标是x，y

 

 

图：CIE 1960色度图，均匀色度图坐标是u，v
 

 

 

图：CIE 1976色度图，均匀色度图坐标是u’，v’

这里跟大家分享一个关于 Duv 有趣的现象：人眼对白光的感受跟黑体曲线的差异

       2013年，研究人员 Rea 和 Freyssinier 的研究成果表明不同色温的白光轨迹并不完全与黑体曲线重合。实验中观察者评价的是灯箱内的白色内壁，照明光源包括 2700K 、 3000K 、 3500K 、 4100K 、 5000K 和 6500K 这六组色温，每组色温组里还分为七种不同 Duv值的光源。

 

 

       如图所示，七种光源中的一种光源其色品位于黑体曲线上，其他六种光源的色品则较为均匀地分布于该组光源的等色温线上。对评价数据进行分析之后，发现当光源色温低于4000K时，观察者认为的白光色品坐标位于黑体曲线下方，而当光源色温高于4000K时，评价所得的白光色品坐标位于黑体曲线上方。所以，黑体曲线上的点基本不是人眼所感知的白光。

2、Ra与Re的说明

 

 

Ra是 R1-R8 的平均值，不涉及 R9-R15 。  R1-R8 是浅颜色的还原。

为什么 Ra 明明很高了，但是颜色还是不鲜艳呢？

因为，R9-R15才是鲜艳颜色的！

所以Re出来了，Re是反映R1-R15的平均值。

3、CQS（ Color Quality Scale）评价体系

讲到这，问题又来了：只有R9-R15这7个色块，来反应鲜艳颜色的还原，取样数量够不够？

不够？那就增加到15个呗！这就是 CQS 光色品质指数的来由。下图是 CQS 选取的 15个鲜艳颜色的色块。

 
其实，类似 CQS 的评价体系还有全色域指数 GAI，算法不同，目前还在扯皮中。请参考文章：

 

全色域指数 GAI 的计算与测量参考标准探讨(点击题目即可阅读~)

4、IES TM-30-15
 

 

       来，看看上图的太阳光光谱图（呀，这才叫全光谱嘛），再看看图中的 15 个色块，我们只取样 15 个色块来做色样，来模拟测试光源（跟全光谱太阳光 PK ）对物体的颜色还原，够不够？

不够吗？当然不够，只取样15个的话，对号称全光谱的自然光LED（右上图中间那个光谱）太不公平了！

所以，狠的来了！

DLC 4.0正式引用IES TM-30-15：
 

IES TM-30-15： IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition
 
so,有了哪些改变呢？
 
1、与CRI仅有8个标准色比较，新的体系采用99个标准色。

2、这99个标准色不再是梦塞尔色卡，而是从105000个物体的颜色中仔细选取的。
 
3、它们代表了生活中能看到的常见各种颜色（从饱和到不饱和、从亮到暗），并且这99个标准色对于各波长的敏感度相同（很难通过spectral gaming来提高指数）。
 
另一个非常关键的指标是色保真度。
 
TM-30的双指标：Rf和Rg
 
色保真度 Rf 用于表征各标准色在测试光源照射下与参考光源相比的相似程度（100代表完全相同；0 代表差别很大）。
 
色域度Rg则代表各标准色在测试光源下与参考光源相比饱和度的改变。
 
=100：饱和度相同；
 
＞100：光源可以提高颜色的饱和度；
 
＜100：颜色的饱和度在测试光源下较低。
 
在 DLC V4.0 （2017年愚人节正式实施）中，DLC 开始引用 TM-30 ，鼓励制造商上报色保真度Rf和色域度Rg的值(可选项， optional ）。

5、TLCI体系

（电视照明用LED光源显色性评价标准）

电视台和电视行业摄影师开始抱怨了：
      你们照明行业的销售说，LED灯显指又高，又是连续光谱，结果被忽悠改装了LED灯，为虾米拍摄出来的画面，感觉这么差呢？
看来不能用你们照明行业的 CRI 体系，俺们要自己另起炉灶。

       基于此，前英国广播公司 BBC 的工程师，光学专家罗伯特(Alan Roberts)先生与欧洲广播联盟(European Broadcasting Union，缩写为 EBU )一起合作于 2011 年 11 月年提出了电视光源一致性参数(  Television Lighting Consistency Index，缩写为 TLCI  )，命名为TLCI-2012。

       TLCI 是是一种评估演播室灯光色彩表现质量的标准，它是通过光谱辐射测试仪对被测光源的光谱能量分布进行测试，然后用分析软件计算，得到TLCI的测试结果。