高色饱和度LED组合照明的应用探讨（二）

2. NIST提出CQS修正CRI

LED光源技术日新月异的快速发展，CIE、IEC、ISO等国际标准制定需要与时俱进，加快基础理论的研究与实践。美国NIST(美国国家标准技术研究院)提出用CQS(Color Quality Scale)色品质度来评价光源颜色的质量，将测试样品扩大到15种，如图4所示。白炽灯及不同组成方式的白光LED测试结果如图5所示。

图4. CQS色品质度计算用15种测试样式

图5.不同光源CRI与CQS测试数据比较

3. ASSIST提出GAI改进CRI

美国ASSIST(美国固态照明技术与系统联合会)提出在CRI的基础上增加GAI(Gamut Area Index)全色域指数，目的是将照明目标物加以区分。通过观察者试验的统计分析表明，低色温和高色温光源的CRI和GAI都比较高时，观测者接受度较高，如图6和图7所示。

图6.低色温的CRI和GAI数值及观测者接受度

图7.高色温的CRI和GAI数值及观测者接受度

除了CQS、GAI以外，这些年也有提出夫勒特利指数Rf、颜色偏爱指数CPI(colour preference index)、色分辨指数CDI(colour discrimination index)等，这些都是对CRI修修补补。根本问题是：一方面，CRI参考光源是一个连续光谱，用它来衡量不连续光谱的光源不是很合适;另一方面，标准色的选择上CRI采用8个中等明度和中等饱和度的样品，不能代表色饱和度高的物体。我们认为LED光源的特性需要重新规定标准照明体，增加高色饱和度色光辐射与连续辐射组合的概念，组成新的标准光源，重新定义光源显色性和测试方法。

三、 关于物体色和固有色的概念

照明系统必须通过被照明物体来评价其照明品质，物体有不同的材质、形状、颜色和光学特性，最后由观测者来评价观察效果。目前，人们是企图用物理的方法客观地测量人的主观感受，观测者对光的感受受到传统、经验、习惯、偏好、环境和人的心理等因素的影响。人们约定用规定的标准光源照射物体呈现的颜色为物体色和固有色，而当前规定的标准光源都是连续谱辐射。

我们认为色饱和度高的物体、颜料、染料等用连续谱辐射光照射的色泽没有用相应的色饱度高的单色辐射光源照明鲜艳。增加色饱和度高的色光照射相应的色饱和度高的物体，才能呈现物体“真实”的颜色，用色饱和度高的橙色光照射柑橙，柑橙看上去会更鲜艳诱人，这是橙子的真正固有颜色，而不是色彩“欺骗”。同样，在现实生活中卖肉的用100w白炽灯(显色指数CRI=100)时要加红灯罩，以增加红光，使得肉显得更加鲜红新鲜。

事实上，光源提高物体的色饱和度会使视觉清晰度和视亮度增加，进而增加人的喜悦感和舒适度。LED高色饱和度光源组合的应用将成为未来照明的新亮点、新热点。

四、 高色饱和度LED组合照明的几点思考

照明是技术与艺术、美学、生理学、心理学、人因工程等相融合的综合性交叉学科工程。历史上CIE、IEC等国际标准是随着光源和视觉认知的发展而发展的。LED光源的多样性和它引起的生理、心理光学效应使原有的国际标准失效，我们可以与国际大公司站在同一起跑线上，共同研究制定新的国际标准。

LED可调控色光技术和多光谱组合为创新照明产品提供广阔的发展空间，其高饱和度色光应用到商业照明，更能展现LED光源的魅力，这需要新的理论体系支撑产业技术发展。

LED在满足各种功能性照明需求的同时，还要满足人们对照明的科学、安全、健康与舒适性的生理和心理需求。这将推动光度学、色度学、色彩学、测量学等理论创新，引发照明理念和光文化革命性的变化。

参考文献

[1] CIE No.13-2-1974.Method of measuring and specifying color rendering properties of light sources.

[2] Davis,W. and Ohno,Y.,“Development of a Color Quality Scale(CQS)”,Sixth International Lighting Research Symposium on Light and Color,Orlando,FL(2006).

[3] W.Davis and Y.Ohno,“The Color Quality Scale”,Optical Engineering, 49(3): 033602(2010) .

[4] 何开钧.高色饱和度LED的应用是未来照明的新亮点.海峡两岸第十七届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集.2010年11月.

[5] 赵英等主编.松果体与褪黑素.上海科学技术文献出版社.