显色性和显色指数是一回事吗？怎么计算显色指数？

光源的显色性是指光源对于物体颜色呈现的程度，也就是颜色逼真的程度。显色指数是表示光源显色性的，一般用平均显色指数Ra来表示。Ra值越小，显色性越差，反之显色性越好。本文对光源显色性和显色指数的关系及光源显色指数的计算方法做了介绍。

光源显色性的含义：

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。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。

光源显色指数的含义：

显色指数是表示光源显色性的，一般用平均显色指数Ra来表示。确定显色指数Ra，有必要先确立与自然光近似的标准光源（光的性质与亮度不随天气和时间而改变），然后再用国际照明委员会（CIE）规定的从中间色的红到紫的8个为1组的色式样作为标准色，在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。当色差等于0时，Ra值为100，表明被照物体在被测试光源下显示出来的颜色与在标准光源下一致。

标准颜色在标准光源照射下，显色指数为100。物体在某种光源照射下，当Ra≥80时，显色性为优良；Ra=79～50时，显色性为一般；Ra<50时，显色性为差。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，只能说是接近100，是显色性最好的灯具。太阳光和火光的自然光属于标准光源，所以一般显色指数Ra为100或接近此值。

光源显色性和显色指数的关系：

由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉，而日光又是人类有史以来最常见的光源。因此，可以用日光作为标准（参照光源），将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（待测光源）与其比较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。

我国国家标准GB/T 5702-2003《光源显色性评价方法》中规定用普朗克辐射体（色温低于5000 K）和组合日光（色温高于5000 K）做参照光源。为了检验物体在待测光源下所显现的颜色与在参照光源下所显现的颜色相符的程度，采用“一般显色性指数”作为定量评价指标。显色性指数最高为100。显色性指数的高低，就表示物体在待测光源下“变色”和“失真”的程度。例如，在日光下观察一幅画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色前后两次观察获得的印象是不同的。如粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色。因此，在高压汞灯下，物体失去了“真实”颜色。如果在黄色光的低压钠灯底下来观察，则蓝色会变成黑色，颜色失真更厉害，说明低压钠灯的显色指数更低。光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。日光、白炽灯具有连续光谱，连续光谱的光源均有较好的显色性。

光源的显色性以一般显色性指数Ra值区分：Ra值为100-75，显色优良；75-50，显色一般；50以下，显色性差。

光源显色指数的计算方法：

计算显色指数的标准方法，是CIE制定的“测色法”。评价时采用一套14种试验颜色样品，根据在参照光源下和待测光源下各试验色的色差△E，计算出光源特殊显色指数Ri：

一般显色指数Ra的计算公式：

光源的一般显色指数越高，其显色性就越好，对颜色的还原性越好。

通常是在已知待测光源的光谱能量分布P（λ）的情况下，进行显色指数计算的，其主要步骤如下：

1.根据待测光源的光功率谱分布，计算待测光源的色度坐标（xc，yc）、（uc，vc）、相关色温T；其中：

2.由待测光源的光功率谱分布和1-14试验色的光谱辐亮度因数，计算待测光源下1-14号试验色的色度坐标（xci，yci）并求相应（uci，vci）。

3.根据T选择参照照明体，查表得出参照照明体的色度参数（ur，vr，cr，dr），以及在参照照明体下试验色的颜色空间坐标U*ri、V*ri、W*ri。

4.由待测光源色坐标（uc，vc），求（cc，dc）以及待测光源下试验色的色坐标（uci，vci）求（cci，dci），并计算试验色的适应色位移（u'ci，v'ci），其中有：

5.计算待测光源下试验色的U*ci、V*ci、W*ci。

6.求U*ri、V*ri、W*ri与U*ci、V*ci、W*ci的色差△Ei。

7.由△Ei得特殊显色指数Ri和一般显色指数Ra。