什么是色溫？什么是顯色性？色溫和顯色性是評價光源性能的兩個重要的色度指標(biāo)，色溫是指光源的顏色溫度，它溫是衡量光源色的一個重要指標(biāo)，顯色性是指光源照射到物體表面時所顯現(xiàn)的顏色，它是衡量光源視覺質(zhì)量的指標(biāo)。那么，色溫和顯色性什么關(guān)系？本文對色溫和顯色性的含義及關(guān)系作了介紹。

光源色溫的含義及計算方法：

色溫分為絕對色溫與相關(guān)色溫。當(dāng)光源發(fā)出的光譜與加熱一個黑體使其產(chǎn)生同樣光譜時，加熱黑體所需要的溫度就是該光源的絕對色溫，絕對色溫的概念是在1911年由Hyde提出的，一般用T表示，單位為開爾文（K），是表示光源特性最基本的參數(shù)之一。這里的黑體是指對外來輻射或光線完全吸收的一種理想物體，是不存在的。

絕對色溫在CIE-1931色品圖上是一條連續(xù)的弧形軌跡，這條軌跡稱為黑體軌跡線。光源的色品坐標(biāo)如果落于黑體軌跡上，則對應(yīng)的黑體溫度就為此光源的絕對色溫。絕對色溫的計算公式為：

式中n=（x-0.3320）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。為方便描述，色溫也可理解為光源的顏色，隨著色溫值的提高，光源的顏色會由紅色向藍(lán)色轉(zhuǎn)變，如下圖所示。

絕對色溫雖然可以準(zhǔn)確地描述光源的顏色，然而對于大部分光源來說，光源的色品坐標(biāo)不可能與某一絕對溫度下的黑體輻射色品坐標(biāo)完全相同，為此，Raymond Davis等人提出了相關(guān)色溫的概念，一般用Tc來表示，單位為開爾文（K），它表示與光源具有最相似顏色刺激的黑體輻射的溫度。為了快速準(zhǔn)確地計算出光源的相關(guān)色溫，目前已經(jīng)提出了幾種比較典型計算方法，包括：三角垂足插值法、黑體軌跡法和模擬黑體軌跡法等，這幾種方法雖然計算精確，但計算過程復(fù)雜，計算量大。為了更加高效準(zhǔn)確地計算出相關(guān)色溫，J.Smith、Macadam和Tamaru等人提出了幾種計算相關(guān)色溫的經(jīng)驗公式。

J.Smith等人提出的相關(guān)色溫計算公式為：

式中n=（x-0.3320）/（0.1858-y），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

Macadam等人提出的相關(guān)色溫計算公式為：

式中n=（x-0.329）/（y-0.187），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

Tamaru等人提出的相關(guān)色溫計算公式為：

式中n=（x-0.332）/（y-0.1858），x、y為CIE-1931的色坐標(biāo)。

上述三種經(jīng)驗公式均可以直接計算出已知色品坐標(biāo)光源的相關(guān)色溫，且計算快速、準(zhǔn)確。對于多基色混合光，其色品坐標(biāo)只能落在混合光圍成的色品坐標(biāo)的連線區(qū)域內(nèi)，故上述經(jīng)驗公式也可以用混合光相關(guān)色溫的計算。

光源顯色性的含義及計算方法：

顯色性是指光正確還原物體本來顏色的能力，通常用顯色指數(shù)（CRI）來表示，其最大值為100。通常情況下，光的顯色指數(shù)Ra越高，顯色能力就越好。CRI的計算是由選定15種顏色樣品決定，每個色樣都有不同領(lǐng)域的使用要求，如在超市和商店的肉制品櫥窗，R9（紅色）尤為重要。某一標(biāo)準(zhǔn)光源樣品和待測光源的色差為：

式中：△Ei為待測光源與某一標(biāo)準(zhǔn)樣品的色差。

式中：（Wi，Ui，Vi）和（Wn，Un，Vn）分別為LED合成白光光源照明下和參考光源照明下試驗色的顏色空間坐標(biāo)。在上式中的Wi、Ui、Vi計算公式為：

式中：ur、vr為參考光源色品坐標(biāo)，u'i、v'i為試驗色的適應(yīng)性色位移，其表達(dá)式如下：

上式中，混合光源的c、d，參考光源的cr、dr，參與光源混合各顏色樣品的ci、di，均可以表示為：

上式中：u、v為CIE1960UCS圖中色品坐標(biāo)，其與CIE1931色品圖中x，y的關(guān)系為：

上面式子中參考光源的色度學(xué)參數(shù)Wri、Uri、Vri、ur、vi，可以采用奧爾特斯經(jīng)驗公式f=b+pm+qm2計算，其中f可為ur、vr、Uri、Vri和Wri，b、p、g為所對應(yīng)參數(shù)的系數(shù)，m=104/Tc。

在通常情況下，光源的顯色指數(shù)為15種顏色樣品中的前8個的均值，其表達(dá)式如下：

光源色溫和顯色性的關(guān)系：

色溫是光源的重要指標(biāo)，用來描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對能量分布：當(dāng)黑體連續(xù)加熱，溫度不斷升高時，它的相對光譜能量分布的峰值部位將由長波方向向短波方向變化，其所發(fā)光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍(lán)。同一種顏色，在白熾燈、鹵素?zé)簟⒅形缛展獾炔煌庠凑彰飨?，所表現(xiàn)出來的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。

有關(guān)光源顏色特性的評價的另一個指標(biāo)是光源的顯色性，它研究物體在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性，具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性，如白熾燈、日光等。另外，由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性，如波長為610nm（橙）、540 nm（綠）和450nm（藍(lán)）的光譜輻射對提高光源的顯色性具有特殊效果，所以采用這三種色光以適當(dāng)?shù)谋壤旌纤a(chǎn)生的白光與連續(xù)光譜的白熾燈或日光具有同樣優(yōu)良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色，在顯色性好的光源照明下，物體顏色的失真就會小。

光源的色溫和顯色性是光源的兩個重要的顏色指標(biāo)。兩者之間沒有必然的聯(lián)系，因為具有不同光譜分布的光源可能有相同的色溫，但其顯色性可能差別很大。