1 显色指数与光源颜色质量评价

　　如今人们对室内照明质量的要求越来越高，照明评价也从过去以照度为主要指标，向基于舒适性的综合评价发展。其中光源的颜色质量(color quality)是决定室内照明效果的重要指标之一。

　　1.1 显色指数(CRI)存在的缺陷

　　在过去数十年，国际照明学会(CIE)制定的显色指数(CRI)是最常用的评价颜色质量的指数。但随着新光源的出现和研究的深入，其存在的问题也日益凸显。

　　根据CIE对于显色性(colorrendering)的定义，它是指与参考照明体下的色表相比较，一个光源对于物体的色表产生的效果。用于评价的指数即显色指数CRI( Color RenderingIndex)。

　　美国、匈牙利、法国等研究者均发现，CRI在用于评价光源，尤其是LED的显色性时，存在许多问题，如色空间不均匀、颜色样品数量少且饱和度过低等。不仅如此，用光源的显色性来评价颜色质量本身存在着问题。

　　根据显色性的定义，其评价的是光源对于物体在参考照明体下的颜色还原性(color fidelity) ，所以不管物体的色表往什么方向偏离，显色指数都会降低。

　　但实际运用中，如果光源使颜色饱和度增加，可以提高视觉清晰度和视亮度，所以单纯用显色指数来评判光源颜色质量是不全面的。

　　基于以上考虑，CIE在2007年的技术报告中明确提出： 目前的显色指数CRI不能有效反映包括白光LED在内的白光照明光源的显色性优劣。

　　1.2 新的光源颜色质量评价体系的形成

　　为了修正CRI的一些问题，美国NIST的Wendy Davis 和Yoshi Ohno开发了一套新的评价系统CQS (Color Quality Scale)。但该系统主要基于数学计算开发，其可靠性仍有待更多的视觉实验验证。例如Nicola Pousset等人将其颜色偏好度实验结果与各光源的CQS值进行比较，结果发现CQS 值在反映真实颜色质量上不尽人意。

　　要全面地评价光源的颜色质量，需要考虑很多因素，如颜色还原性，色调的区分度(hue discrimination) ，颜色鲜艳度(vividness)，人们对颜色的偏好度(preference)，视觉清晰度(visual clarity)，视觉舒适度等等。

　　目前为止国际上未形成统一的光源颜色质量评价体系，但有一点可以肯定：决定光源颜色质量的是人的视觉感受。

　　因此，我们需要基于大量的视觉实验来确定该评价体系。

　　目前的研究主要采用的方法可归纳为：

　　保持桌面照度或视线方向亮度相同;

　　并保证各待测光源具有接近的色温或色坐标;

　　被试进行的视觉任务主要有：

　　考察颜色还原性(即显色)的色差评价;

　　考察偏好度、鲜艳度、协调度等的主观评分;

　　考察颜色区分度的辨色实验。

　　但目前大多研究均为视觉实验结果与显色指数CRI的比较，并已获得明确结论，对于CQS体系的验证仅含颜色偏好度，不含颜色还原性等其他方面的研究，因此还有待完善。此外，大部分视觉实验针对欧洲人群，由于东西方人群的颜色偏好差异，其结果未必适用于亚洲人。

　　因此，本实验对光源的CRI和CQS均进行了计算，并基于视觉实验考量了颜色还原性和颜色偏好度两方面特性，以期在CQS系统的可靠性验证方面作出完善，并为颜色质量评价的视觉实验补充亚洲人样本。

　　2 实验方法

　　实验选取了5种光源，其中2种卤素灯、2种LED和1种紧凑型荧光灯(CFL) ，均为市场上的高端产品，其中卤素灯作为相同色温下的参考光源。

　　光源基本信息见表1，按照色温将5种光源分为6500K组与5000K组两组进行，分开进行视觉实验。