什么是 CRI？您需要了解的一切

物体的颜色在不同 CRI 等级的灯光下看起来非常不同。高 CRI 灯具通过紧密模仿阳光，提供更逼真的视觉效果。相反，低 CRI 会导致褪色，与物体的实际颜色相差甚远。

因此，为了获得任何物体的准确视觉效果，您必须考虑光的 CRI 值。

什么是 CRI？

显色指数 (CRI) 将物体在人工照明和自然阳光下的色彩准确度进行比较。如果光源下的物体看起来与您在日光下看到的物体相似，则其显色指数较高。相反，如果颜色外观有明显差异，则意味着光源的显色指数较低。这样，通过考虑显色指数值，您可以确定光在提供色彩准确度方面的质量。

CRI 基础知识：它如何工作？

a. CRI 的规模和范围

CRI 以 0 到 100 的尺度来衡量。CRI 越高，色彩准确度越高。CRI 低于 80 的照明效果较差。相反，CRI>90 的灯具效果则为极佳。

中国国际广播电台	品质
0	低
10
20
30
40
50
60	可接受
70
80	固德
90	（卓越）等级
100

b. 测量人造白光源的质量

CRI 测量人造光源的色彩准确度 白光 比如 LED 和荧光灯与自然日光的对比。因此，通过检查 CRI 值，您可以了解灯具模拟阳光的能力。

c. CRI 测量并比较物体在人工照明下的反射颜色

阳光是白色的，但它是可见光谱中所有颜色的组合。因此，当阳光照射到物体上时，该物体的颜色会反射到您的眼睛中。其余颜色会被物体吸收。这就是您看到物体的方式。

当您使用 LED 灯或其他灯泡时，它往往会发出与阳光相似的光谱。发出的光谱越接近阳光，光线提供的色彩感知就越准确。

例如，拿两个苹果，一个放在阳光下（5000 CCT），另一个放在 5000 CCT LED 灯下。虽然两者的 CCT 相同，但自然光下的苹果看起来比另一个更红。这是因为 LED 发出的光谱与阳光不同。因此，由于 CRI 较低，这种灯光下的颜色看起来不同。

d. 如果不比较颜色输出，就无法确定 CRI

正如您在上面看到的，相同的光色可以具有不同的光谱。因此，通过观察光色，您无法找出其 CRI。相反，您需要将光引导到不同的物体上并检查它们与阳光之间的差异。

频谱功率分配

如果您查看光谱分布 Graham，就会发现光波长对颜色可见度的重要性。电磁波谱中可见部分的波长范围为 400 至 750 纳米。这就是我们所说的全可见光谱。因此，具有全可见光谱的光源的 CRI 将为 100。也就是说，您将获得准确的颜色可见度。

下面，您将看到日光的典型光谱功率分布图。

请注意所有波长（或“全色谱”）的强烈存在（高相对功率）。 日光在整个光谱中提供最高水平的显色性。

将日光的光谱功率分布与 LED 灯的光谱功率分布进行比较。

这里我们使用的图表是暖色调的，CCT 为 2700K，CRI 为 82。虽然它的 CCT 远低于日光（5000K），但显色性还不错。然而，与自然日光相比，它的显色性就差了。

最明显的区别是，与日光相比，相对功率通常较低——除了几个尖峰。同样，所有波长（全光谱）都存在，但只有某些波长（尖峰）强烈存在。这些尖峰表示在光源照亮的物体的色彩渲染中，色谱的哪些部分会得到强调。

CRI 的重要性

1. 准确的色彩表现

物体在人工照明下的外观在很大程度上取决于 CRI。这就是为什么高 CRI 照明对于强制要求色彩准确性的应用至关重要。例如，艺术画廊、摄影、电视等场所的照明应具有更高的显色指数。如果使用的灯光 CRI 较差，您将无法获得预期的效果。

例如，在低 CRI 照明下绘画会让画家在选择正确的颜色时感到困惑。一旦他的画作在户外自然光下展出，它看起来就会与他实际预期的完全不同。这就是为什么高 CRI 是确保色彩准确性的必需条件。

2. 视觉舒适度和生产力

适当的色彩准确度可为您提供舒适高效的环境。有了更高的 CRI，员工和工人将拥有更加舒适的环境。这可以减轻压力、头痛和眼睛疲劳，并改善员工的整体情绪。因此，员工可以轻松工作并提高工作效率。

3.工业应用

在纺织和印刷等工业级应用中，保持色彩准确性是必须的。如果颜色有任何差异，您将无法获得最终产品的预期输出。这就是为什么 CRI 也是工业级的一个重要考虑因素。

4. 零售店

如果您的零售店采用低 CRI 照明，顾客可能会购买橙色连衣裙，但走出商店后发现它是红色的。这会严重损害您的品牌声誉。这就是为什么您必须在商店安装高 CRI 灯泡的原因。

5. 医学和科学应用

CRI 可在您阅读诊断报告、检测肤色和正确识别物质时为您提供准确的色彩感知。

如何测量 CRI？

1- 测量日光的 CRI

您需要遵循行业标准 CIE 方法来测量任何光源的 CRI。这里，以 CRI 得分为 100 的完美黑体辐射器作为参考样本。您需要将测试源的显色性与此样本进行比较。要计算一般 CRI 等级，您需要选择 15 个主要参考样本，考虑 色温 被测光。

CIE (1999) 在颜色检查表中以数字形式组织了这些参考样本。从 TCS01（称为“浅灰红色”）开始，到 TCS15（称为“亚洲皮肤”）结束。测试光源与参考样本越接近，其 CRI 等级就越高。

我们比较反射的颜色并公式化地确定每个颜色样本的“R”分数。

特定颜色的 R 值表示光源忠实呈现该特定颜色的能力。因此，CRI 公式取 R 值的平均值来表征光源的整体显色能力。

• Ra 是 R1 到 R8 的平均值。
• AvgR 是 R1 到 R15 的平均值。
• 特殊价值：R9

 一般而言，在计算显色指数时，Ra 为 R1–R8 的平均值，其中 R9 至 R15 的值不计算在内。但对于需要高显色指数的应用，R9 是一个重要的考虑因素。它决定了光源准确反射红色的能力。也就是说，它根据光源接近 ColorChecker 图表的 TCS 09 的能力来评估被测光源。

因此，在红色是关键颜色的应用中，考虑 R9 对于获得准确的色彩感知非常重要。例如，红色对于电影、医学和艺术照明等应用很重要。

然而，在某些情况下，红色会以隐藏的形式存在，例如我们的皮肤。虽然我们的皮肤看起来发白或发黄，但皮肤的色调受到下面的红色血液的影响。所以，如果 R9 值不够好，这种光线下的肤色在你的眼睛或相机中会显得苍白甚至发绿。

2- 测量非日光的 CRI

为简单起见，我们假设 5000K 色温 对于我们上面的例子，并将其与 5000K 自然日光光谱进行比较以计算 CRI。

但是如果我们有一个 3000K 的 LED 灯并想测量它的 CRI 怎么办？

CRI 标准规定色温为 5000K 及以上时使用日光光谱，但色温低于 5000K 时使用普朗克辐射光谱。普朗克辐射本质上是任何通过产生热量而发光的光源。这包括白炽灯和卤素光源。

因此，在测量 3000K LED 灯的 CRI 时，您需要根据具有与 3000K 卤素聚光灯相同光谱的“自然”光源来判断它。

（没错-尽管卤素灯和白炽灯的能源效率很差，但它们却产生了完整，自然和出色的光谱）。

3- 测量 CRI 的局限性

限量样品颜色

CRI 仅基于 8 种样本颜色进行测量；其中并未包含现实世界的所有颜色。因此，无法确保准确的色彩精度。

同等权重

用作 CRI 样本的颜色具有相同的权重。因此，在某些应用中，您可以区分某些颜色。

色温依赖性

CRI 高度依赖于色温。其值随着 CCT 远离自然日光 CCT（5000K 至 5500K）而下降。

缺乏饱和度信息

CRI 不测量光色的饱和度。因此，此矩阵不适用于需要测量饱和度和色彩鲜艳度的地方。

影响 CRI 分数的关键因素

光源

光源对 CRI 的影响更大。不同的照明技术 CRI 值也不同。下表将让您清楚地了解光源类型如何影响 CRI 值：

不同光技术的 CRI
灯的类型	CCT	CRI 评级
LEDs	2700–5000K	80到100
白炽灯	3200	100
透明汞蒸气	6410	17
“白人”儿子	2700	95
三基色暖白荧光灯	2940	73
高压钠灯	4080	89
石英金卤灯	4200	85
高压钠灯	2100	25
透明汞灯	6410	17
低压钠灯	1800	-44

物体材质

物体吸收、反射和透射光的能力会影响 CRI 值。为此，CRI 会根据物体的材料、纹理和反射特性而变化。因此，要获得所需的 CRI 等级，您必须了解材料和光之间的相互作用。

距离和角度

物体的颜色外观会随着光线照射到物体上的距离和角度而变化。光线的强度会随着与物体距离的增加而减小。同样，光线也会在物体上产生特定角度方向的阴影。所有这些都会影响物体的颜色感知。因此，您必须考虑照明设备的放置和方向，以实现最佳 CRI。

照明物体的特定颜色和质量

CRI 基于 15 种样本颜色。因此，某些物体的颜色不属于此特定样本颜色，因此不会显示准确的 CRI 等级。

照明环境

背景和周围颜色也会影响物体的色彩感知。这会影响 CRI 评级。例如，对于高对比度和低对比度背景，物体看起来会有所不同。

CRI 对人类感知的影响

人类在日常生活中高度依赖色彩感知。例如，你可以通过颜色识别成熟的水果。在这种情况下，高 CRI 有助于眼睛正确感知颜色。

同样，随着年龄的增长，人的视力和辨色能力会下降。因此，高 CRI 光可以帮助视力较差的老年人辨别颜色。

如何为不同的应用选择正确的 CRI？：指南

a. 照明的位置和目的

不同应用对 CRI 的要求也不同。高 CRI 等级的灯泡通常比低 CRI 等级的灯泡更贵。那么，为什么要在非强制要求高 CRI 的地方浪费钱呢？

下表将帮助您找到适合您应用的 CRI 等级：

地点	推荐显色指数 (CRI)	描述
客厅和卧室	80以上	这将带来准确的装饰色彩感知，并补充卧室温暖舒适的氛围。
浴室和更衣室	90以上	较高的 CRI 将提供正确的色彩感知，这对于梳理、化妆和服装选择至关重要。
厨房	85以上	此 CRI 等级可确保准确呈现食物、蔬菜、香料和其他成分的颜色，以帮助您烹饪。
家庭办公室或书房	85以上	它可以减轻眼睛疲劳并在学习时提供清晰的视野。
艺术工作室或工艺室	95以上	这确保了艺术品的真实色彩，使它们在日光下看起来是一样的。
零售照明	显色指数 (CRI) 90 或以上	更高的 CRI 将确保产品的色彩准确，帮助客户自信地做出购买决定。
摄影与录像	95以上	用于捕捉人物和周围物体的准确颜色
医疗和牙科设施	显色指数 (CRI) 90 或以上	诊断患者的状况，例如眼睛的颜色、皮肤、瑕疵、损伤等。
工业和制造业	80+ 用于一般制造业	用于识别产品中的错误和缺陷并采取必要步骤以获得预期的最终输出。
	质量检查 90 分或以上

b. 光技术

CRI 等级还取决于照明技术。传统灯泡（如白炽灯）的 CRI 为 100。因此，使用这些灯泡，您将始终获得 100% 的色彩准确度，但它们并不节能。然而，LED 照明为您提供各种 CRI，并且非常节能。因此，请选择一款适合您需求的灯泡。

c. 色温

色温更接近自然日光的灯具可产生更高的 CRI。因此，对于 5000K 至 5500K 范围内的 CCT，您将获得更好的色彩准确度。相比之下，与自然日光相比，较低 CCT 灯泡的暖色调或高 CCT 灯泡的冷色调可产生较低的 CRI。但是，您可以选择可调白光照明来调整色温和 CRI 以满足您的需求。

d. 制造商规格

制造商的规格包括有关灯的 CRI 等级的信息。因此，通过查看包装或规格，您可以选择理想的灯。但是，您还必须检查测试报告和认证，以确保正确计算 CRI。

e. CRI 的监管标准

不同的国际照明标准对 CRI 有具体的要求。我指出了其中最重要的几点：

• “能源之星”

“能源之星” 是美国政府支持的认证标志，用于确保灯具的能源效率。美国能源部 (DOE) 和美国环境保护署 (EPA) 负责制定此标准。要获得能源之星标志，您必须具有以下 CRI 等级：

照明类型	能源之星标准的 CRI 要求
节能灯	至少 CRI 80
白炽灯	CRI 为 100
直管荧光灯	CRI 约为 75
LED灯	显色指数≥80

• 欧洲

此 欧盟 (EU) 监管照明标准 在欧洲使用和出口照明产品。该组织的生态设计指令规定了 CRI 值以确保产品质量。根据欧盟的规定，灯具的 CRI 必须至少为 ≥ 80。

• 国际照明委员会 (CIE)

CIE 是国际公认的处理不同照明问题的组织。它发布不同的 保持色彩质量和 CRI 等级的指导.

• 国际电工委员会（IEC）

这是一项涉及电气和电子技术的国际标准。它包括计算不同类型照明技术的 CRI 的方法。例如：

• IEC 60081 定义了如何测量荧光灯的 CRI
• IEC 60901 与 IEC 60081 类似，涉及荧光灯的 CRI
• IEC 62922 解释了 LED 技术中 CRI 的测量方法

f. 成本和预算

高 CRI 的灯具价格昂贵。因此，您必须找到适合您预算的 CRI 等级的灯具。但是，具有相同 CRI 的灯具价格可能因品牌而异。

为什么要购买高 CRI 灯？

高 CRI 意味着更好的色彩准确度。通过购买 CRI >95 的高灯，您将获得物体的真实色彩感知。它还具有以下好处：

• 逼真的色彩外观
• 减轻眼睛疲劳并提供视觉舒适感
• 最大限度地降低因错误的颜色感知而导致错误的风险
• 符合国际照明标准
• 增强产品的美感和视觉吸引力

使用低 CRI 灯的缺点

颜色准确度差

由于使用低 CRI 灯，您将看不到物体的实际颜色。它会使颜色褪色并使其看起来不自然。这会极大地妨碍零售业务和时尚服装、纺织品等必须保证颜色准确性的行业。

紧张和不适

低 CRI 等级的散列照明会导致眼睛疲劳和头痛。因此，您无法集中精力工作。这样会降低您的工作效率并妨碍任务完成。

工作质量下降

在低 CRI 照明下，物体的颜色看起来与实际颜色有很大不同。因此，在时尚服装、纺织品等应用中使用低 CRI 灯会搞砸您的任务。例如，在绘画时，错误的颜色混合会损坏最终输出。这样，工作质量就会受到低 CRI 灯的影响。

CRI 与其他色彩质量相关照明指标

CRI 与 CQS

与 CRI 类似，色彩质量量表 (CQS) 也测量光源的显色能力。不过，CQS 是一种较新的指标，它降低了 CRI 的限制。CRI 仅关注色彩保真度，而 CQS 则考虑显色的其他方面，包括色彩饱和度和色彩偏好。

同样，在 CRI 中，仅使用 8 个参考样品来评估光线。而 CQS 使用 15 个色彩评估样品。因此，CQS 对光线的显色质量提供了更深入的了解。

方面	显色指数（CRI）	颜色质量等级 (CQS)
主要焦点	色彩保真度	颜色质量
色彩准确度	测量色彩准确度	考虑色彩准确度，同时也要考虑饱和度和偏好。
颜色评估样品数量	8	15
饱和	不考虑	考虑
颜色偏好	不考虑	考虑
应用重点	一般照明场景	更专业或更注重美观的照明场景

CRI 与 TM-30

与 CRI 的 8 个色彩评估样本相比，TM-30 使用了 99 个参考样本！与 CRI 不同，它不仅关注保真度指数 (Rf)，还包括色域指数 (Rg)。因此，使用 TM-30 作为显色矩阵，您还将了解饱和度的变化。这使得该矩阵适用于需要更高色彩精度的应用。

标准	显色指数（CRI）	TM-30
主要焦点	色彩保真度	色彩保真度和色域
色彩准确度	测量色彩准确度	提供详细的色彩保真度指标
颜色评估样品数量	8	99
饱和	不考虑	考虑和分析
色调变化	不考虑	考虑和分析
信息深度	单值表示	多度量表示，包括保真度指数 (Rf) 和色域指数 (Rg)
应用重点	一般照明场景	专业或高精度显色场景

CRI 与 GAI

色域面积指数 (GAI) 关注色彩强度和鲜艳度，是对 CRI 的补充。CRI 对于需要色彩精确度的应用至关重要。另一方面，GAI 适用于需要鲜艳度和更高饱和度的应用。

标准	显色指数（CRI）	色域面积指数 (GAI)
主要焦点	色彩准确度	色彩饱和度或鲜艳度
饱和	不考虑	考虑和分析
色调变化	不考虑	考虑和分析
应用重点	需要准确色彩再现的应用，例如美术馆、医疗环境和设计工作。	需要鲜艳色彩的环境，如零售展示、园艺和娱乐照明。

全光谱照明和 SunLike 自然光谱 LED 技术

全光谱照明 其所有波长都属于可见光光谱。因此，它模拟了阳光，并提供更高的 CRI 等级。然而，首尔半导体公司已经将全光谱照明提升到了一个新的水平，其 SunLike 自然光谱 LED 技术。该技术由首尔半导体的光半导体技术与东芝材料的TRI-R技术共同开发而成。

采用该技术设计的灯非常接近模拟阳光，提供与自然日光一样准确的色彩精度。因此，SunLike LED 可确保高达 98+ 的显色指数 (CRI)。

显色的未来趋势

1. 高级指标日益普及

CRI 有一些局限性，而 TM-30 和 CQS 等矩阵可以轻松弥补这些局限性。因此，在评估显色性方面，这些单位将比 CRI 更受欢迎。

2.以人为本的照明

以人为本的照明越来越受欢迎，因为它旨在提供舒适的照明。因此，您会发现所有类型的以人为本的灯光都具有更高的 CRI 等级，以确保视觉舒适度。

3.智能照明解决方案

具有高级功能的智能灯可实现可调节的 CCT 选项。不过，此类自定义选项很快也将适用于 CRI。

常见问题

总结

总而言之，考虑高 CRI 对于确保正确感知周围环境的颜色至关重要。低 CRI 灯不仅会影响颜色外观，还会引起不适并影响工作效率。因此，您必须考虑您的应用需求并按照上述指南选择合适的 CRI。

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