什么是同色异谱?同色异谱是指在照明体与观察者均为标准条件下,有两个色样,其光谱辐亮度分布不同但是三刺激值相同,同色异谱程度一般用同色异谱指数MI表示。本文对同色异谱评价标准及同色异谱指数MI计算方法作了介绍。
同色异谱是指在照明体与观察者均为标准条件下,有两个色样,其光谱辐亮度分布不同但是三刺激值相同。在ISO2360 CIES012E标准文件中,将D50、D55、D65和D75四种对应不同色温的昼光光源作为标准照明体,将光谱辐亮度量化作为评价光源光品质的指标。
照明体和观察者均为评价的标准。标准观察者有两种,其来自不同CIE体系的不同视场角。选用不同的观察者会导致观察到的颜色出现视觉偏差。昼光标准照明体有D50,D55,D65,D75,它们之间的光谱不同,照射色样对时会产生同色异谱现象。
根据CIE1976体系中的10°视场角标准,首先需要保证标准照明体与昼光模拟器之间的Duv<0.015,即色差范围要小于 0.015。下图是模拟D55、D65、D75昼光光源的模拟器所对应的色差范围。由图可知,D65的色差范围与D55、D75有重合,这表示D65与D55、D75可以互相作为彼此的模拟器。
同色异谱指数(Metamerism Index,简写为MI)建立在色差的基础上。同色异谱指数的评价方式同时包含了紫外波段与可见光波段,其评价等级如下表所示。
完整的评价等级包含了两部分,前者为可见光波段(Mv),后者为紫外波段(Mu),比如BC等级就表示可见光波段与紫外波段的等级为B和C。紫外波段的同色异谱指数较难达到高等级,所以大批量生产时,仅仅需要达到BC等级即可,但实际生产时多种因素的影响导致光谱不可控,产品难以符合等级。
计算同色异谱指数有以下两种方法:
1.直接法
由观察者在不同的昼光模拟器光源下直接对标准观察色样进行观察并给出评价,取平均值后作为同色异谱的等级。
2.同色异谱指数计算法
1953年,Juld提出用照度差来表示同色异谱指数,但是照度与光通量有关,不同的待测照明体有着不同的光通量,这会造成计算结果的偏差。在1971年,CIE提出了一种新的计算方法,它从色度学方向来计算,得到广泛使用。计算需要测量昼光模拟器在300nm至780nm光谱波段之间的相对光谱功率分布,测量该波段的原因在于自然光的光谱是以300nm为开始的,300nm以下的紫外光在穿过大气层时被吸收。按照要求,测量光谱需以5nm为间隔。
计算Mv时,每一个昼光模拟器都要用5 组虚拟非荧光色样对,若光谱为标准昼光光谱,则Mv等于0。
计算Mu时,每一个昼光模拟器都要用3组虚拟荧光色样对,若光谱为标准昼光光谱,则Mu等于0。
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