R9 为什么那么重要?
文 | 照明微课堂


那个,小小明,我想问下 R9 是啥玩意儿?为什么这么重要?
咳咳嗯!R9,全名叫罗纳尔多·路易斯·纳扎里奥·达·利马,世界最著名(没有之一)的足球运动员,巴西传奇前锋绰号外星人,世界第一前锋,至今保持着世界杯最高进球记录——15 球、国家队大满贯多次荣获“最佳射手”、“最佳球员”等等荣誉。罗纳尔多曾三度当选世界足球先生、两度当选欧洲足球先生。他是力量速度技术嗅觉为一体的前锋,不管在国家队还是俱乐部,对球队的胜利都有着重要作用。




噗~~~小小明你是老球迷啊?我说的 R9,是特殊显色指数 R9,不是你所说的 R9 啦。
以上对话纯属捏造,如有雷同,算我抄你哈哈哈。这么艰辛主要是为了引出下面的内容啦(当一个尽心尽力的小编,真的好难,蓝瘦ing……)。
尽管微课堂已经发表过多篇关于显色指数和 R9 的文章,但关于显色指数和 R9 的问题,仍然……(长音)还是有很多人问。当断不断,反受其乱,为了一篇文章解决大家的困惑,我们果断把这个问题给了复旦大学光源与照明工程系学士、美国宾夕法尼亚州立大学建筑工程系博士、CIE TC1-90、TC1-91、IES颜色质量工作组委员 魏敏晨 先生,让他来为大家答疑解难。
有需要的盆友可以转发给有需要的人噢,不用特地发红包谢我,我只是知识的搬运工欧耶。好咧,咱们的访谈正式开始!
显色性是如何评价的?

微课堂
显色性(colour rendering)是评价照明质量的一个重要方面,我们知道有几个概念:显色指数Color Rendering Index(CRI),一般显色指数Ra,现在又经常提起R9;同时,在评价显色指数时,有8个、14个、15个评价指标的区别。这些听起来很复杂,让大家比较迷惑,能否简单介绍一下?
就照明领域来说,我们最熟悉的是显色指数 CRI。显色指数其实是评价被测光源相对于基准光源而言忠实显色能力的指标。现行的显色指数评价体系包括了 14 个标准色,其中的 8 个为彩度中等的标准色,另外 6 个则包括彩度较高的红色、黄色、绿色、蓝色,以及西方人皮肤和绿色树叶。

魏敏晨博士
图:彩度中等的1-8号标准色
图:彩度较高的红色、黄色、绿色、蓝色,以及西方人皮肤和绿色树叶
我们用显色指数来衡量这 14 个标准色中的每一个在被测光源与基准光源照射下差别有多大。当某一个标准色在两者的照射下完全相同时,这一光源对于该标准色的显色指数就是 100;而当差别很大时,显色指数甚至可以为负值。

魏敏晨博士
我们平时所说的 14 个评价指标其实就是针对被测光源相对于基准光源而言对于这 14 个标准色中每一个的忠实显色能力;而我们所谓的 8 个评价指标就是则是对被测光源对于前 8 个中等彩度的标准色中每一个的忠实显色能力。所谓的显色指数 CRI,也就是我们所说的 Ra,是这 8 个评价指标的平均值。

魏敏晨博士
当被测光源的色温小于 5000K 时,基准光源就是具有相同色温的黑体辐射;当被测光源的色温大于 5000K 时,基准光源就是具有相同色温的 CIE 日光模型。而在计算的时候,基准光源的显色指数被定义为 100。由于白炽灯与黑体辐射有非常相似的光谱分布,所以一般白炽灯的显色指数为 100。对于传统光源而言,CRI 可以较好的评价光源的忠实显色能力,但是 CRI 对于 LED 的评价有很大的缺陷。

魏敏晨博士
大家必须要牢记的是,CRI 只能用于客观评价这 8 个彩度中等的标准色在被测光源照射下相对于在基准光源下的相似程度,是一个评价光源忠实显色能力的指数,并不能用于评价人们对于颜色的偏好,也就是效果显色。

魏敏晨博士
CIE只指定了14个标准色样

微课堂
据我所知,新版 GB50034-2013 里面提到特殊显色指数Ri时称:特殊显色指数(special colour rendering index),是光源对国际照明委员会(CIE)选定的第 9-15 种标准颜色样品的显色指数,符号是 Ri。但是你刚才并没有提到这第 15 个色样?
图片来源:《建筑照明设计标准 GB50034-2013》
国际照明委员会(CIE)目前只有 14 个标准色样,没有第 15 个标准色。GB50034-2013 是在 CIE 指定的14个标准色样基础上加上了亚洲人肤色。

魏敏晨博士
R9是什么?为什么这么重要?

微课堂
在实际应用中,我们通常会标示 CRI 或者 Ra 是多少,但是,与以前不同的是,LED 时代,R9 正在越来越多被提及和关注。R9 为什么突然变得这么重要?是因为 LED 光源的关系吗?
R9 其实我前面已经提到的 14 个标准色中除去 8 个具有中等彩度后剩下 6 个标准色中的一个,是用来评价光源对于高彩度红色的忠实显色能力。

魏敏晨博士
图:不同显色指数的荧光灯显色性对比,其中黄颜色基本没差别,但是红色(R9)的差距很大(图片来源:Patrick Mansell/Penn State)
我们之所以如此强调或者说关注 R9 指数,其实是因为红色对于我们而言特别重要,光源对于红色的显色能力直接影响光源对于我们人体肤色的显色能力,并且我们特别在意红色物体以及我们肤色在灯光下的颜色。

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图:同样的食物在不同 R9 显示指数灯具下的效果(图片来源:CREE)
而 R9 对于 LED 来说就更为重要。随着 LED 的快速发展,我们能够越来越方便的调节白光 LED 的光谱。为了提高光效,大家纷纷减少了在波长较长区域的能量,也就是红色波长区域的能量,而把更多的能量放在了 555nm 左右。这样一来 LED 对于红色,尤其是彩度较高的红色的显色能力就会下降,而这种下降不能被 CRI 表现,这也就是为什么 R9 对于 LED 说尤为重要的原因。

魏敏晨博士
图:从技术上来说,为了提高光效,LED 更容易削减红色部分光谱成分。图为同样质地颜色的凳子在不同的光源下呈现的不同效果,左为卤素斗胆光源、中间为 2700K 色温 LED 光源,右侧为 4000K 色温 LED 光源。(图片提供:照明微课堂粉丝 黄炜铭)
魏敏晨
香港理工大学屋宇设备工程系助理教授
美国宾夕法尼亚州立大学建筑工程系 博士、硕士
复旦大学光源与照明工程系学士
云知光照明微课堂 专栏作者
国际照明委员会CIETC1-90, TC1-91, TC1-95, TC1-96成员
北美照明学会 IES颜色质量工作组
IES白度工作组、自然采光技术组成员
注:本文系照明微课堂特约原创文章,为云知光版权所有,谢绝任何形式未经许可的转载,授权请联系小小明,微信号:Dennis-LM。
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