实现LED最佳色彩表现

概述

本白皮书阐述显色性——即光线如何影响我们所视色彩的表现。它描述了用于测量光源显色能力的各种体系，例如显色指数（CRI）、色域面积指数（GAI）、TM-30等。我们将比较这些方法，并讨论它们如何逐步演进以更精准评估LED灯在不同照明需求下的表现。

通过合理运用这些指标，您几乎可以为所有类型的环境——从零售商店到外科手术室——创建恰当的照明方案。本文阐述了Luminus LED产品卓越的显色能力，以及它们如何帮助建筑师和照明设计师实现特定的功能照明目标。

色彩还原

色彩还原（通常也称为显色性）是指光线对物体颜色感知的影响。国际照明委员会（CIE）将显色性定义为："通过有意识或无意识地将物体在待测光源下的颜色外观与其在参考光源下的颜色外观进行比较，从而得出光源对物体颜色外观的影响。"

理解色彩还原的关键概念包括：

• 人类色彩感知： 当光线进入眼睛并刺激视网膜时，人类即可感知色彩——视网膜中含有对颜色敏感的视锥细胞，这些细胞会与大脑进行信息传递。
• CIE 色彩空间： 1931年建立的数学体系，用于量化普通人眼可感知的所有颜色。
• Spectral Power Distribution (SPD): 光源的波长分布特征，显著影响环境外观与视觉体验。
• Color Attributes: 基本特征包括色相（具体颜色）、明度（亮度/暗度）和彩度（强度/饱和度）。

应用领域

精准的色彩还原在众多行业和应用场景中至关重要。拙劣的色彩再现会使物体显得缺乏吸引力，破坏环境氛围，或导致操作任务变得困难或令人不适。

零售照明

零售商对照明有着独特需求，不仅需要考虑色彩准确性，还需兼顾色彩增强。其目标未必是追求"完美"的色彩还原，而是通过鲜艳色彩营造"令人振奋"的视觉呈现，以吸引消费者关注并提升产品吸引力。

酒店照明

酒店、餐厅和酒吧等接待场所对照明有着复杂的需求。不同空间需要采用不同的照明方案——大堂照明应营造温暖氛围，而餐厅照明必须确保食物看起来诱人。装饰性照明也可作为整体方案的一部分，用以突出建筑特色或艺术品。

医疗环境

在医疗设施中，精准的显色性至关重要。外科手术室照明必须确保医生能够辨别红色调的细微差异，以区分组织、血液和人体结构。此类环境的照明需要精心平衡色温和显色指数考量。

特殊环境

其他专业应用包括：

• 食品安全照明： 法规要求采用能清晰呈现污染物检测效果的照明，尤其强调红色波长的显色性能。
• 美术馆/博物馆照明： 需要高色彩还原度，同时保护艺术品免受破坏性紫外线波长的损害。
• 舞台照明： 运用色彩营造情感效果，提升肤色质感、活化服装色彩或改变场景外观。
• 视频照明： 必须考虑物体如何被摄像机传感器捕捉并被人类观众感知。

色彩再现模型

现有多种模型用于描述光源的色彩还原能力。这些模型通常表征三个关键方面之一：色彩保真度（准确还原）、色彩偏好度（悦目鲜艳的外观）和色彩辨别度（区分不同颜色的能力）。

Color Rendering Index (CRI)

CRI用于衡量光源呈现色彩的准确度。该方法通过比较八个标准测试色样在实际光源下的外观与在参考照明体下的外观差异来进行评估。CRI以Ra表示，即样本R1-R8的平均值。

尽管应用广泛，但CRI存在局限性：

• 仅基于八个色样，被认为样本量不足且色调过于粉淡
• 在LED商业化之前制定，对LED的评估可能不够准确
• 未考虑人类对鲜艳度的感知偏好
• 可能在具有相似显色指数值的设备间产生不一致的结果

Gamut Area Index (GAI)

色域面积指数（GAI）为判定LED照明下的色彩感知提供了另一种方案。该指标测量色调饱和度，可与显色指数（CRI）结合使用。GAI数值可超过100，数值越高表明色彩饱和度与区分度越强。

专家指出，表征色彩饱和度/强度的GAI与表征色彩保真度的CRI具有互补性。二者结合使用可为光源评估提供更完整的方法。

ANSI/IES TM-30

TM-30代表最新的LED灯具显色性评估方法，其关键区别在于采用99种色样而非CRI的8种色样。TM-30主要提供两项指标：

• Rf (显色忠实度)： 测量与参考标准的相似度，类似于CRI
• Rg (色域饱和度)： 描述饱和度水平，类似于GAI

TM-30-20引入设计"意图"以帮助平衡考量因素：

• 色彩偏好(P)： 旨在营造令人愉悦、自然的环境
• 色彩鲜艳度 (V): 旨在营造充满活力的场景
• 色彩保真度 (F): 旨在实现与参考光源相似的色彩表现

每种设计目标均包含三个优先级，用于区分标准严格程度，帮助设计者在不同色彩还原目标间做出明智权衡。

Luminus 精准色彩还原解决方案

Luminus LED产品在CRI和TM-30显色指数评分体系中均表现优异，为建筑师和设计师在不同场景中实现精准色彩呈现提供多种选择。

标准LED (AccuWhite™)

Luminus 标准 LED（AccuWhite 系列）提供高保真色彩还原能力，所有色相角区间均保持 Ra = 97 CRI 的一致性显色指数，且最低分值不低于 93。该系列产品提供标准暖白光（2700K 和 3000K 相关色温）及烛光暖色选项（2200K 和 1800K 相关色温）。

Sensus™ 卓越零售照明解决方案

Luminus Sensus LED 可实现稳定亮白的色泽与纯净色彩，在 3000K 色温下具备 90+ CRI、Rf 93 及 Rg 102 的显色性能。与多数零售照明 LED 不同，Sensus 系列产品无需借助近紫外波长激发增白剂即可呈现鲜活生动的白色与色彩。

PerfectWhite™ LED

Luminus PerfectWhite LED具备近乎完美的显色性能，特别适用于精品零售、奢华酒店、博物馆及美术馆等场景。该系列灯具在15项CRI色样测试中平均显色指数达93，TM-30标准评分为Rf=92，Rg=100。

Salud™ LED

Salud系列LED旨在实现人因照明（昼夜节律）设计目标，同时提供卓越的显色准确性。该系列产品达到CRI Ra 90+标准，并具有高R9红色饱和度。

Hospitality COB Series™ LED

Luminus Hospitality COB Series LED 以纯净的暖白光营造温馨宜人的照明氛围，实现高保真色彩还原（显色指数CRI达90以上），特别适用于酒店、餐厅及其他款待场所。

Color Mix Tunable LED

可调谐LED是近年来的技术突破，允许用户调节光线特性。Luminus提供的可调谐混色LED可在不同光谱功率分布范围内调节，实现冷白光或暖白光照明。这些产品支持对各通道独立进行全参数调控，助力打造定制化照明环境。

结论

LED等人造光源的显色性能决定了人类在室内及夜间环境中的视觉感知能力。具有良好显色性的光源被称为高保真光源——它们能精准还原人眼所见的人物、物体及环境色彩。

在某些照明应用中，保真度是最重要的品质。而在其他应用中，饱和度、色调或能效等因素可能更为关键。通过理解和应用各种显色模型，我们可以确定哪种光源能为不同场景创造最佳视觉条件——从零售商店到食品加工厂，从客厅到医院手术室。

虽然每种显色模型都提供了评估LED特性的有效方法，但将多种方法结合使用——如CRI与TM-30相结合——能为建筑师和照明设计师提供最完整的参考依据。

凭借在显色性与光效各项指标上持续稳定的卓越表现，Luminus LED为几乎所有色彩敏感型照明应用提供了解决方案。

附录

完整版白皮书包含以下详细附录：

• 附录A： ANSI/IES TM-30-18报告中包含的度量指标与图形
• 附录B： 色彩还原规范与监管要求
• 附录 C： Luminus LED产品线完整显色数据