颜色评估的关键：掌控光源光谱特性以实现精准色彩管理

颜色并非物体的固有属性，而是一种视觉感知。我们所见到的每一种色彩，实质上是物体表面选择性反射的光线在眼中形成的映像。光源的特性决定了色彩的呈现——同一物体在不同光源下会展现出迥异的色彩面貌，这正是因为光线的本质决定了我们的视觉体验。

光作为一种电磁波，其波长差异创造了纷繁多样的视觉世界。在广阔的电磁波谱中，人眼仅能感知380纳米至780纳米之间的狭窄波段，这就是我们所说的可见光。自然光源与人造光源大多属于复色光，由不同波长、不同能量的单色光混合而成。雨过天晴时，阳光穿过空气中悬浮的水滴，经过折射、反射与色散的精密光学过程，不同波长的可见光终于分离展露，在天际绘出一道七彩霓虹——这不仅是自然界的视觉盛宴，更是光学原理的生动展现。

光源光谱特性直接影响人眼或仪器对物体颜色的感知与判断：

No.1 光谱功率分布（Spectral Power Distribution, SPD）

光谱功率分布（SPD）是表征光源光学特性的核心参数，它完整描述了光源中不同波长的光所辐射的能量分布关系。SPD 作为光源色彩特性的决定性因素，直接影响人眼对物体颜色的感知。物体所呈现的颜色取决于其反射的光谱组成，若光源的 SPD 在某段波长范围内能量缺失，则物体会因无法反射相应波长的光而导致该颜色无法正常显现。因此，光源的光谱组成对物体颜色的真实再现具有关键作用。

不同光源类型所对应的光谱分布曲线存在显著差异。下图展示了多种常用光源的 SPD 特征。一般而言，在380–780 nm 可见光范围内，光谱分布越均衡、连续，该光源对物体颜色的再现性能就越好。

在色彩管理技术中，光源（光谱功率分布）的选择成为评估颜色的首要问题。

No.2 色温（Correlated Color Temperature, CCT）

色温（Correlated Color Temperature, CCT）是用于量化光源视觉颜色的基本物理量，其单位为开尔文（K）。该概念源于黑体辐射理论：当理想黑体被逐步加热时，其发光颜色会随温度升高按红、橙、黄、白至蓝的顺序变化，此时黑体所处的温度即定义为该光源的色温。例如，2800K 的色温与白炽灯光色相近，5000K 的色温则接近正午日光。通常而言，低色温光源呈现偏黄、温暖的色调，而高色温光源则表现出偏蓝、清冷的色调。

随着黑体温度的升高，发出的光的色相在色度图中的轨迹如下：

要注意的是，光源的色温相同并不代表它们的光谱组成一样。比如下面同为D65光源，光谱组成是不同的，色光分布更加连续和均匀的光谱（a和b），样品颜色的显色更好。

No.3 显色指数（Color Rendering Index, CRI，Ra）

显色指数（CRI，Ra）是用于量化与评价光源再现物体真实颜色能力的关键指标，其取值范围为0至100，数值越高代表光源的显色性能越好。根据CIE标准，太阳光的显色指数被定义为基准值100；诸如白炽灯、卤素灯等连续光谱光源，其Ra值通常可接近100。为确保颜色评判的准确性，对色用的标准D65光源灯管要求其显色指数Ra必须在90以上，从而在观察与评估物体颜色时，能够最大限度地模拟物体在自然光照条件下的真实色彩表现。

由于自然日光的光谱组成易受气候与时间影响而不稳定，其相对光谱功率分布存在显著变化，因此跨行业领域的色彩评价工作需在光谱统一、性能稳定的人工照明环境下进行。CIE基于同色异谱指数MIVIS和MIUV，将日光模拟器划分为A至E共五个质量等级（依据CIE S 012/E-2004及ISO/CIE 23603:2024标准），用以评估人造光源对CIE标准日光光源的复现能力与光学品质，其中A级代表最高复现水平，E级为最低。

参考文献：CIE S 012/E-2004，ISO/CIE 23603:2024 Standard method of assessing the spectral quality of daylight simulators for visual appraisal and measurement of colour

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“爱色丽彩通”总部位于美国密歇根州，成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司，爱色丽彩通提供服务和解决方案，帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。