GB/T 5702-2019 光源显色性评价方法

　　ICS 17 . 180 . 20 A 26

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 5702—2019

　　代替 GB/T 5702—2003

　　光源显色性评价方法

　　Methodofmeasuringthecolorrenderingpropertiesoflightsources

　　2019-03-25 发布 2019-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 5702—2019

　　GB/T 5702—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 5702—2003《光源显色性评价方法》，本标准与 GB/T 5702—2003 相比除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 修改了标准适用范围;

　　— 增加了显色性的测量;

　　— 增加了光源显色性计算流程;

　　— 增加了光源色域指数、彩度指数等定量化评价方法作为资料性附录;

　　— 修改了附录 B、附录 C、附录 D 中的数据。

　　本标准由全国颜色标准化技术委员会(SAC/TC 120)提出并归口 。

　　本标准起草单位：中国建筑科学研究院有限公司、浙江大学、杭州远方光电信息股份有限公司、中国计量科学研究院、中国科学院心理所、昕诺飞(中国)投资有限公司、豪尔赛照明技术集团有限公司、北京奥博泰科技有限公司。

　　本标准主要起草人：王书晓、徐海松、潘建根、刘慧、韩布新、倪伟、戴宝林、张喆民。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 5702—1985、GB/T 5702—2003 。

　　GB/T 5702—2019

　　引 言

　　光源显色性是评价光源性能和光环境质量的重要技术指标，被 GB 50034《建筑照明设计标准》、 JGJ 153《体育场馆照明设计及检测标准》等多部标准采纳。

　　GB/T 5702—2003《光源显色性评价方法》规定了评价光源显色性的基本方法，标准 2003 年实施以来，对于提升光源光色品质，为人们创造健康、舒适的光环境起到了重要的引导作用。 然而相关研究表明该方法仅能反映光源色保真性，而并不能完全反映光源的显色性。 近年来伴随着 LED 技术的快速发展，特别是在多芯片混光 LED 的应用中，该问题日益凸显。 当前北美照明学会已经发布了新的技术备忘录 TM-30《光源显色性评估方法》，增加了色域指数等光源显色性评价指标。

　　在此次标准修订过程中，鉴于当前关于代替 CRI 的显色性评价方法在国际上尚未达成广泛一致，标准编制组经过认真调研，科学论证，确定了标准修订的原则，即在基本保持原有标准评价方法不变的基础上，以资料性附录形式补充了色域指数、彩度指数等光源对于物体色貌的彩度影响的评价参数，从而确保了标准方法的延续性和稳定性基础上，为用户提供更多选择，更加准确地反映光源对于物体视看效果的影响。

　　GB/T 5702—2019

　　光源显色性评价方法

　　1 范围

　　本标准规定了光源显色性评价的一般要求、光源光谱功率分布的测量和显色性的计算等。

　　本标准适用于符合白光光源规定的光源显色性评价。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 5700 照明测量方法

　　GB/T 7922 照明光源颜色的测量方法

　　CIE 127 LED测量( Measurement of LEDs)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　光源显色性 colorrenderingofalightsource

　　光源光谱对于物体色貌的影响。 这种影响是观察者有意或无意地将它与参考照明体下的色貌相比较产生的。

　　3.2

　　显色指数 colorrenderingindex

　　反映光源显色性的颜色保真度。 以被测光源下物体颜色和参考照明体下物体颜色的相符合程度来表示。

　　3.3

　　一般显色指数 generalcolorrenderingindex

　　Ra

　　光源对国际照明委员会(CIE)规定的第 1 号 ～第 8 号标准颜色样品显色指数的平均值。

　　4 一般要求

　　4 . 1 光源显色性应使用显色指数来定量评价，还可参照附录 A对光源的色域指数、彩度指数等进行定量评价。

　　4 . 2 被测光源与参考照明体的色品差 △c应小于 5 . 4 × 10- 3 。

　　4 . 3 光源显色性评价用的颜色样品的选择应符合以下规定：

　　a) 颜色样品根据附录 B 的规定确定;

　　GB/T 5702—2019

　　b ) 一般显色指数应根据表 B. 1 规定的标准颜色样品确定。

　　4 . 4 光源显色性评价用的颜色样品可见光光谱反射比应根据附录 B确定，且可通过插值运算减小波长间隔。

　　5 光源(相对)光谱功率分布的测量

　　5 . 1 光谱辐射计性能要求

　　5. 1 . 1 光谱辐射计波长范围应为 380 nm~780 nm。

　　5 . 1 . 2 光谱辐射计的波长准确度不应低于 ±0 . 5 nm。

　　5 . 1 . 3 光谱辐射计的带宽不应大于 5 nm。

　　5 . 1 . 4 探测器应在线性范围内工作。

　　5 . 1 . 5 光谱辐射计的测量光重复性应优于 1% 。

　　5 . 2 测量方法

　　5 . 2 . 1 实验室测量光源显色性时，光源(相对)光谱功率分布应符合 CIE 127 规定的光谱辐射照度、总光谱辐射通量、部分光谱辐射通量和光谱辐射亮度的测量方法。

　　5 . 2 . 2 现场测量光源显色性时，光源(相对)光谱功率分布应符合 GB/T 5700 规定的光谱辐射照度、光谱辐射亮度的测量方法。

　　5 . 3 实验室测试条件

　　5 . 3 . 1 环境温度应为(23±2)℃ ,环境相对湿度不应大于 65% 。

　　5 . 3 . 2 被测光源应在额定条件下进行测试，供电设备应符合以下规定：

　　a) 交流输入电压谐波含量应小于 3%,且电源频率与额定值偏差不应超过 0 . 5% ;

　　b ) 输入电压、电流监测设备不确定度不应超过 0 . 2%。

　　5 . 3 . 3 在测量光源显色性前，光源应进行预热。

　　5 . 3 . 4 测试场所应没有影响测试结果的环境光。

　　6 显色性的计算

　　6 . 1 光源显色性计算流程

　　应按图 1 规定的计算流程进行计算。

　　GB/T 5702—2019

　　图 1 光源显色性计算流程

　　GB/T 5702—2019

　　6 . 2 参考照明体的确定

　　6 . 2 . 1 应根据 GB/T 7922 计算被测光源的相关色温。

　　6 . 2 . 2 参考照明体的色温或相关色温应与被测光源相同，参考照明体光谱功率分布应按式(1)计算。

　　Sr (λ) ={ (( )) (( )) …………………………( 1 )

　　式中：

　　Tcp —相关色温，单位为开尔文(K) 。

　　Sp (λ)—为普朗克辐射体光源光谱功率分布，应按照式(2)确定：

　　c2

　　Sp (λ) =c1λ-5(eλT - 1)-1 …………………………( 2 )

　　式中：

　　c1 —第一辐射常数，取值为 3.741 83 × 10- 16 W · m2 ;

　　—波长，单位为米(m) ;

　　T — 色温，单位为开尔文(K) 。

　　Sd (λ) —标准照明体 D 的光谱功率分布，应按照式(3)确定：

　　Sd (λ) =S0(λ) + M1 S1 (λ) + M2 S2 (λ) ……………………( 3 )

　　其中：

　　S0(λ)、S1(λ)、S2(λ) —标准照明体 D特征矢量，其数值由附录 C 给出;

　　M1 、M2 — 其量值由式(4)和式(5)计算给出;

　　M1 = ……………………( 4 )

　　M2 = ……………………( 5 )

　　式中：

　　xd 、yd —参考照明体的 CIE 1931xy色品坐标值，其量值由式(6)和式(7)计算确定：

　　xd = 烄-4. . . + 0.244 063 (5 000 K ≤ Tcp ≤ 7 000 K)

　　烆-2. . . + 0.237 040 (7 000 K < Tcp ≤ 25 000 K)

　　……( 6 )

　　1

　　Δc=[(uk -ur)2 + ( ℃k -℃r)2 ] 2 ……………………( 8 )

　　式中：

　　uk , ℃k —被测光源的色品坐标，应根据 6 . 3 确定;

　　ur , ℃r —参考照明体的色品坐标，应根据 6 . 3 确定。

　　6 . 3 色度参数的计算

　　6.3. 1 光源显色性评价中的 CIE 1931 XYZ 三刺激值应根据表 D. 1x(λ)、y(λ)、z(λ), 按照以下方法

　　计算。

　　光源三刺激值应根据式(9)、式(10)和式(11)计算：

　　GB/T 5702—2019

　　X=k

　　Y=k

　　Z=k

　　式中：

　　S(λ) —光源(相对)光谱功率分布;

　　Δλ —光源(相对)光谱功率分布的波长测试间隔;

　　k —归一化系数，应按式(12)计算：

　　k

　　各颜色样品的 CIE 1931 XYZ 三刺激值应根据式(13)、式(14)和式(15)计算：

　　Xi=k i · Δλ ……………………

　　Yi=k i · Δλ ……………………

　　Zi=k i · Δλ ……………………

　　式中：

　　i —评价颜色样品的序号;

　　ρ(λ)i—颜色样品可见光光谱反射比。

　　6 . 3 . 2 u，℃ 色品坐标应根据式(16)和式(17)计算 ：

　　u= …………………………( 16 )

　　℃ = …………………………( 17 )

　　6 . 3 . 3 被测光源照射下颜色样品的 u℃色品坐标的色适应色品位移应根据式(18)和式(19)进行修正：

　　k，i

　　. 5 520

　　℃k，i

　　式中：

　　uk,i、℃k,i—色品位移修正后，在待测光源下第 i个样品的色品坐标;

　　cr、dr —参考照明体色适应色品位移修正值，应由参考照明体 u℃色品坐标按式(20) 和式(21)

　　计算得出;

　　ck、dk —被测光源色适应色品位移修正值，应由被测光源 u℃色品坐标按式(20) 和式(21) 计算得出;

　　ck,i、dk,i—第 i个颜色样品色适应色品位移修正值，应由第 i 个颜色样品在被测光源照射下的

　　u，℃ 色品坐标按式(20)和式(21)计算：

　　c …………………………( 20 )

　　d …………………………

　　6 . 3 . 4 光源照射下颜色样品的 U * 、V* 、W * 色度参数应根据式(22)、式(23)和式(24)计算：

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　　1

　　式中：

　　u，℃ —颜色样品的 u℃色品坐标;

　　u0 , ℃0 —参考照明体的 u℃色品坐标。

　　6 . 4 显色指数的计算

　　6 . 4 . 1 在被测光源和参考照明体分别照射下颜色样品的色差 △E应根据式(25)计算：

　　1

　　R Ri …………………………( 27 )

　　7 显色性的计算报告

　　7 . 1 显色性计算报告应明确标注光谱辐射计信息，环境温度、相对湿度，供电条件等试验条件。

　　7 . 2 显色性报告还应标注光源类型、规格型号等产品信息。

　　7 . 3 显色性报告应标注光源相关色温、被测光源与参考照明体之间的色品差、一般显色指数等计算结果，还可标注各颜色样品的特殊显色指数、色域指数、彩度指数等。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　光源显色性其他评价指标及计算方法

　　A.1 评价指标补充的必要性

　　显色指数是基于光源对于颜色保真度的影响建立起来的评价方法，然而该方法并没有反映光源导致颜色样品色差引起的饱和度增加等因素对人的感受的影响。

　　A.2 光源的色域指数的计算

　　A.2 . 1 光源的色域应根据表 B. 1 规定的标准颜色样品，根据 6 . 3 规定计算 U * 、V* ，并按式(A. 1)计算： G = 0 . 5 ·[(U1* ·V2*-U2* ·V1* )+(U2* ·V3*-U3* ·V2* )+(U3* ·V4*-U4* ·V3* )+

　　(U4* ·V5* -U5* ·V4* )+(U5* ·V6* -U6* ·V5* )+(U6* ·V7* -U7* ·V6* )+

　　(U7* ·V8*-U8* ·V7* )+(U8* ·V1*-U1* ·V8* )] ……( A. 1 )

　　A.2 . 2 被测光源的色域指数 Ga 可根据式(A. 2)计算：

　　G …………………………( A.2 )

　　式中：

　　Gk — 被测光源的色域;

　　Gr — 参考照明体的色域。

　　A.3 光源的彩度指数的计算

　　A.3 . 1 光源的彩度指数可根据附录 B规定的标准颜色样品或用户需求确定的非标准颜色样品来进行计算。

　　A.3 . 2 在参考照明体照射下颜色样品的彩度 C,i应按 6 . 3 . 1 规定计算的 xi、yi、zi 三刺激值根据GB/T 7921—2008 中 5 . 2 的规定确定。

　　A.3 . 3 在被测光源照射下颜色样品的彩度 Cr*，i应按 6 . 3 . 1 规定计算的 xi、yi、zi 三刺激值和 6 . 3 . 3 计算的 u.k,i和 ℃.k,i，根据 GB/T 7921—2008 中 5.2 的规定确定。

　　A.3 . 4 被测光源的彩度指数根据式(A. 3)确定：

　　Ci …………………………( A.3 )

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　标准颜色样品的可见光光谱反射比

　　显色指数计算用标准颜色样品的可见光光谱反射比应按表 B. 1 和表 B. 2 确定。

　　表 B.1 显色指数计算用标准颜色样品(第 1 号～第 8 号)的可见光光谱反射比

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　　表 B.1(续)

　　GB/T 5702—2019

　　表 B.1(续)

　　表 B.2 显色指数计算用标准颜色样品(第 9 号～第 15 号)的可见光光谱反射比

　　GB/T 5702—2019

　　表 B.2(续)

　　GB/T 5702—2019

　　表 B.2(续)

　　GB/T 5702—2019

　　表 B.2(续)

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　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　标准照明体 D 特征矢量

　　标准照明体 D特征矢量应按表 C. 1 确定。

　　表 C.1 标准照明体 D 功率分布

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　　附 录 D

　　(规范性附录)

　　CIE 193 1 标准色度观察者色匹配函数

　　CIE 1931 标准色度观察者色匹配函数应按表 D. 1 确定。

　　表 D.1 CIE 193 1 标准色度观察者色匹配函数