什么是色温和相关色温？什么是显色性和显色指数？描述光源的特性参数有很多，其中就包括色温、相关色温、显色性和显色指数等指标，它们是评价光源性能的重要指标。鉴于许多的朋友对色温和相关色温、显色性和显色指数不是很了解，本文就为大家进行了介绍，对光源光学性能知识感兴趣的朋友不妨了解一下！
什么是色温和相关色温？
色温或相关色温的定义是某光源的色度坐标与绝对黑体辐射在某一温度下的色度一样，则这一温度称为某光源的色温。一般情况下，光源的色坐标在色度图上不一定准确地落在绝对黑体轨迹上，所以只能用光源与黑体轨迹最近的颜色来确定该光源的色温，称为相关色温。光源色温的经验公式为：
其中A=（x-0.329）/（y-0.187）。
色温在照明领域是一个非常重要的概念，也是评价光源色度特性的一个重要参数。色温的概念来自于黑体辐射，只有接近于黑体辐射的发光体讨论色温才有意义，对应一个具体的光源来说，它的色坐标位置只有接近色品图中的Planck轨迹，这时讨论色温才有意义，色品图中的Planck轨迹是不同色温的黑体辐射发光体所对应的色坐标在色品图上形成的一条曲线，人们把这条曲线称之为Planck轨迹，见下图所示。
在某一特定温度T下，黑体的光谱功率分布可由普朗克公式获得，即：
其中第一辐射c1=2πhc2=3.7418x10-16W·m2；
第二辐射常数c2=hc/k=1.4388×10-2m·K；k为波尔兹曼常数；c为光速。
根据已知黑体的光谱功率分布公式，我们可以求得色坐标与色温的关系表达式，当色温大于5000K时，CIE推荐用日光轨迹代替黑体轨迹，而日光轨迹的色品坐标为：
式中，xD的有效范围为0.250～0.380。
标准照明体和标准光源是为使光辐射测量标准化而引入的概念。CIE规定的标准光源有A，B，C，D65，E光源。有了色温和相关色温的概念，表示光源的特性将非常方便。如：
（1）A光源：色温为2845K，相当于白炽灯在2800K时辐射出的光。
（2）B光源：相关色温为4800K，相当于中午直射的日光。
（3）C光源：相关色温为6700K，相当于白天的自然光，它的蓝色成分较多。
（4）D65光源：相关色温为6500K，相当于白天平均光照，近年来，常被用作彩色电视的标准光源。
（5）E光源：又称为等能白光，即光谱功率分布值为常数，它是一种假想而实际并不存在的光源，采用它纯粹是为了简化色度学中的计算。
光源根据色温的高低分为暖色光（色温＜3300K）、冷白色光又叫中性色（色温3300K～5300K）、冷色光（色温＞3300K），常见光源的色温或相关色温如下表所示。
什么是显色性和显色指数？
显色性和显色指数的定义是人眼在具有不同光谱光源的照射下看到物体颜色会改变，感到物体颜色失真，这种影响物体颜色的照明光源特性称为光源显色性。光源的光谱分布决定光源的显色性，光源的显色性影响人眼观察的物体颜色，对光源显色性进行定量评价是光源制造部门评价光源质量的一个重要方面。
1965年CIE制定了一种评价光源的方法一“测色法”，经1974年修订，正式推荐在国际上采用。评定待测光源显色性，用显色指数值来表示。在计算显色指数过程中，标准照明体即作为参照照明光源要根据待测光源的相关色温来选取，一般如果待测光源的相关色温低于5000K时，参照照明体应是普朗克辐射体的光谱功率分布，高于5000K时应是不同时相日光的光谱功率分布（标准照明体D），计算一般显色指数用1～8号样品。计算各标准样品在参照照明体下，以及在待测光源下的三刺激值及色坐标。
样品的三刺激值计算公式为：
公式中k为归一化系数，公式为：
设定ρ（λ）=1为完全漫反射体的Y定义为100，即其中照明体的Y值调整为100。
三刺激值是以最低覆盖范围在400nm～700nm的光谱反射曲线ρ（λ）为基础计算。在每种波长间隔中（△λ）由照明体（光源）的相对光谱功率分布状态S（λ）乘ρ（λ）再与光谱三刺激值函数x（λ）、y（λ）、z（λ）每种相乘，它们所选择的范围为△λ=1nm、5nm或10nm。我们在计算时选取的是400nm～700nm，波长间隔为10nm。
出上述公式可以分别求得8种样品分别在待测光源和标准照明体下的XYZ，进而求得u、v，考虑色适应色品位移，用下面公式修正在待测光源的照明下样品的色品坐标，求得u'ki，v'ki。
公式中下标r代表参照光源，k代表待测光源，i代表1～8号样品。
用下面的公式计算色差，CIE规定以CIE1964W*U*V*色差公式来计算：
式中u'k=uk，v'k=vk。
利用下述公式可以计算出光源对1～8号样品的显色指数，即：
对8个样品的平均显色指数称为光源的一般显色指数，即：
结合我国实际情况，可将光源的一般显色指数划分为三个范围，见下表。
不同光源的显色指数如下表所示。
