隨著節能環保的呼聲越來越強，我們在照明設計中越來越多使用LED燈。LED市場目前可謂是魚龍混雜，良莠不齊，各廠家和商家，都在力推、力吹自己的產品。對此亂象，我們的觀點是：與其聽他吹得天花亂墜，不如讓他送樣一測。

LED燈具的選擇包括了外觀、散熱、配光、眩光、安裝等。我們今天不講燈具方面的參數，只講光源：你真的會挑選一個好的LED光源么?光源的參數主要有：電流、功率、光通量、光衰、光色、顯色性。我們今天的重點是講最后兩項，先簡要講講前面四項。

首先，我們經常說：“我要多少瓦的燈”，這個習慣是延續以前的傳統光源，那時的光源只有幾種固定瓦數，基本只能在那些瓦數里面選擇，不能自由調整。而現在的LED，驅動電流稍微改改，功率馬上就變了!你還在要求功率么?當心!同一個LED光源，用過大的電流去驅動的時候，功率是上去了，但是會造成光效下降、光衰增加。請看下圖：

一般而言，冗余=浪費，但對LED工作電流而言，卻是節約。在驅動電流達到額定允許最大值的情況下，降低1/3的驅動電流，犧牲的光通量是很有限的。然而帶來的好處卻是巨大的：

光衰減大大減緩;

壽命大幅度延長;

可靠性大幅改善;

電能利用率更高。

所以，一個好的LED光源，驅動電流應該使用最大額定電流70%%左右。

在此情況下，設計師應該直接要求光通量，至于使用什么瓦數，應該由廠家自己去決定。這樣可以促進廠家追求效率和穩定性，而不是一味去推高光源的瓦數，而犧牲了效率和壽命。

上面講的包括了這幾個參數：電流、功率、光通量、光衰。他們之間是有著密切關聯的，使用中要注意：哪個才是你真正需要的?

光色

傳統光源時代，說到色溫，大家只關心“黃光、白光”，不大關心光色跑偏的問題。反正傳統光源色溫就那幾種，選一個就行，一般也不會跑偏去哪。到LED時代，我們發現：LED的光色啥樣都有。即使是同一批燈珠，都有可能偏差到千奇百怪，紅紅綠綠好生熱鬧~~

都說LED好，節能又環保。可是你造嗎?把LED做爛掉的企業真的不少!以下是V友發來的某大型項目的某國內著名品牌的LED燈具應用實景，瞧人家這配光、這色溫一致性、這幽幽的藍光……

鑒于此亂象，有個良心LED燈具廠向客戶承諾：“我們的燈具，色溫偏差±150K以內!”，也有設計公司在做產品選型時，規格書上注明：“燈珠色溫要求偏差±150K以內”。

這個150K的依據是引用傳統文獻結論：“色溫偏差±150K以內，人眼難以察覺”。他們認為：規定了色溫“±150K以內”，就可以避免紅紅綠綠的事情發生。其實，真的“沒那么簡單”……

先舉個栗子，就在這個廠的老化室里，我看到兩組明顯不同光色的燈條，一組正常暖白，另一組明顯偏綠。如圖，能發現兩根燈條的區別吧?一紅一綠，有木有?按照上面的說法，人眼都看出明顯差別了，色溫差距肯定高于150K了吧?

俺從包里掏出“神器”——微型光譜測試儀照明護照，對著他倆分別測了一下。結果是這樣的……

看到沒?人眼看上去完全不同的兩個光源，“相關色溫”只相差20K!你真的以為……右邊那根色溫高了20K，就被你看出來了么?

難道“色溫偏差±150K以內，人眼難以察覺”這個結論不對嗎?莫急，聽我慢慢解釋：先說說色溫(CT)vs相關色溫(CCT)這兩個概念。我們平時說光源的“色溫”，其實一般都是引用檢測報告上“相關色溫”這一欄。《建筑照明設計標準 GB50034-2013》里對這兩個參數的定義：

色溫 Colour Temperature

當光源的色品與某一溫度下黑體的色品相同時，該黑體的絕對溫度為此光源的色溫。亦稱“色度”。單位為開(K)。

相關色溫 Correlated Colour Temperature

當光源的色品點不在黑體軌跡上，且光源的色品與某一溫度下的黑體的色品最接近時，該黑體的絕對溫度為此光源的相關色溫，簡稱相關色溫。單位為開(K)。

先舉個容易懂的栗子來解釋一下神馬是“相關”。假設，咱們國家只有一條鐵路：京廣線。早年俺窮，只能坐火車旅行。老婆打電話查崗：“你現在哪呢?”我正好在鄭州，就回答：我在鄭州。明天她又問，我說：現在武漢。于是，我們習慣了使用北京、鄭州、武漢、廣州來標示自己所在的位置。

又是假設，有一天俺有錢了，買輛汽車自駕游，離開京廣線，到了西安。又被查崗，老婆沒文化，只知道京廣線，不知道西安在哪。我只能找個離京廣線“最近”的地方，告訴她：我在鄭州。你說我胡扯吧：“西安離鄭州辣么遠，你也好意思說?”但是，沒錯啊!我說的是“相關位置”!如果在南京，就可以說：“我在武漢!”

以上純屬段子，說明“位置”和“相關位置”的關系。下面回到色溫來。

地圖上的經緯度表示城市的位置，“色坐標圖”上的(x、y)坐標值表示某個光色的位置。看下圖，(0.1，0.8)這個位置就是純綠色，(0.7，0.25)這個位置就是純紅色。靠中間部分基本是比較白的光，這種“白的程度”無法用文字描述，就有了“色溫”這個概念。

鎢絲燈泡不同溫度時發出的光，在色坐標圖上表示為一根線，叫做“黑體軌跡”，簡寫為BBL，也叫做“普朗克曲線”。黑體輻射發出的光色，我們人眼看上去是“正常的白光”。一旦光源的色坐標偏離了這條曲線，我們就認為他“偏色”了。

我們最早的鎢絲燈泡，無論怎么做，他的光色都只能落在這條表示冷暖白光的線上(圖里的粗黑線)，我們把這根線上不同位置的光色叫做“色溫”。現在科技發達，我們做出來的白光，光色不一定就正好落在這根線上，只能找一個“最近”的點，讀出這個點的色溫，叫做他的“相關色溫”。現在你知道了吧?別說偏差±150K了，兩個光源就算CCT一模一樣，光色也可能大不相同呢。就像上面說的“西安vs鄭州”那樣……

把3000K這條“等溫線”放大看：

什么?你還是不懂?那我也沒辦法了……總之，信徐工一句：“只說色溫是不夠的，即使大家都是3000K，也會有偏紅或偏綠的可能”。查崗時說在鄭州，他可能是在西安呢，呵呵~

那……應該什么看呢?

咱們要學一個新的指標：SDCM。

依舊使用上面的栗子，這兩組燈條，他們的“相關色溫”只相差20K!可以說是幾乎完全相同了。但事實上，他們卻是明顯不同的光色。問題出在哪里?

真相是這樣的：我們來看看他們的SDCM圖：

左圖是左邊暖白的3265K，請留意綠色橢圓右邊的小黃點，就是本光源在色度圖上的位置。右圖是右邊偏綠的，他的位置跑到紅色橢圓外面去了。

看不懂?咱們依舊使用上次京廣線的栗子。

上次我在西安，告訴老婆說在鄭州。后來她聰明了，學會看地圖，知道除了京廣線，還有很廣闊的地盤。在地圖上畫幾個圈：黃、藍、綠、紅，分別距離“鄭州市中心”距離50、100、150、200公里。規定：今后除了要說城市，還要報告離市中心的距離，超過200公里之外，就不能說“在鄭州”。

這個“距離圈”，用在色度坐標圖里，就是SDCM的概念。

先看看上例兩個光源在色度圖上的位置，他們距離黑體曲線最近處的數值分別是3265K和3282K，看上去只相差20K，但實際上他們的距離可遠了~和西安距離鄭州差不多了~

測試軟件里沒有3200K的線，只有3500K，我們自己畫一下3200K的圈圈：

黃、藍、綠、紅四個圈，分別代表距離“完美光色”的距離是1、3、5、7個“step”。

這個“step”的意義是什么?為什么不是正圓而是橢圓?……如果你一定要搞明白的話，照明微課堂曾經發過一篇文章，請輸入“140803”查看《請不要再曲解麥克亞當橢圓》。

其實不明白也沒關系，你只要記住：光色差別在5個step以內時，人眼基本區別不出來，這就夠了。新國標中也規定了：“選用同類光源的色容差不應大于5 SDCM”。

我們看：下面這個點，距離“完美”光色正好在5step以內，我們認為它是比較漂亮的光色。而上面那個點，已經跑出7step去了，人眼就能明顯發現他的偏色。

我們會用SDCM來評價光色，那么如何測量這個參數呢?建議你隨身帶一臺光譜儀……不是開玩笑哦，便攜式光譜儀!對戶外照明而言，光色的準確尤為重要。偏紅偏綠都難看。所以，咱們要擦亮眼睛、自備“神器”，時刻準備，用火眼金睛去抓出不合格產品。

顯色指數

對顯色指數要求高的室外照明是建筑物的照明，例如用于建筑表面照明的洗墻燈和用于景觀照明的泛光燈等。低顯色指數會嚴重損害被照建筑或景觀的美觀。

室內應用方面，顯色指數的重要性尤其體現在住宅、零售商店、及酒店照明等場合。對辦公環境來說，顯色特性反倒不是那么重要，因為辦公室照明的設計是為了工作的執行來提供最佳的照明，而不是為了美感。

顯色性是評價照明質量的重要方面，顯色指數(Color RenderingIndex)則是評價光源顯色性的重要方法，是衡量人工光源顏色特性的重要參數，被廣泛應用于評價人工照明光源。不同Ra下的鮮花效果：

通常來講，顯色指數越高，說明光源的顯色性越好，對物體的色彩還原能力越強。但是，這只是通常來講。事實果真如此嗎?用顯色指數評價光源的色彩還原力絕對可靠嗎?什么情況下會有例外?

為了弄清楚這些問題，我們先得搞明白顯色指數到底是指什么，怎么得出來的。就像公司為了更好地考核你的工作，會給你設置一系列的KPI指標，并按照一個合理的模型建立規范，然后進行打分一樣，CIE也很好的規定了一套評價光源顯色性的方法，它采用14種試驗顏色樣品，用標準光源測試得到一系列的光譜亮度數值，并且規定它的顯色指數是100。被評價光源的顯色指數就按照一套計算方法比對標準光源來進行打分。這14種實驗顏色樣品如下：

其中1-8號用于一般顯色指數Ra的評價，選取的是8種具有中等飽和度的代表性色調。除規定了計算一般顯色指數用的8種標準顏色樣品外，CIE還補充規定了6種計算特殊顏色顯色指數的標準顏色樣品，供檢驗光源的某種特殊顯色性能選用，分別是飽和度較高的紅、黃、綠、藍、歐美人的膚色和葉綠色(9-14號)。我國的光源顯色指數計算方法還增加了代表亞洲女性的膚色的顏色樣品R15。

問題來了：通常我們所說的顯色指數值Ra是基于光源對8塊標準色樣的顯色性得到的，8種顏色樣品都具有中等彩度和明度，都是非飽和色，它們用于衡量光譜連續且頻帶較寬的光源的顯色性具有不錯的結果，而對于評價波形陡峭且頻帶狹窄的光源則會產生問題。還是舉KPI為例，公司是基于想要什么就考核什么，但是所謂上有政策下有對策，員工也會因為公司考核什么就刻意表現什么。那么，KPI分數高，這個員工就真的優秀嗎?顯色指數Ra高，顯色性一定好嗎?

舉栗：下面兩張圖片，每張圖片中的第一行都是標準光源對各種顏色樣品的表現，第二行是被測試的LED光源對各種顏色樣品的表現。

這兩種LED光源的顯色指數，按照標準測試方法計算的結果是：

上面一張Ra=80，下面那張Ra=67。意外吧?原因?上面已經講過了。

那么，有沒有新的更好的辦法來評價光源的顯色性呢?NIST的答案是CQS(色質指數法)。與顯色指數(CRI)類似，CQS也是采用測驗色法，不過CQS選取的是15種飽和色，它們平均分布于整個可見光譜中，如下圖所示。

任何一種方法，都有可能存在它的不適用的地方。那么，如果具體到對色彩要求很嚴格的空間，我們究竟該用什么方法來判斷某種光源是否適合使用呢?我的方法可能笨一點：看光源光譜。

下面是幾種典型光源的光譜分布，分別是日光(Ra100)、白熾燈(Ra100)、熒光燈(Ra80)、某品牌LED(Ra93)、金鹵燈(Ra90)。

從光譜分布我們不難分析得出，雖然測試所得顯色指數Ra都大于85，屬于優等，但其實他們真正的色彩還原能力還是不同的。

因此，關注光源的顯色性時，首先我們看Ra。對于大部分LED光源來說，通常是不連續、頻段窄的，要看光譜分布。在色彩豐富且要求較高的場所，比如博物館、超市、商店、餐飲，我們應該選擇光譜比較連續且頻帶較寬的光源，這樣才能真實還原出物品真實、漂亮和舒適的顏色，有助于物品展示和銷售以及環境氛圍的營造。

所以，LED 僅有色度坐標、SDCM也還是不夠的。色度坐標值只能量化地表征LED 在被直視時的色彩表現，但并不能很好地體現物體被LED 照亮時的色彩表現。

如圖所示，藍色和紅色曲線分別為白熾燈和LED燈的光譜功率分布，色溫均為3000K，CIE坐標x=0.437.y=0.404。

兩個光源擁有完全相同的色度坐標值，而它們的光譜功率分布(Spectral power distributions，SPD)則非常不同。我們直接觀察二者所發出的光，看起來的顏色是完全相同的。但如果拿它們去照亮其他具有色彩的物體，被照亮物體則會呈現不同的顏色。光譜功率分布的差別越大，同一物體被它們照亮時所呈現的顏色可能差別亦越大。

其原因在于物體所呈現出的顏色并不只是決定于其本身的性質。顏色是光源的光譜特性、被照射物體的光譜反射率以及人眼的光譜敏感度之間復雜相互作用的產物。人類視覺系統進一步調整來自視網膜的信號，以產生最終的色彩感知。日常生活中當我們談到顏色時，仿佛認為這是各種物體本身所具有的一種性質。

例如蘋果是紅色的，香蕉是黃色的。實際上，使蘋果看上去是紅色的固有特性，源于蘋果會反射更多的長波長光線，而反射中段和短波長的光線較差。而香蕉的反射光波長集中于580-590nm左右。如果我們用紅色LED來照亮香蕉，香蕉就會變紅色。如圖，燈泡發出的光波的譜功率分布被淡藍色氣球上色料的譜反射特性所修改，形成新的譜功率分布并進入人眼。

當物體相繼被兩個光源照射的時候，其呈現的顏色可能會發生戲劇性的變化。即使兩個光源具有完全一致的色度坐標，只要它們的譜功率分布不一致，反射光的譜功率分布將基本上不再互為同色異譜，因此也就會表現出顏色的不一致，即使不是那么明顯，也至少會發生輕微的變化。

色彩再現對室內LED照明來說尤其重要。一只典型的白光LED的譜功率分布，與通常的室內燈光(無論是白熾燈還是熒光燈)相比有很大的差別。消費者也許會很失望地發現，當他們在家里或者辦公室裝上全新的LED燈泡之后，他們所熟悉的東西的顏色會發生巨大的變化。

過去，照明行業己經面對了這個問題，并提出了顯色指數(CRI) 這個度量指標，通過跟白熾燈光源(低色溫范圍，<5000K)和日光(高色溫范圍，>5000K)的特性進行對比，定量分析光源的色彩再現特性。在所考察的光源之下，色彩呈現或色彩再現與在日光或白熾燈下的表現完全一致，顯色指數就是100。顯色指數并不是光源的色彩再現性能的完美預測者，但它確實在實踐一種合理的工作。

顯色指數測量一共使用了14種色片。其中，8種用于獲得實際的顯色指數值，其余6種用于為一些特定的顏色提供專門的測量。色片的選擇都是典型的常用材料。他們的反射特性曲線如圖所示。

顯色指數Ra僅使用8種譜反射分布(色片)來代表實際應用中可能碰到的真實物體可能擁有的無限多的譜反射分布。這是一大缺陷。

顯色指數標準中包含的另外6種色片，一定程度上可以用于彌補該標準所使用的少量的幾個譜反射分布的不足。用于純紅色 (saturated red) 的R9值通常對白光LED十分有價值，因為白光LED缺乏長波長的光波，因而常常不能很好地還原純紅色。在對比兩只LED的顯色指數值的同時，比較它們的R9值是有意義的，這對紅色再現很重要的應用場合來說，尤其如此。

新國標中規定：“長期工作或停留的房間或場所，色溫不宜高于4000K ，特殊顯色指數R9應大于零”。

如圖：不同顯色指數的熒光燈顯色性對比，其中黃顏色基本沒差別，但是紅色(R9)的差距很大。

紅色對于我們特別重要，光源對于紅色的顯色能力直接影響光源對于我們人體膚色的顯色能力，并且我們特別在意紅色物體以及我們膚色在燈光下的顏色。

下圖是同樣的食物在不同R9顯色指數光源下的效果。

而R9對于LED來說就更為重要。隨著LED的快速發展，我們能夠越來越方便的調節白光LED的光譜。為了提高光效，大家紛紛減少了在波長較長區域的能量，也就是紅色波長區域的能量，而把更多的能量放在了555nm左右。這樣LED對于紅色，尤其是彩度較高的紅色的顯色能力就會下降，而這種下降不能被CRI表現，這也就是為什么R9對于LED尤為重要的原因。

圖為同樣質地顏色的紅木在不同的光源下呈現的不同效果。中間和右邊，木質的顏色看上去相差那么多!僅僅是因為2700K和4000K的色溫，就會導致如此大的差別么?其實，是光譜在作怪。看看他們的光譜區別吧：右邊那個，到紅色部分，基本都沒有了啦……

以上我們講了光色方面的幾個小點，其實還有色彩飽和度、對白色物體的表現……等很多需要關注的因素。我們在選擇光源時，不能簡單地憑借幾個固有參數去輕易選擇，例如“色溫偏差?150K以內”，那樣就是刻舟求劍、膠弦鼓瑟了。

作為專業照明設計師，要根據自己設計場所的特性、被照物的特性，去選擇照明所需的合適光源。