前言：光源的“良心”
在购买 LED 灯泡时，我们常看到包装上写着 “CRI > 90” 或 “Ra > 80”。这代表什么？ 为什么有些灯光下，苹果看起来鲜红欲滴，而在另一些灯光下却显得灰暗枯槁？
这就是光源的显色性。它描述了光源还原物体真实颜色的能力。一个高显色性的光源，能让物体呈现出如同在太阳光下一样的自然色彩。
本章将探讨显色性评价标准的演变，从传统的 CRI 到现代的 TM-30。
CIE $R_a$ (CRI - Color Rendering Index)
CRI 是 CIE 于 1965 年制定的标准，至今仍是最通用的指标。
评价方法
CRI 的计算基于“测试光源”与“参考光源”的对比。
- 参考光源：如果是低色温，用黑体辐射；如果是高色温，用日光模型（D系列）。
- 标准色样：选取 8 种中等饱和度的非光谱色（R1 - R8）。
- 计算色差：计算这 8 种色样在两种光源下的色差 $\Delta E_i$（在 CIE 1964 UVW* 空间中）。
- 计算指数：
CRI 的局限性
虽然 CRI 简单易用，但随着 LED 技术的普及，其缺陷日益暴露：
- 样本太少且饱和度低：R1-R8 都是粉彩系颜色，无法反映光源对高饱和度颜色的还原能力。
- 缺失 R9：R9 是饱和红色（Saturated Red），对于肤色、肉类、水果的还原至关重要。很多号称 $R_a > 80$ 的 LED，其 $R_9$ 可能是负值！
- 无法反映饱和度增加：如果一个光源让颜色看起来更鲜艳（饱和度增加），CRI 会降低（因为它只看差异，不看方向），但人眼往往喜欢这种效果。
IES TM-30-18
为了解决 CRI 的问题，北美照明工程学会（IES）推出了全新的评价体系 TM-30。它不再只用一个分数，而是提供了一套完整的评价图表。
99 个颜色样本 (CES)
TM-30 选取了 99 个来自真实世界的颜色样本（Color Evaluation Samples），涵盖了肤色、自然物、纺织品等各种反射率特征，远比 CRI 的 8 个样本全面。
双指标体系
TM-30 引入了两个核心指标：
- 保真度指数 $R_f$ (Fidelity Index)： 类似于 CRI 的 $R_a$，描述光源还原颜色的准确性。满分 100。
- 色域指数 $R_g$ (Gamut Index)：
描述光源对颜色饱和度的影响。
- $R_g = 100$：饱和度与参考光源一致。
- $R_g > 100$：颜色被增强（更鲜艳）。
- $R_g < 100$：颜色被致灰。
颜色矢量图 (Color Vector Graphic, CVG)
TM-30 提供了一个直观的极坐标图，展示了光源在 16 个色相区间内的色偏和饱和度变化。通过 CVG，我们可以一眼看出该光源是让红色更红了，还是让蓝色更灰了。
总结与展望
从 CRI 到 TM-30，显色性评价从单一的“准确性”维度，扩展到了“准确性 + 饱和度倾向”的多维评价。这对于商业照明（如商场、博物馆）尤为重要。
至此，我们已经讨论了光源、物体色、人眼视觉、均匀色彩空间和色差。但还有一个终极问题：为什么同一个颜色在不同背景下看起来不一样？（例如著名的棋盘阴影错觉）。
这涉及到了比色度学更高级的领域——颜色外观模型。在下一章《色彩科学Vol.10 颜色外观模型：CIECAM02》中，我们将探索这一复杂而迷人的领域。
Reference
- CIE. (1995). Method of Measuring and Specifying Colour Rendering Properties of Light Sources. CIE 13.3-1995.
- IES. (2018). IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition. IES TM-30-18.
- Smet, K. A., et al. (2015). Why the CIE Ra fails. Lighting Research & Technology.