CIE标准照明体

CIE标准照明体(CIE Standard Illuminants)是国际照明委员会(CIE)定义的“理论光源光谱功率分布(SPD)数据”,并非实际物理光源,而是为颜色测量、光学测试提供统一基准的标准化数据。其涵盖多种类型,分别对应不同的自然光源或人工光源场景,如标准照明体 A、B 和 C 于 1931 年引入,分别表示钨丝灯(白炽灯)、直射阳光和平均昼光; D系列(1967 年)代表日光的变化; 标准照明体E 表示能量等值的照明灯; F系列(2004 年)对应不同荧光灯光谱;LED 系列(2018 年)是 CIE 专为 LED 光源制定的独立标准体系。
注:CIE标准照明体是规定光谱功率分布的抽象光辐射体,而标准光源是能实现该光谱分布的实际物理光源。

标准照明体A
旨在代表典型的充气钨丝灯(白炽灯)环境照明,其相对色温为2856 K 。光谱分布表现为从长波(红光)到短波(紫光)单调递减的连续光谱,呈现明显的暖色调倾向。

标准照明体B
旨在代表直射阳光环境,其相关色温约为 4874 K。其光谱分布介于低色温的 A 与高色温的 C 之间,虽曾作为正午阳光的基准,但目前在现代色度学应用中已基本被更精确D系列照明体取代。

标准照明体C
旨在代表不含紫外成分的平均昼光(可通过 A 光源配合特定滤光片的标准光源来复现),其相关色温约为 6774 K。虽然在现代工业中逐渐被D系列取代,但在评估某些不含荧光特性的传统材料时仍有应用。

图1:标准照明体A、B、C的相对光谱功率分布图

(图像来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_illuminant#Illuminant_series_LED

标准照明体D
旨在代表包含紫外波段的典型昼光。其光谱分布基于实际日光测量数据,涵盖了 300nm 至 830nm 的宽广范围,是目前全球色彩工业中应用最广泛的的基准照明体,用于评价物体在自然光下的真实色彩。
典型照明体:

标准照明体F
旨在代表各类荧光灯光照环境,其光谱特征由稀土荧光粉产生的非连续线状发射峰与连续光谱叠加而成。该系列包含 12 种标准光谱(F1-F12),主要用于评估产品在商业或办公室内等人工光源下的色彩表现。
典型照明体:

标准照明体E
标准照明体 E 是一种理想化的等能辐射体,在整个可见光谱(380–780 nm)范围内,其光谱辐出度(以 $M_{e,\lambda}$ 计)为恒定值。在CIE XYZ颜色空间中,它的色度坐标为 $(1/3, 1/3)$。其并非黑体,本身不具备色温,但可以用相关色温为 5455K 的 D 系列照明体来近似模拟。

CIE 1931 色度图:典型标准照明体的色度坐标分布

(图像来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_illuminant#/media/File:Planckian-locus-whitepoints-crop.png
标准照明体 E 位于普朗克轨迹(黑体轨迹)下方,其相关色温(CCT)与 D55 大致相同。

LED照明系列
随着 LED 照明的日益普及,CIE 于 2018 年正式发布了专门针对 LED 光源的系列标准照明体(CIE 15:2018)。该系列基于不同技术路线的典型 LED 光谱设计,主要包含以下类别: