陳生瓏，張倩倩，李夢華

(1.?？谑惺姓芾砭值罉蚩?，海南 ?？?570100；2.北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100085；3.北京清城品盛照明研究院有限公司，北京 100085)

引言

目前常用的燈具評價顯色程度優(yōu)劣為顯色指數(shù)(Color Rendering Index，CRI)評價方法，以Ra值1～100來評價顯色程度，這種方法始創(chuàng)于1946年，國際照明委員會(CIE)取光源表現(xiàn)8種色樣程度的平均值(圖1)，它適用于常規(guī)中低飽和度色彩顯色程度評價，簡單有效[1]。但是，如果被照物體的固有色是飽和度較高的紅、黃、綠、藍(lán)等色彩傾向時，采用此評價方法就不適合了。因為評價高飽和度色彩時，Ra值高也并不能呈現(xiàn)出理想的物體固有色[2]，如天安門城樓早期采用了Ra為90的大功率金鹵燈進(jìn)行泛光照明，顯色性如此高的燈具設(shè)備也無法還原白天的色彩飽和度(圖2)。

圖1 CRI顯色評價方法色樣Fig.1 CRI colorimetric evaluation method color sample

圖2 天安門早期泛光照明與日間色彩對比Fig.2 Comparison of early floodlighting and daytime color at Tian’anmen Square

2015年北美照明學(xué)會(IES)發(fā)布了對于光源顯色能力的新的評價方法，評價光源顯色不再僅使用一個指標(biāo)，而是Rf和Rg兩個指標(biāo)，采用代表了生活中能看到的常見顏色(從飽和到不飽和、從亮到暗)的99個標(biāo)準(zhǔn)色(圖3)[3]。Rf用于表征各標(biāo)準(zhǔn)色在測試光源照射下與參考光源相比的相似程度(100代表完全相同、0代表差別很大)[1]；Rg則代表各標(biāo)準(zhǔn)色在測試光源下與參考光源相比飽和度的改變(100代表飽和度相同、大于100表示光源可以提高顏色的飽和度、低于100代表顏色的飽和度在測試光源下較低)；同時還提供了一個顏色失真圖標(biāo)，可以提供更為直觀的信息，用以表示各種顏色的色漂以及飽和度的改變(圖4)[4]。

圖3 IES顯色評價方法色樣Fig.3 IES color evaluation method color sample

圖4 IES顯色評價方法Fig.4 IES color development evaluation method

上述兩種方法都是針對白光光源的顯色性評價標(biāo)準(zhǔn)，而色彩艷麗的載體，如僅使用白光表現(xiàn)，在夜間會明顯削弱載體色彩的飽和度，與人們的心理預(yù)期還有一定差距[5]。因此，優(yōu)選顯色還原度高的白光，通常需要結(jié)合預(yù)期做適當(dāng)?shù)牟使庋a(bǔ)色主觀評價實驗，從而配合靈活定制的不同波長彩光來呈現(xiàn)載體艷麗的固有色[6]。針對固有色彩比較艷麗的載體，LED燈具在色彩配比方面可以靈活定制的特性，又一次證明了它在景觀照明實際應(yīng)用中的優(yōu)勢。本文以三個實際案例來闡述針對色彩飽和度高的載體，結(jié)合主觀評價實驗，確定燈具光色配比的經(jīng)驗。

1 應(yīng)用案例

1.1 天安門城樓改造提升

在2004年完成的照明建設(shè)中，整個城樓主立面采用了大量色溫為3 000 K的金鹵燈。這一選擇在當(dāng)時確實提升了城樓高大城墻的整體亮度，但即便是顯色性很高的金鹵光源，整個城樓的夜間色彩呈現(xiàn)方面也沒有達(dá)到人們的心理預(yù)期，城樓色彩飽和度仍有提升的空間。2011年，天安門城樓重新進(jìn)行改造提升設(shè)計，提升工程于2012年9月竣工。此次改造對景觀照明工程中的文物保護(hù)、控制眩光、后期維護(hù)、燈具隱藏，尤其是色彩呈現(xiàn)等問題進(jìn)行了全面改進(jìn)。

項目組人員首先去現(xiàn)場對紅墻的固有色測量取樣，按照樣板色制作了1.2 m×2.4 m大小的色板，用于不同光色表現(xiàn)紅墻的主觀評價實驗。因項目實施設(shè)計時，IES尚未發(fā)布新的顯色評價方法，該項目實驗仍選擇了Ra值大于80的高顯色LED進(jìn)行實驗，用2 200 K、3 000 K色溫?zé)艟哒丈浼t墻色板，呈現(xiàn)出來的是橙黃色或偏白的紅色，仍達(dá)不到紅墻理想的飽和度。CRI顯色評價方法中除了一般顯色指數(shù)外，還有R9～R14特殊顯色指數(shù)，其中R9為飽和紅色，比較接近紅墻顏色，項目組挑選R9不同的燈具進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果表明，R9高的燈對紅色的還原性確實會高，但表現(xiàn)出的顏色仍不夠明艷(圖5)。為更好地呈現(xiàn)城樓的紅色，由8位設(shè)計師及多名項目業(yè)主組成的主觀評價團(tuán)隊，經(jīng)過多輪實驗達(dá)成一致，呈現(xiàn)色彩最好的光色配比為2 700 K白光混合波長620 nm的紅色和590 nm的琥珀色燈珠，燈珠比例為1∶1∶1,混合出定制色彩還原城樓的紅墻色彩最為理想，最終確定燈具的色坐標(biāo)x/y=0.522/0.429。

圖5 紅墻主觀評價實驗Fig.5 Red wall subjective evaluation experiment

本項目竣工后，天安門城樓對比早期的亮化效果更飽滿地還原出紅墻本色，充分展現(xiàn)出天安門“中國紅”的標(biāo)志形象(圖6)。作為精品工程，該實驗方法支持了多個同類項目的研究應(yīng)用。

圖6 天安門城樓改造前后色彩飽和度對比Fig.6 Comparison of color saturation before and after the transformation of the Tian’anmen Square Citadel

1.2 江西南昌滕王閣照明改造提升

滕王閣——江南三大名樓之一?，F(xiàn)在的滕王閣是1989年復(fù)建的建筑，并非真正的文保建筑，但因其歷史地位的重要性，滕王閣旅游區(qū)還是被文化和旅游部批準(zhǔn)為國家5A級旅游景區(qū)。2013年啟動了對滕王閣照明的更新，作為精品項目，此次改造對景觀照明工程中的燈具隱藏和色彩呈現(xiàn)等問題進(jìn)行了全面提升。

設(shè)計階段將古建景區(qū)在照明建設(shè)后的精致度和色彩呈現(xiàn)度作為最主要原則。設(shè)計中，表現(xiàn)紅色斗拱結(jié)構(gòu)的燈具及電器管線隱藏于額枋上緣，金屬燈槽以彩繪形式與額枋本身彩繪統(tǒng)一。燈具經(jīng)過多種光色混合實驗，由設(shè)計師、業(yè)主、專家組成約20人的主觀評價團(tuán)隊，首先對比滕王閣紅墻取樣與天安門紅墻固有色的差距，紅墻取樣幾乎一致的情況下，沿用天安門紅墻照明的燈具進(jìn)行實驗，并根據(jù)實驗時照射紅色立面的主觀感受，因滕王閣的綠色琉璃瓦本次也要求作為顯色重點，最終光色配比做了微調(diào)，將其紅墻照明的飽和度適當(dāng)降低，避免色彩搭配不協(xié)調(diào)。最終主觀評價實驗團(tuán)隊的人員達(dá)成一致，紅墻的最佳效果確定為燈珠配比以紅(620 nm)、黃(590 nm)、白色(2 700 K)組合，混光比例為1∶1∶2。

頂部綠色琉璃瓦也實驗了2 200～5 000 K不同色溫的白光對瓦的顏色還原性，因CRI評價方法采用的色樣只有一個葉綠色，與古建的綠瓦不太相符。本案例采用IES TM30標(biāo)準(zhǔn)Rg色飽和度較高的白光LED進(jìn)行實驗，實驗證明了燈具的色溫冷暖情況：2 200 K和3 000 K偏暖，呈現(xiàn)綠瓦會偏暖黃色；5 000 K偏冷白。最終選定4 000 K的白光較為適中，更好地還原了琉璃瓦的透亮效果，并在4 000 K白光基礎(chǔ)上，結(jié)合綠光(530 nm)補(bǔ)色實驗，最終主觀評價實驗團(tuán)隊的人員達(dá)成一致，確定了混光配比為4 000 K+綠色(530 nm)，比例為2∶1。

滕王閣竣工后，得到了各界的廣泛好評，夜間其如同屹立于贛江東岸的一顆璀璨明珠，璀璨的色彩在周邊高樓林立的現(xiàn)代建筑叢林中更加凸顯(圖7)。

圖7 滕王閣照明更新竣工后效果Fig.7 Tengwangge lighting renewal after completion effect

1.3 武漢東湖景觀照明設(shè)計

武漢東湖是中國水域面積最大的城中湖，同時也是國家5A級旅游景區(qū)，擁有著世界級別綠道。東湖范圍內(nèi)主要景區(qū)以古建亭臺樓閣為主要載體，方案以岸線為卷軸，通過寫意的光手法描繪碧水浮墨的東湖畫卷，節(jié)點建筑體現(xiàn)楚韻風(fēng)格，猶如寶石翠玉鑲嵌在長卷中。

在夜間，如何表現(xiàn)東湖節(jié)點建筑特色“碧色瓦面”，成為本項目燈具定制的一個重點。東湖古建的綠色屋頂對比武漢滕王閣，載體本身固有色已存在風(fēng)蝕掉色的現(xiàn)象。為了更好地展現(xiàn)設(shè)計理念，凸顯寶石翠玉鑲嵌的東湖畫卷，綠色比重需要加強(qiáng)。通過不同光色的燈珠進(jìn)行混光，最終針對瓦面的碧色確定了4 000 K白光結(jié)合波長516 nm綠色光，混光比例白色：綠色為1∶2。相比滕王閣這里增加了綠光比例，全亮色坐標(biāo)x/y=0.345/0.436，在屋頂固有色上呈現(xiàn)出中國國畫中的“碧色”(圖8)。

圖8 東湖景觀照明提升竣工后效果Fig.8 East Lake landscape lighting enhancement after completion

2 結(jié)論

綜上案例所述，對于表現(xiàn)色彩艷麗的載體來說，如古建紅墻、琉璃瓦雖有相似性，但每個應(yīng)用面都各有不同，精細(xì)化設(shè)計需要通過主觀實驗調(diào)色來確定色彩配比。本文通過對幾個項目的研究，以還原古建原貌為初衷，結(jié)合載體固有色和主觀預(yù)期兩大因素選取最佳配比，從而將載體色彩呈現(xiàn)得更璀璨、更瑰麗，像主題樂園、文旅景區(qū)及一些色彩艷麗風(fēng)格鮮明的載體都適用這一方法。同時，對于古建來說，無論其本身色彩飽和程度是否存在褪色、風(fēng)蝕的因素影響，人們的心理預(yù)期都已形成了“較高飽和度的預(yù)設(shè)”，定制光色也可以使用適當(dāng)夸張表現(xiàn)色彩來迎合人們心理預(yù)期。因此，這一方法適用于這種需要加強(qiáng)色彩飽和度的照明應(yīng)用領(lǐng)域。