CIE 2016照明质量与能效大会报告简析

王书晓

(中国建筑科学研究院，北京　100013)



CIE 2016照明质量与能效大会报告简析

王书晓

(中国建筑科学研究院，北京100013)

国际照明委员会(CIE)于2016年3月3日至9日在澳大利亚墨尔本举行CIE 2016照明质量和能效大会，会议日程分为3月3日至5日召开大会的学术报告， 7日到9日召开D2、D4和D5的分部会议以及TC会议。

本次大会共有论文108篇，其中邀请论文3篇，口头报告论文51篇，各类张贴论文54篇，以及4个专题研讨会，涵盖颜色质量、新型光度、辐射度测量技术、视觉感受、照明质量、眩光、光生物、中间视觉等多个热点主题。其中我国学者贡献了10篇精彩的大会报告、8篇张贴论文。

在此次会议上CIE主席Yoshi Ohno，及几个分部负责人共同向与会代表介绍了CIE的研究战略起草工作，该研究战略确定了CIE近期的十项重点研究领域及对应负责分部。下面将简要介绍各研究领域的研究内容，及本次大会上相关论文发表的情况：

1　关于LED光源与(视)知觉和偏好相关的颜色质量的研究(D1)

近年来随着LED技术的快速发展与应用，与现行CRI评价方法相对滞后的矛盾日益突出，因此第一分部将联合学术研究机构、生产企业及计量机构开展该领域的研究工作作为当前首要任务，建立新的白光光源颜色质量指数，包括更加科学的颜色保真度指数以及新的颜色偏好指数等，同时还将确定评价参考光源光谱等问题。在此次会议上现任CIE主席Yoshi Ohno的《VISION EXPERIMENT II ON WHITE LIGHT CHROMATICITY FORLIGHTING》，浙江大学罗明教授团队的《EVALUATION OF WHITENESSINDICES》，中国建筑科学研究院赵建平的《THE INFLUENCE OF COLOR RENDERING CHARACTERISTICS TO THE TELEVISION PICTURE COLOR REPRODUCTION》以及比利时Kevin Smet的《ON THE IMPORTANCE OF COLOR SPACE UNIFORMITY ANDSAMPLE SET SPECTRAL UNIFORMITY FOR COLOR FIDELITYMEASURES》均在该领域进行了各自的研究和探讨。在此次会议上还召开了由罗明教授主持的针对显色性评价方法的专题研讨会。

2　CIE 2006色度学的应用(D1)

相关研究表明CIE 1931色度学方法在分析典型白光LED光源时将会出现明显的错误。因此在基于当前研究成果的基础上，CIE提出了新的色度学方法，即CIE 2006色度学，该方法可以根据观测者的年龄、视场大小等因素，计算出相应的色品图。

当前仍然需要通过大量的实测数据，比较CIE1931、1964及2006三种颜色匹配函数在实践中，特别是在应用于LED照明和图像应用中的结果差异。同时第一分部还将就CIE 2006颜色匹配函数的计算标准化方法开展深入研究工作。

3　光度学、色度学和辐射度量学中新的标准光源和标准照明体(D2、D1)

获得稳定的标准光源和传感器是建立一个好的计量系统的前提和基础。当前禁止使用白炽灯的政策导致传统的钨丝标准光源的价格日益增长和生产企业大量减少，及固态照明技术的快速发展都给标准光源和标准照明体的选择提出了重要挑战。因此当前急需开发基于固态照明技术的标准光源。然而相较于传统标准光源，LED产品将更加复杂，其控制参数、光谱及其空间分布特性等因素带来的不确定性仍然无法进行有效评估。这都将是该领域内的重要研究课题。在本次会议上该领域内的重要代表论文包括：中国计量科学研究院刘慧研究员的《CHARACTERIZATION OF MODIFIEDLED LAMPS FOR LUMINOUS FLUXSTANDARDS》，加拿大国家研究委员会(NRC)Zwinkels的《CCPR ACTIVITIES RELATED TO LED-BASED CALIBRATION STANDARDS》等。

4　视表(D1、D2、D8)

传统颜色测量多是基于某一特定照明/观测角度条件下的反射光谱测量。然而随着一些新型材料的出现，该传统测试方法的结果已经无法反映其主观感受；同时传统的CIE色度参数虽然与视觉感受具有相关性，但是很难准确预测各种色块的真实外观特性。

该领域的主要就CIE175:2006中描述各种材料外观特性的评价指标如材质、白度及BRDF等空间特性，建立具有良好溯源性和可靠性的测试方法，从而帮助汽车、化妆品、造纸、印刷等行业，提高其理论模拟结果与最终产品视觉效果的一致性。

5　可通用于各种照明应用的眩光评价方法(D3、D4、D5)

自20世纪40年代以来，随着一般照明水平的不断提高，使得不舒适眩光问题日益突出，该研究一直是照明领域内的研究热点，多年来人们进行了大量的工作并导出了各自的评价公式，这些公式大部分已在实践中得到应用。当前不舒适眩光的主要评价方法包括:视觉不舒适概率系统(VCP)、眩光指数(Gl)、窗的不舒适眩光指数(DGI)、眩光限制系统(亮度限制曲线)、眩光指数(GR)和统一眩光值(UGR)等。然而这些方法有以下几个缺陷：

1)这些眩光评价方法只适用于某一个或几个特定的照明条件(如办公室照明、体育照明、道路照明等)；

2)这些方法均只适用于某种特定类型照明光源，比如VCP方法不适用于白炽灯或高强气体放电灯等小光源，及间接照明或发光顶棚等大光源的眩光评价。随着LED照明技术的快速发展和应用，这一问题则更加突出。

3)当前的眩光模型多是基于实验数据分析，而缺乏心理学和生理学的理论支撑，从而导致这些评价方法在适用条件以外的分析结果可靠性无法保障。

在本次会议上该领域内的重要代表论文包括：浙江大学Safdar的《THE HUMAN VISION MODEL TO PREDICT DISCOMFORT GLARE FROM LUMINANCE IMAGE》，瑞士Hasen的《GLARE CAUSED BY CONTRASTBETWEEN TASK AND IMMEDIATESURROUND: AN EVALUATION OFLUMINANCE DISTRIBUTION IN THEFIELD OF VIEW》，荷兰飞利浦Donner的《A PSYCHOPHYSICAL MODEL OF DISCOMFORT GLARE IN BOTH OUTDOOR AND INDOOR APPLICATIONS》等。

6　健康照明和光的非视觉效应 (D3、D6 、D2)

2002年美国布朗大学的David Berson发现了在人眼中存在一种新的感光细胞——“视网膜特化感光神经节细胞”(ipRGC)。这种细胞虽然数量稀少，但是却能参与调节许多人体非视觉生物效应,包括人体生命体征的变化，激素的分泌和兴奋程度。因此通过照明环境的变化调节人的生命节律，为人们创造一个健康、舒适、高效的室内照明光环境成为当前照明研究的重要课题。在本次会议上该领域内的重要代表论文包括：英国纽卡斯尔大学Anya Hurlbert的《Tuning light to see and feel better: The human visual and non-visual responses to spectral variations in light》，浙江大学Zheng Shiqi的《THE EFFECT OF CCT-CHANGING DYNAMIC LIGHT ON HUMAN ALERTNESS》，日本国家计量院(NMIJ)Shitomi H.的《CONSIDERATION ON SAFETY FACTORS APPLIED TO A SIMPLIFIED APPRAOCH TO EVALUATE BLUE LIGHT HAZARD OF GENERAL LIGHT SOURCES BY MEANS OF PHOTOMETRY》等。

7　适应性照明、智慧照明、动态照明(D3、D4、D5)

随着信息技术、传感技术、网络技术、云计算和大数据等快速发展，照明控制逐步从人工控制向自动控制，继而向智能控制转化：

1)根据全球在LED照明应用数据表明，通过采用智能控制的LED照明可以有效降低照明能耗、减少照明维护费用；

2)通过智能照明控制，照明系统还可以与周围环境进行协调，实现光色的灵活变化，因此结合智能控制系统，可以真正实现“按需照明”的理念，从而为人们创造更加舒适、安全的生活环境，提升照明品质。

然而对于适应照明、智慧照明或动态照明的快速发展，也对照明研究提出了新的挑战和要求。在本次会议上该领域内的重要代表论文包括：澳大利亚悉尼大学胡文晔的《LUMINANCE RESOLUTION OF LIGHTINGCONTROL SYSTEMS: USABILITY ANDENERGY CONSERVATION》，浙江大学Hu Yu的《ASSESSING UNIFORMITY OFILLUMINANCE BASED ON AN LEDTUNABLE SYSTEM》，斯洛伐克技术大学GasparovskyDionyz的《PROPOSAL OF A METHOD FOR ASSESSMENT OF ENERGY PERFORMANCE OF LIGHTING IN RESIDENTIAL BUILDINGS》等。

8　针对老年人和视力损伤者的特殊照明研究(D1、D3、D4)

伴随着全球老龄化问题的日益凸显，老年人的视力丧失及对失能眩光的敏感性提高问题逐渐得到社会的广泛关注。而现有的照明标准体系是基于视力正常的年轻人建立，没有考虑人们视力和视觉需求的个体差异，特别是老年人和视力缺陷人员。因此当前急需制订针对这些人员的照明设计标准，从而引导相关照明技术的发展。在本次会议上该领域内的重要代表论文包括：荷兰飞利浦Donner的《ROAD LIGHTING FOR AGEING DRIVERS—A USERS’ PERSPECTIVE》等。

9　新型光度和辐射度设备的计量问题(D2)

CIE已经出版了多个技术报告或标准，就照度计、亮度计、积分球及分布式光度计等测试仪器的性能、校准测试方法等内容做出了详细的规定。然而近年来，由于技术的快速发展，图像亮度测试装置、基于图像亮度技术的近场分布光度计等照明产品不断出现。虽然当前CIE已经针对某些技术建立了对应的技术委员会，但这已经远远无法满足市场需求。因此就这些新型光度和辐射度设备的计量问题开展深入研究工作已经成为CIE在该领域内的亟待解决的重要任务。

10　3D物体的颜色再现及再现质量的测量(D8)

3D打印技术是当前制造业领域的一项革命性技术。与传统的2D技术不同，3D复现(3D Reproduction)对于打印材料表面颜色、双向反射分布函数(BRDF)及材质等信息有更高的要求。而这些问题，很难通过简单的扩展基于2D彩色图像复现和测量技术的修订来解决。当前在该领域的研究主要设计三个方面：输入、处理及输出。输入环节重点解决目标和复现物体颜色、材质及反射特性测量、评价方法问题；处理环节，则重点解决以上特性的最简参数化问题，从而提升制造效率；输出阶段主要解决目标形状、颜色及材质特性制造工艺问题。