中国计量科学研究院  马煜 王煜 徐英盈  陈苹

现代化的体育场馆不但要求有功能齐全的体育设备，还需要提供舒适、均匀，能够进行忠实还原的光环境。奥运场馆的光照环境除了应满足观众良好的视觉效果，还必须保证具体比赛项目所需的照明水平和光色要求，这与运动员临场发挥、裁判员准确判断、现场观众观看和电视转播效果息息相关。运动员、裁判和观众处于合适的光环境下，应与自然光线下的心理感受和辨色能力相接近。照明光源的选择、设置不当，会使运动员在比赛中的注意力和判断力受到干扰，造成延迟或错误判断。因此处理好光源的光色特性，可以避免产生心理上的不平衡、不和谐感，满足体育比赛和彩色电视转播的要求。

一、色温与显色性

光源的光色特性主要指色温与显色性，这是衡量体育场馆光环境最重要的指标。

色温可以简单地理解为光色的冷、暖，与人的感官舒适性有密切的关系。研究证明，照明水平（照度）与光色的舒适感有一定的相互关系。在很低照度下，舒适的光色是接近火焰的低色温光色，光色偏暖；而在较高照度下，舒适的光色是接近中午阳光或偏蓝的高色温天空光色，光色偏冷；在中等照度下，舒适的光色是接近黎明和黄昏的色温并介于冷、暖之间的光色。这是人类长期对自然光和火焰的适应结果。

显色性是衡量光源显现物体“真实”颜色能力的参数。显色性是通过显色指数定义的，将标准光源的显色指数定为100，其余光源的显色指数均低于100.显色指数越高的光源对颜色的再现越接近自然原色。显色指数能全面得反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就越接近自然色；显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。

显色分忠实显色和效果显色两种。在体育比赛中，对于运动员、裁判员、现场和电视机前的观众，体育场馆的光源应能正确表现人们的皮肤、场地、体育器械本来的颜色，也就是对忠实显色提出了高要求。使用显色指数（Ra）高的光源，其数值越接近100，越能真实地还原比赛场景和细节。

国际奥委会对不同的运动项目分别规定了练习和比赛的光色标准，运动场地的色温和显色条件要经过国际奥委会和国际单项体育组织的双重验收。例如台球比赛，由于球有白、蓝、红、黑、黄等颜色，为了保证运动员与观众、裁判都能清晰分辨球的颜色，台球比赛馆对光源显色性的要求要比其它项目更高。

北京2008奥运会提出了“绿色奥运”的口号，人工光源的节能环保是奥运体育场馆照明的重要内容。提高光源的显色性不仅有利人们分辨颜色，提高视觉舒适感，还可节约能源。研究表明，如果光源的显色指数从55提高到85，那么达到同样的照明视觉效果，所用的光照度可减少25％—35％。这就是说，选用高显色指数的光源可较大程度地节约能源。

二、准确测量与量值溯源

奥运体育场馆光源的色温和显色性对重大比赛的举行具有非常重要的意义。保证奥运体育场馆色温、显色性量值的准确的准确测量是非常重要的。

色温和显色指数的基础测量数据是光源相对光谱功率分布。该量值通过光谱辐射照度标准灯溯源到保存在中国计量科学研究院的（250～2500）nm光谱辐射亮度和光谱辐射照度国家基准。该基准于1900年、2004年两次参加国际关键比对，并于2005年参加了“UVA探测器照度响应度亚太地区区域比对”。结果证实，我国的光谱辐射照度基准测量值与国际平均值以及亚太地区平均值非常接近。

对于发光面均匀、亮度适中的单一光源，可以直接测量光源的光谱功率分布，从而计算该光源的色温和显色指数。但大多数实际光源，因为受到灯丝形状和位置的影响，测量面的颜色和亮度不一致，应通过测量漫反射板表面反射的光间接得出光源的光色特性。特别是评价像体育场馆这样的多光源照明下的复杂的光照环境的色温与显色性时，标准漫反射板的光谱特性是保证能够忠实还原光源光色的重要介质。中国计量科学研究院测量、评价了多种粉体材料、水性涂料和陶瓷等介质，最终采用光谱选择性低于1.5％的粉体材料作为体育场馆光色特性测量的标准漫反射板，这在很大程度上提高了测量重复性、稳定性和准确性。

中国计量科学研究院利用经溯源的标准测量装置测量了实际应用于奥运场馆的观众灯、应急灯、泛光灯的色温和显色指数，并给出了使用建议；实地测量、分析部分奥运场馆和体育场馆的光环境数据并给出是否适合练习、比赛和彩色电视转播的建议。

奥运场馆内灯具与整体光环境的色温和显色性影响运动员、裁判员的准确判断和场内外观众的收看效果。量值溯源到光谱辐射亮度和光谱辐射照度国家基准的测量装置可以准确测量灯具与场馆光环境的色温和显色性，根据国际奥委会对不同比赛场馆的光色要求，对场馆的光色特性和适用性进行整体评价，目的是满足体育比赛和彩色电视转播的要求，并符合“绿色奥运”节能的目标。

（摘自《中国计量》08年第7期）