为了科学回答这一问题，武汉大学光品质与颜色视觉实验室陈治宇、高雅凡以共同第一作者身份，在建筑学权威期刊 Building and Environment 发表题为 Colour Rendition Quality Evaluation for Artificial and Natural Lights Based on a Spectral Simulation Pipeline 的研究论文。通讯作者为武汉大学前沿交叉学科研究院心理学系刘强教授。

研究团队采用自主开发的光谱模拟与显示色彩管理技术，在严格控制光源色度、照度和物体表面信息的条件下，开展了三项心理物理学实验，直接比较自然光谱与人工光谱下人们对真实物体颜色的主观偏好。

研究发现：日光光谱并非在所有情况下都优于人工光谱；决定光照视觉品质的关键，并不是“是否接近日光光谱”，而是光如何作用于人的颜色感知过程。 在此过程中，照度对视觉的巨大影响不可忽视。换言之，我们追求的并非对日光光谱的简单复制，而应是更符合人类视觉体验的高质量光环境。

论文链接：DOI: 10.1016/j.buildenv.2026.114423

一、为什么要重新研究日光光谱？

长期以来，自然日光一直是照明设计中的重要参照。许多显色评价方法以日光或黑体辐射作为参考光源；与此同时，越来越多的照明产品也以“全光谱”“模拟日光”为卖点。

这种追求有其合理性。日光与人类长期生活的视觉环境密切相关，对于人因健康具有重要作用，也能在建筑空间中减少人工照明能耗。但在视觉领域，一个更根本的问题是：当人们观看水果、蔬菜、皮肤、织物或艺术品时，他们究竟偏好怎样的颜色？是越接近日光光谱越好，还是颜色呈现方式更符合人眼知觉规律更重要？

此外，日光照度动辄超过几万 lux，人工光源照度基本为几百 lux，百倍左右的“剂量”差异，是否可以忽略不计？

我们都有这样的生活经验：晴天花红柳绿，阴天色彩暗淡；光线过暗，我们甚至看不到颜色。这就是颜色科学领域经典的亨特效应（Hunt effect）。因此，讨论日光光谱的效果，剂量很重要。

但长期以来，由于日光光谱会随时间、天气和地点不断变化，很难在实验中稳定复现。因此，“日光为何更好”这一看似直观的判断，缺少严格的直接验证。

二、用光谱模拟，让不同光源真正“可比较”

为了回答这一问题，研究团队建立了一套光谱模拟流程。

研究人员首先通过光谱成像获取真实水果与蔬菜场景的反射信息，再根据不同自然光和人工光的光谱，计算物体在各类光源下应呈现的颜色，最终通过经过精确校准的显示器呈现给观察者。

这样一来，研究者能够在固定亮度和相同观看条件下，排除空间、天气与照度波动等干扰，专门考察光源光谱和色度对颜色偏好的影响。

在具体实验中，共160名具有正常或矫正视力的参与者，通过屏幕上成对出现的水果场景进行判断：两幅图像分别对应不同光源条件，参与者选择其中颜色看起来更喜欢的一幅。每次判断后，界面以黑屏短暂间隔，以减弱前一刺激的视觉残留。

三、日光加入比较后，人们依然偏好略带“偏粉”的光

第一项实验比较了4000K和6500K两组光源，其中同时包含日光光谱、黑体光谱和人工LED光谱。各光源色温相近，但Duv值不同。

Duv表示色坐标距离黑体轨迹的距离，可以简单理解为光源在“偏绿”与“偏粉”方向上的细微差异：正Duv往往略偏绿，负Duv则略偏粉。

实验发现，无论光源是自然光还是人工光，人们总体上更偏好略带负Duv的光。换句话说，光源类型并不能单独决定颜色是否更受欢迎。

在4000K条件下，一种Duv为-0.005的人工光谱获得了最高偏好评分，显著高于实验中的日光光谱。这说明：即使以日光光谱为参照，人工光谱也可以通过更符合知觉偏好的色度表现，呈现出更受欢迎的颜色效果。这一结论，也与多项国际研究结论一致。

四、相同条件下，日光的优势从何而来？

第二项实验进一步提出了一个更严格的问题：如果人工光谱与日光光谱具有完全相同的色温和色度，只保留光谱形状的差异，人们还会偏好日光光谱吗？

为确保比较只针对光谱差异，研究团队为日光和黑体参考光分别构建了色坐标几乎相同、但光谱分布不同的人工LED光源。这样，“同色异谱”光源对能够将光谱形状的影响明确体现。

研究团队构建了6对同色异谱光源：每一对光源的色坐标几乎一致，但其中一个来自日光或黑体参考光，另一个由LED模拟生成。

结果显示，在部分4000K条件下，参与者确实更偏好自然参考光谱；但当色温提高至6500K时，这种优势消失了。日光光谱并没有在所有条件下稳定胜出。

更重要的是，研究团队比较了多种光品质指标后发现：与人们偏好最一致的，并不是衡量光源“像不像日光光谱”的日光光谱指数，而是与记忆色、颜色保真度和颜色饱和度等视觉属性相关的指标。

其中，记忆色显色指数MCRI与主观偏好的相关性达到 r=0.94；而反映光源接近日光程度的日光光谱指数DSI，相关性仅为 r=0.39。

这意味着，人们偏好的并非“日光光谱”本身，而是光源让熟悉物体呈现出何种颜色外观。

五、日光偏好也受色温影响

第三项实验考察了色温从4389K到16474K的多种日光。结果呈现出清晰的倒U型规律：

参与者对颜色的偏好在约6500K附近达到最高；当色温继续升高时，偏好显著下降。特别是在极高色温日光下，物体颜色可能显得过于饱和，反而降低视觉舒适性和颜色偏好。

这说明，即使都是自然日光，也不存在“色温越高、越接近日光、颜色越好”的简单关系。

六、我们究竟应该怎样追求日光？

这项研究并不是要否定日光的价值。日光依然是建筑空间、视觉健康和照明设计中的重要对象。它拥有动态变化、高照度、空间分布广泛等独特属性，这些真实环境中的价值不能被简单的实验室比较完全替代。

但研究提醒我们：追求日光，至少在视觉层面，不应停留在“全光谱”“模拟日光”的层面。更理想的追求，应当回到人的视觉体验本身

颜色是否自然、舒适且符合记忆中的熟悉色彩；

光源是否避免偏绿、过饱和或失真的颜色外观；

色温、色度、照度与空间场景是否彼此协调；

照明评价是否真正能够预测人们看见颜色后的感受。

日光的意义，不在于提供一张必须机械复制的光谱模板；它更像一位重要的老师，提醒我们照明的最终目标始终是人。

综合三项实验数据后，研究团队进一步比较了多种光品质指标的预测能力。结果显示，基于记忆色和视觉颜色外观的指标与人们的主观偏好更一致；仅衡量光源与日光光谱相似程度的指标则难以稳定预测偏好。

与此同时，本研究也再次体现了新光色国标《白光光源显色品质评价方法》中MCPI颜色偏好指标在预测超高色温光源颜色偏好中的问题。这也是为何在国标范围章节，标准明确表示：

“本文件适用于明视觉条件下普通白光照明系统中，相关色温在2700K~6500K范围内、面向颜色保真度、颜色偏好度和颜色分辨力的光照显色品质评价。”

七、结语

在视觉领域，当我们讨论好光时，真正需要回答的也许不再是：“它像不像日光光谱？”而是：“它是否让人看见更舒服、更真实、更符合视觉期待的颜色？”

从人工光到日光，我们需要追求的不是对自然光光谱的简单复制，而是对人类视觉规律更准确的理解。

当然，日光光谱对于人因健康的其他积极影响，也是我们需要关注并持续研究的。

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