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北美照明学会(IES)发布新版 积分球TM-30-18颜色质量评价方法,

2018-05-07 10:51:53 创惠仪器 阅读

最新发布的 IES TM-30-18 颜色质量评价方法测试界面如下,此报告由积分球光谱分析仪系统测量而来。

IES TM-30-18标准报告.JPG

2015年(nian)5月18日(ri)北美照(zhao)明(ming)(ming)学会(Illuminating Engineering Society of North America,IES)正式对(dui)外发布了光源(yuan)(yuan)显色能(neng)力的(de)新评(ping)价方(fang)法(fa)-IES TM-30-15 Method for Evaluating Light Source Color Rendition,此(ci)标准使用三年(nian)。2018年(nian)10月9日(ri),北美照(zhao)明(ming)(ming)工程学会(IES)又发布了新版的(de)光源(yuan)(yuan)颜(yan)色质量评(ping)价标准—IES TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Color Rendition(光源(yuan)(yuan)颜(yan)色再现的(de)评(ping)价方(fang)法(fa)) ,对(dui)IES TM-30-15 标准进(jin)行了更新。

相较(jiao)于IES TM-30-15 ,TM-30-18版修改(gai)了如(ru)下三点:

  • 调整了色(se)板(ban)在小于(yu)400 nm和大于(yu)700 nm范围的光(guang)谱反(fan)射率计算函数

  • 调整了参考光(guang)源的过渡(du)区,适用色温范围由原来的4500 K-5500 K变(bian)为4000 K-5000 K

  • 修改(gai)了颜色保真度Rf的评价公式,计算(suan)的比例因(yin)子从7.54改(gai)为6.73

在2017年4月,国际照(zhao)明委员(yuan)会(CIE)发(fa)布(bu)了一份技(ji)术报告(gao)《CIE 224:2017 Colour Fidelity Index for accurate scientific use》,对(dui)颜(yan)色(se)保(bao)真度指数Rf进行了定义。该指数基于IES TM-30-15中的(de)(de)保(bao)真度指数计算(suan),但对(dui)用于颜(yan)色(se)评(ping)估样本的(de)(de)外(wai)推法、参考光(guang)源的(de)(de)过渡区以(yi)及保(bao)真度计算(suan)的(de)(de)比例因子等(deng)部分(fen)有细微(wei)差异。随着TM-30-18的(de)(de)发(fa)布(bu),这两个文件(jian)得到了协调,这是颜(yan)色(se)保(bao)真度测(ce)量迈向全球化的(de)(de)重要一步。

长期以来,CIE用(yong)来评价(jia)颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)质量的(de)(de)一(yi)般显色(se)(se)指(zhi)(zhi)数Ra被广泛用(yong)来描述各种(zhong)光源(yuan)(yuan)技术的(de)(de)视(shi)觉(jue)体验(yan)。但(dan)IES认为Ra只考虑了颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)质量的(de)(de)一(yi)个方面(mian),无法(fa)完全表(biao)(biao)达人眼对颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)的(de)(de)感(gan)知(zhi),不能建立视(shi)觉(jue)体验(yan)的(de)(de)整(zheng)体性(xing),在精确(que)再现光源(yuan)(yuan)颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)方面(mian)是有缺(que)陷(xian)的(de)(de)。为此,IES在2013年3月(yue)(yue)成立一(yi)个颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)度量工作组(IES Color Metrics Task Group),负责研(yan)究表(biao)(biao)征光源(yuan)(yuan)显色(se)(se)性(xing)的(de)(de)改进(jin)措施,以便开发(fa)一(yi)种(zhong)替(ti)代(dai)CRI的(de)(de)系统,更好的(de)(de)服务(wu)于照明行业及其利益相(xiang)关者(zhe)。2015年5月(yue)(yue)18日,IES正式(shi)发(fa)布了评价(jia)光源(yuan)(yuan)显色(se)(se)性(xing)的(de)(de)规范性(xing)文件IES TM-30-15,采用(yong)色(se)(se)彩保真度指(zhi)(zhi)数Rf(Fidelity Index)和(he)色(se)(se)彩饱(bao)和(he)度指(zhi)(zhi)数Rg(Gamut Index)两个指(zhi)(zhi)标来共同评价(jia)颜(yan)(yan)(yan)色(se)(se)质量,这(zhei)与CIE的(de)(de)CRI体系有有重大区别。

与CIE原有的的显色指数评价(jia)系统(tong)相比,IES TM-30的评价(jia)方法有以下5 个(ge)重大变革(ge):

1、双指(zhi)标评(ping)价系统

IES TM-30-18标准.png

IES TM-30的色彩(cai)保真度Rf和色彩(cai)饱(bao)和度Rg

TM-30采(cai)用(yong)保(bao)真(zhen)度(du)(du)Rf和饱和度(du)(du)Rg两个(ge)指(zhi)标(biao)来共(gong)同评价颜色(se)(se)(se)质(zhi)量。保(bao)真(zhen)度(du)(du)Rf用(yong)来表(biao)征(zheng)光源的(de)(de)(de)显色(se)(se)(se)指(zhi)数(shu)(shu)CRI(Color Rendering Index),即各标(biao)准色(se)(se)(se)在测试光源照射下与(yu)在参考(kao)光源照射下相比的(de)(de)(de)相似(si)程度(du)(du),数(shu)(shu)字从0~100,数(shu)(shu)值越高(gao)色(se)(se)(se)彩(cai)真(zhen)实度(du)(du)越佳。这项指(zhi)标(biao)类(lei)似(si)于CIE13.3-1995评估(gu)CRI时的(de)(de)(de)一(yi)般显色(se)(se)(se)指(zhi)数(shu)(shu)Ra,都是为了(le)(le)表(biao)征(zheng)平均颜色(se)(se)(se)保(bao)真(zhen)度(du)(du),但TM-30采(cai)用(yong)了(le)(le)99个(ge)全新的(de)(de)(de)颜色(se)(se)(se)样本和新开(kai)发的(de)(de)(de)计算方法(fa)。IES认为Rf可以提供更(geng)具统计代表(biao)性和可靠(kao)性的(de)(de)(de)数(shu)(shu)据,在颜色(se)(se)(se)再(zai)现上(shang)会更(geng)加准确(que)。

  • Rf =100为最大值,代表(biao)与自然光源下的颜色无色差,色彩效果(guo)逼真

  • Rf = 0为最小值,代表(biao)与自然光源下的颜色(se)色(se)差(cha)最大,色(se)彩(cai)效果失(shi)真

色彩饱(bao)和(he)度Rg用来表(biao)征光源的(de)色域指(zhi)数GAI(Gamut Area Index),即各标准色在测试光源照射下(xia)与(yu)参考(kao)光源相比的(de)饱(bao)和(he)程度,指(zhi)数100代表(biao)饱(bao)和(he)度最佳。

  • Rg =100,代表光源的饱和度(du)和自(zi)然光相同,色彩饱和度(du)适(shi)中

  • Rg>100,代(dai)表光源可以提高颜色的饱和度,物体看起来更(geng)加鲜艳和具有活力

  • Rg<100,代表颜(yan)色(se)的饱(bao)和(he)度(du)(du)在测试光(guang)源下会(hui)降低(di),色(se)彩(cai)饱(bao)和(he)度(du)(du)不足,物体(ti)变得灰暗和(he)呆滞(zhi)

2、更多(duo)和更真实(shi)的标准色

IES TM-30采用的99个标准色.png

IES TM-30采用的99个标准色

CIE的(de)(de)(de)(de)Ra选择了8个孟塞(sai)尔(Munsell)色板作为标准颜(yan)色,这几个颜(yan)色具有中等明度(du)和色饱和度(du),能充分(fen)代表(biao)室内照明的(de)(de)(de)(de)常用颜(yan)色,但对(dui)室外照明存(cun)在的(de)(de)(de)(de)饱和度(du)较高的(de)(de)(de)(de)颜(yan)色没有代表(biao)性(xing)。由于所使(shi)用的(de)(de)(de)(de)颜(yan)色不足以代表(biao)所有的(de)(de)(de)(de)可见光波长,灯具制(zhi)造商可以优化他(ta)们的(de)(de)(de)(de)光源的(de)(de)(de)(de)光谱功(gong)率(lv)分(fen)布(bu)(Spectral power distribution,SPD),以获得(de)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)测量数值。

IES TM-30中99个标准色的光谱反射分布曲线.png

IES TM-30中99个标准(zhun)色的光谱反射分布曲线

与Ra仅有8个标(biao)准色(se)(se)板相比, TM-30体(ti)系(xi)采(cai)用的(de)标(biao)准色(se)(se)板则多达99个,这些色(se)(se)板也不(bu)再(zai)是孟塞(sai)尔色(se)(se)卡,而是从(cong)105000个真实(shi)物(wu)体(ti)的(de)颜(yan)(yan)色(se)(se)中(zhong)挑选出的(de),包(bao)括了自(zi)然(ran)物(wu)、肤色(se)(se)、纺织品(pin)、涂料(liao)、塑料(liao)、印刷材(cai)料(liao)、色(se)(se)彩系(xi)统等7大类别,代表了我们生活(huo)中(zhong)常(chang)见的(de)各种从(cong)饱和(he)到(dao)不(bu)饱和(he)、从(cong)亮到(dao)暗的(de)颜(yan)(yan)色(se)(se)。最(zui)重要(yao)的(de)是这99个标(biao)准色(se)(se)对(dui)于各波长(zhang)的(de)敏感(gan)度相同,因此制(zhi)造商很难(nan)通(tong)过调整光(guang)谱分布来提高测量数(shu)值。

TM-30给出了不同色板样(yang)品(pin)的光谱反射率计算(suan)函数以及Rf和Rg值的计算(suan)公式(shi)和指导,通过(guo)一个辅助软(ruan)件即可计算(suan)出测量(liang)结果。

3、选择更合理的参(can)考光源

IES TM-30的参考光源.png

IES TM-30的参考(kao)光源

由于(yu)CRI所使用(yong)的参(can)考光(guang)(guang)源(yuan)在低于(yu)5000K时使用(yong)黑体(ti)辐射,高于(yu)5000K时使用(yong)自(zi)然光(guang)(guang)模型(xing)(xing),存在5000K的突(tu)变问(wen)题。TM-30体(ti)系在 4000K-5000K的范围内使用(yong)了(le)黑体(ti)辐射与自(zi)然光(guang)(guang)模型(xing)(xing)混(hun)合的光(guang)(guang)谱作为参(can)考光(guang)(guang)源(yuan)。另外,Rf和Rg都采用(yong)了(le)与待(dai)测光(guang)(guang)源(yuan)色温相同的参(can)考光(guang)(guang)源(yuan),由此克服(fu)了(le) GAI的一个重要(yao)弊端。

4、采用更均(jun)匀(yun)的色度空间

TM-30采用(yong)了现(xian)代(dai)色(se)(se)彩空间CAM02-UCS(CIE Color Appearance Model 02),具(ju)有改(gai)进的均匀性和(he)更(geng)精确的色(se)(se)彩自适(shi)应方程,以及代(dai)表(biao)真实物体的一组优化后的颜(yan)色(se)(se)样本。

5、新增颜色矢量图形(xing)

由于(yu)保真度(du)(du)和饱(bao)和度(du)(du)指(zhi)数(shu)(shu)是(shi)基于(yu)平均值(zhi)计算的(de)(de),只能综(zong)合(he)评价光(guang)源(yuan)对于(yu)各种颜(yan)色(se)(se)的(de)(de)平均显(xian)色(se)(se)能力,不能据(ju)此(ci)判断(duan)某(mou)一颜(yan)色(se)(se)的(de)(de)饱(bao)和程度(du)(du)。对于(yu)某(mou)些特(te)定(ding)颜(yan)色(se)(se)的(de)(de)显(xian)色(se)(se)能力有需求(qiu)时,TM-30体(ti)系还提供(gong)了(le)一个色(se)(se)彩(cai)矢量图(Color Vector Graphic),直接以图形来显(xian)示特(te)定(ding)颜(yan)色(se)(se)在被测光(guang)源(yuan)下(xia)的(de)(de)色(se)(se)偏移以及饱(bao)和度(du)(du)的(de)(de)改变是(shi)暗淡(dan)还是(shi)更加(jia)生动,这是(shi)对保真度(du)(du)和饱(bao)和度(du)(du)指(zhi)数(shu)(shu)的(de)(de)重要补充。

IES TM-30-1.png

IES TM-30提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)可(ke)以更加直观的(de)(de)(de)表示(shi)各种(zhong)颜色的(de)(de)(de)色漂和饱(bao)和度改变的(de)(de)(de)颜色失真图标

黑(hei)(hei)色(se)(se)圆圈(quan)(quan)(quan)代表参考(kao)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(太(tai)阳光(guang)(guang)),由参考(kao)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)16个颜色(se)(se)分类所组成,红(hong)(hong)色(se)(se)圆圈(quan)(quan)(quan)代表被测(ce)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。黑(hei)(hei)色(se)(se)圆圈(quan)(quan)(quan)内的(de)(de)任何红(hong)(hong)线(xian)都表示(shi)被测(ce)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)这些颜色(se)(se)与参考(kao)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)相比更暗淡(dan),黑(hei)(hei)圈(quan)(quan)(quan)外的(de)(de)任何一条红(hong)(hong)线(xian)都表示(shi)被测(ce)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)这些颜色(se)(se)与参考(kao)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)相比过度饱和(he)了。当红(hong)(hong)、黑(hei)(hei)两个圆圈(quan)(quan)(quan)完美重(zhong)叠(die)时(shi),表示(shi)被测(ce)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)和(he)参考(kao)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)这些颜色(se)(se)是相同的(de)(de),两个光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)之间的(de)(de)显色(se)(se)性没有区别(bie)。

IES认识(shi)到颜(yan)(yan)(yan)色规(gui)格取决于多种(zhong)条件,包(bao)括但不限于视觉需求(qiu)、与家(jia)具和装饰材料的的交互、年龄和颜(yan)(yan)(yan)色偏好等因(yin)素。因(yin)此,IES建议照(zhao)明专业人(ren)士(shi)使用(yong)更(geng)准确、更(geng)完(wan)整的颜(yan)(yan)(yan)色再现评(ping)估方法(fa)IES TM-30-18,参照(zhao)标(biao)准中的多种(zhong)测量方法(fa),根据各种(zhong)光谱和应(ying)用(yong)特性制定适(shi)用(yong)规(gui)范,实现尽快过渡。


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