Индекс цветопередачи

редактировать

Спектр излучаемого света определяет CRI лампы. Лампа накаливания (среднее изображение) имеет непрерывный спектр и, следовательно, более высокий индекс цветопередачи, чем люминесцентная лампа (нижнее изображение). На изображении демонстрации сверху.

Индекс цветопередачи, показанный как Точность цвета.

A Индекс цветопередачи (CRI ) - это количественная мера способности источник света для точного отображения цветов различных объектов по сравнению с идеальным или естественным источником света. Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в приложениях, критичных к цвету, таких как уход за новорожденными и художественная реставрация. Международная комиссия по освещению (CIE) определяет его следующим образом:

Цветопередача : Влияние источника света на внешний вид объектов сознательного или подсознательного сравнения с их цветовым видом при эталонный источник света.

CRI источника света не указывает видимый цвет источника света; эта информация дается с помощью коррелированной цветовой температуры (CCT). Индекс цветопередачи определяется спектром источника света. лампа накаливания имеет непрерывный спектр, люминесцентная лампа имеет дискретный линейчатый спектр; лампа накаливания имеет более высокий индекс цветопередачи.

Значение, часто обозначаемое как «CRI» на коммерчески доступных осветительных приборах, правильно называется значением CIE R a, «CRI» является общим термином, а CIE R a является стандартом индекса цветопередачи.

В числовом выражении максимально возможное значение CIE R a равно 100 и может быть присвоено только источнику, идентичному стандартизированному дневному свету или черному телу (лампы накаливания эффективны черные тела), снижаясь до отрицательных значений для некоторых источников света. Натриевые лампы низкого давления имеют отрицательный индекс цветопередачи; флуоресцентные лампы представлены от примерно 50 для основных типов до примерно 98 для лучших мультифосфорных типов. Типичные светодиоды имеют индекс цветопередачи 80 или более, в то время как некоторые производители представляют, что их светодиоды достигли CRI до 98.

CIE R Способность предсказывать появление цвета подвергалась критике в предпочтении мер, основанных на моделях внешнего вида, таких как CIECAM02 и для имитаторов дневного света, CIE. CRI не является хорошим индикатором для использования при визуальной оценке, особенно для источников ниже 5000 кельвинов (K). Была установлена более новая версия CRI, R96, но она не заменила более известный R a общий индекс цветопередачи.

Содержание

1 История
2 Метод тестирования
- 2.1 Хроматическая адаптация
- 2.2 Тестовые образцы цветов
3 R96 a метод
- 3.1 Новые тестовые образцы цветов
4 Пример
5 Типичные значения
6 Специальное значение: R9
7 Критика
8 Светодиодное освещение для кино и видео с высоким индексом цветопередачи
9 Ссылки
10 Источники
11 Внешние ссылки

История

Исследователи используют дневной свет как эт для сравнения цветопередачи электрического освещения. В 1948 году дневной свет был описан как идеальный источник освещения для хороших цветопередачи, поскольку «он (дневной свет) отображает (1) большое разнообразие цветов, (2) позволяет легко различать легкие оттенки цвета и (3) цвета окружающих нас предметов, очевидно, выглядят естественными ».

Примерно в середине 20-го века ученые-цветоводы проявили интерес к оценке способности искусственного освещения точно воспроизводить цвета. Европейские исследователи попытались описать источники света путем спектрального распределения мощности (SPD) в «репрезентативных» спектральных диапазонах, как их североамериканские коллеги изучали колориметрическое влияние источников света на эталонные объекты.

CIE собрал комитет для изучения вопроса и принял предложение использовать последний подход, который имеет то достоинство, что не требует спектрофотометрии с набором Манселл образцы. Восем образцов разного оттенка будут поочередно освещены двумя осветительными приборами, и их цвет будет сравниваться. Времена в то время не существовало модели внешнего вида цвета, было решено основывать оценку на цветовых различиях в подходящем цветовом различиях, CIEUVW. В 1931 году CIE принял первую формальную систему колориметрии, которая основана на трехцветной природе зрительной системы человека. CRI основан на этой системе колориметрии.

Чтобы решить проблему сравнения источников света с разными коррелированными цветовыми температурами (CCT), CIE решил использовать эталонное черное тело с той же цветовой температурой для ламп с CCT менее 5000 K или фазой стандартного источника света CIE D (дневной свет) в разрушении. Это предоставило непрерывный диапазон цветовых температур на выбор. Любая разница в цветности между исходным и эталонным осветительными приборами должна быть сокращена с помощью преобразования хроматической адаптации типа Кривая .

Метод тестирования

Индекс цветопередачи рассчитывается путем сравнения цветопередачи тестового источника с излучением «идеального» источника. который является излучателем черного тела для источников с коррелированными цветовыми температурами ниже 5000 K, и фазой дневного света в случае опасности (например, D65 ). Хроматическая адаптация должна быть одинаковая так, чтобы сравнивались разные количества. Для тестирования метода (также называемого методом тестового образца или методом тестового цвета) требуется только колориметрическая, а не спектрофотометрическая информация.

CIE 1960 UCS. Планковский локус и координаты нескольких источников света показаны на иллюстрации ниже.

(u, v) диаграмма цветности с источниками света CIE

Используя стандартного наблюдателя 2 °, найдите цветность координаты тестового источника в цветовом пространстве CIE 1960.
Определите коррелированную цветовую температуру (CCT) тестового источника, найдя ближайшую точку к Планковский локус на диаграмме цветности (u, v).
Если тестовый источник CCT <5000 K, включает в себя черное тело для справки, в противном случае стандартный свет CIE Д. Оба источника должны иметь одинаковый CCT.
Убедитесь, что расстояние цветности (DC) тестового источника до локуса Планка меньше 5,4 × 10 в UCS CIE 1960. Это обеспечивает осмысленность результата, так как индекс цветопередачи определяется только для мобильных источников света. $DC = Δ uv = (ur - ut) 2 + (vr - vt) 2. {\ displaystyle {\ text {DC}} = \ Delta _ {uv} = {\ sqrt {(u_ {r} - u_ {t}) ^ {2} + (v_ {r} -v_ {t}) ^ {2}}}.}$ ${\ displaystyle {\ text {DC}} = \ Delta _ {uv} = {\ sqrt {(u_ {r} -u_ {t}) ^ {2} + (v_ {r} -v_ {t}) ^ {2}}}.}$
Осветите первые восемь стандартных образцов из пятнадцати, перечисленных ниже, поочередно используя оба источника.
Используя стандартный наблюдатель 2 °, найдите координаты отраженного света по каждой выборке в цветовом пространстве CIE 1964.
Хроматически адаптировать каждую выборку с помощью преобразования фон Криса.
Для каждой выборки вычислить евклидово расстояние $Δ E i {\ displaystyle \ Delta E_ {i}}$ $\ Delta E_i$ между парой координат.
Рассчитайте особый (т.е. частный) индекс цветопередачи по формуле $R i = 100 - 4,6 Δ E i {\ displaystyle R_ {i} = 100-4,6 \ Delta E_ {i}}$ ${\ displaystyle R_ {i} = 100-4.6 \ Delta E_ {i}}$
Найдите общий CRI (R a), вычислив среднее арифметическое специальный CRI.

Обратите внимание, что последние три шага эквивалентны по сопоставлению среднего цветового различия, $Δ E ¯ UVW {\ displaystyle \ Delta {\ bar {E}} _ {UVW}}$ $\ Delta \ bar {E } _ {UVW}$ и используя это для вычислений $R a {\ displa ystyle R_ {a}}$ $R_ {a}$ :

R a = 100 - 4,6 Δ E ¯ UV W. {\ displaystyle R_ {a} = 100-4.6 \ Delta {\ bar {E}} _ {UVW}.}

{\ displaystyle R_ {a} = 100-4.6 \ Delta {\ bar {E}} _ {UVW}.}

Хроматическая адаптация

Хроматическая адаптация TCS, освещенных CIE FL4 (короткие, черные знаки, обозначения до и после) к черному телу 2940 K (голубые круги)

CIE (1995) это уравнение хроматического преобразования фон Криса, чтобы найти (u c, i, v c, i) для каждого образца. Смешанные индексы (t, i) к внутреннему произведению спектральной отражательной способности образца i:

uc, i = 10,872 + 0,404 (cr / ct) ct, i - 4 (dr / dt) dt, я 16 518 + 1,481 (cr / ct) ct, я - (dr / dt) dt, я, {\ displaystyle u_ {c, i} = {\ frac {10,872 + 0,404 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} -4 (d_ {r} / d_ {t}) d_ {t, i}} {16.518 + 1.481 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} - (d_ {r} / d_ {t}) d_ {t, i}}},}

{\ displaystyle u_ {c, i} = {\ frac {10.872 + 0.404 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} -4 (d_ {r} / d_ {t}) d_ {t, i}} {16.518 + 1.481 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} - (d_ {r} / d_ {t}) d_ {t, i}}},}

vc, i = 5.520 16.518 + 1.481 (cr / ct) ct, i - (dr / dt) dt, я, {\ displaystyle v_ {c, i} = {\ frac {5.520} {16.518 + 1.481 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} - (d_ {r} / d_ {t }) d_ {t, i}}},}

{\ displaystyle v_ {c, i} = {\ frac {5.520} {16.518 + 1.481 (c_ {r} / c_ {t}) c_ {t, i} - ( d_ {r} / d_ {t}) d_ {t, i}}},}

c = (4,0 - u - 10,0 v) / v, {\ displaystyle c = (4,0-u-10,0v) / v,}

{\ displaystyle c = (4.0-u-10.0v) / v,}

d = (1.708 v - 1.481 u + 0.404) / v, {\ displaystyle d = (1.708v-1.481u + 0.404) / v,}

{\ displaystyle d = (1.708v-1.481u + 0.404) / v,}

где нижние индексы r и t относятся к эталонным и тестовым источникомм соответственно света..

Тестовые образцы цвета

Имя	Прибл. Манселл	Внешний вид при дневном свете
TCS01	7,5 R 6/4	Светло-серо-красный
TCS02	5 Y 6/4	Темно-серо-желтый
TCS03	5 GY 6/8	Ярко-желто-зеленый
TCS04	2,5 G 6/6	Умеренный желтовато-зеленый
TCS05	10 BG 6/4	Голубовато-зеленый
TCS06	5 PB 6/8	Голубой
TCS07	2,5 P 6/8	Светло-фиолетовый
TCS08	10 P 6/8	Светло-красновато-фиолетовый
TCS09	4,5 R 4/13	Ярко-красный
TCS10	5 Y 8/10	Ярко-желтый
TCS11	4,5 G 5/8	Ярко-зеленый
TCS12	3 PB 3/11	Ярко-синий
TCS13	5 YR 8/4	Светло-желтовато-розовый
TCS14	5 GY 4/4	Умеренно оливково-зеленый (лист )

Как указано в CIE (1995), исходные тестовые образцы цвета (TCS) взяты из раннего издания Munsell Атлас. Первая е Легкие образцы, подмножество восемнадцати, предложенных в Никерсон (1960), имеют низкую насыщенность цветов и относительно равномерно распределены по всему диапазону оттенков. Эти восемь выборок используются для вычислений общего индекса цветопередачи $R a {\ displaystyle R_ {a}}$ $R_ {a}$ . Последние шесть образцов дополнительной информации о свойствах цветопередачи источника света; первые четыре - для высокой насыщенности, последние два - как представленных объектов. Спектры отражения этих образцов можно найти в CIE (2004), а их приблизительные обозначения Манселла на стороне.

R96 a метод

В четырехлетнем исследовании CIE 1991 г. Заседание Технического комитета 1-33 (Цветопередача) было собрано для работы над обновленным методом цветопередачи, в результате чего был разработан метод R96 a. Комитет году был распущен в 1999 году, выпустив CIE (1999), но не получил четких рекомендаций, частично из-за разногласий между исследователями и производителями.

Метод R96 a имеет несколько отличительных признаков:

Новый набор тестовых образцов цвета
Шесть эталонных источников света: D65, D50, черные тела 4200 K, 3450 K, 2950 K и 2700 K.
Новое преобразование хроматической адаптации: CIECAT94.
Оценка разницы цветов в CIELAB.
Адаптация всех цветов к D65 (поскольку CIELAB хорошо протестирован в D65).

Принято использовать оригинальный метод; При использовании R96 a следует явно указать.

Новые тестовые образцы цветов

	TCS01	TCS02	TCS03	TCS04	TCS05	TCS06	TCS07	TCS08	TCS09	TCS10
L	40,9	61,1	81, 6	72,0	55,7	51,7	30,0	51,0	68,7	63,9
a	51,0	28,8	-4,2	-29,4	-43,4	-26,4	23,2	47,3	14,2	11,7
b	26,3	57,9	80,3	58,9	35,6	−24,6	−49,6	−13,8	17,4	17,3

Как обсуждается в Sándor Schanda (2005), CIE (1999) рекомендует использовать диаграмму ColorChecker из устаревших исходных образцов, из которых остались только метамерные совпадения. В дополнение к восьми образцам ColorChart разработано два образца тона кожи (TCS09 и TCS10). Соответственно, обновленный общий CRI усредняется по десяти выборкам, а не восьми, как раньше. Тем не менее, Hung (2002) определил, что пятна в CIE (1995) дают лучшие корреляции для любых цветовых различий, чем диаграмма ColorChecker, образцы которой неравномерно распределены в однородном цвете. Космос.

Пример

CRI также может быть теоретически выведен из спектрального распределения мощности (SPD) источника света и образцов, как копии исходных образцов цвета трудно найти. В этом методе следует проявлять осторожность, чтобы использовать разрешение выборки, достаточное для захвата всплесков в СПД. SPD стандартных цветов сведены в таблицу с шагом 5 нм CIE (2004), поэтому рекомендуется использовать интерполяцию до разрешения спектрофотометрии источника света.

после SPD, давайте проверим, что CRI эталонного источника света F равен 51. Первый шаг - определить трехцветные значения с использованием стандартного наблюдателя 1931 года. Вычисление внутреннего продукта SPD с помощью стандартных функций сопоставления цветов (CMF) наблюдателя дает (X, Y, Z) = (109,2, 100,0, 38,9) (после нормализации для Y = 100). Отсюда следуют значения цветности xy:

Точные изотермы от 2935 K до 2945 K. FL4 отмечен крестом.

x = 109,2 109,2 + 100,0 + 38,9 = 0,4402, {\ displaystyle x = {\ frac {109,2} {109,2 + 100,0 + 38,9} } = 0,4402,}

{\ displaystyle x = {\ frac {109.2} {109,2 + 100,0 + 38,9}} = 0,4402,}

y = 100 109,2 + 100,0 + 38,9 = 0,4031. {\ displaystyle y = {\ frac {100} {109.2 + 100.0 + 38.9}} = 0.4031.}

{\ displaystyle y = {\ frac {100} {109,2 + 100,0 + 38,9}} = 0,4031.}

Следующим шагом является преобразование этих цветностей в CIE 1960 UCS, чтобы иметь возможность для определения CCT:

u = 4 × 0,4402 - 2 × 0,4402 + 12 × 0,4031 + 3 = 0,2531, {\ displaystyle u = {\ frac {4 \ times 0.4402} {- 2 \ times 0.4402 + 12 \ times 0,4031 + 3}} = 0,2531,}

{\ displaystyle u = {\ frac {4 \ times 0.4402} {- 2 \ times 0.4402 + 12 \ times 0.4031 + 3}} = 0.2531,}

v = 6 × 0,4031 - 2 × 0,4402 + 12 × 0,4031 + 3 = 0,3477. {\ displaystyle v = {\ frac {6 \ times 0.4031} {- 2 \ times 0.4402 + 12 \ times 0.4031 + 3}} = 0,3477.}

{\ displayst yle v = {\ frac {6 \ times 0.4031} {- 2 \ times 0.4402 + 12 \ times 0.4031 + 3}} = 0,3477.}

Относительное SPD FL4 и черного тела с равной CCT. Не нормализовано.

Изучение UCS CIE 1960 показывает, что эта точка находится ближе всего к 2938 K на локусе Планка, координаты которого равны (0,2528, 0,3484). Расстояние от тестовой точки до локуса ниже предела (5,4 × 10), поэтому мы можем быть защищенными в значимом результате:

DC = (0,2531 - 0,2528) 2 + (0,3477 - 0, 3484) 2 = 8,12 × 10-4 < 5.4 × 10 − 3. {\displaystyle {\begin{aligned}{\text{DC}}={\sqrt {(0.2531-0.2528)^{2}+(0.3477-0.3484)^{2}}}\\=8.12\times 10^{-4}<5.4\times 10^{-3}.\end{aligned}}}

{\ displaystyle {\ begin {align} {\ text {DC}} = {\ sqrt {(0,2531-0,2528) ^ {2} + (0,3477-0,3484) ^ {2}}} \\ = 8,12 \ times 10 ^ {- 4} <5,4 \ times 10 ^ {- 3}. \ End {выровнено }}}

Мы можем проверить CCT, используя алгоритм аппроксимации McCamy для оценки CCT по цветностям xy:

Оценка CCT = - 449 n 3 + 3525 n 2 - 6823,3 n + 5520,33, {\ displaystyle {\ text {CCT}} _ {\ text {est.}} = - 449n ^ {3} + 3525n ^ {2} -6823,3n + 5520,33,}

{\ displaystyle {\ text {CCT}} _ {\ text {est.}} = - 449n ^ {3} + 3525n ^ {2} -6823.3n + 5520.33,}

где $n = x - 0,3320 y - 0,1858 {\ displaystyle n = {\ frac {x-0,3320} {y-0,1858}}}$ ${\ displaystyle n = {\ frac {x-0.3320} {y-0.1858}}}$ .

Подставляя $(x, y) = (0,4402, 0,4031) {\ displaystyle (x, y) = (0,4402,0,4031)}$ ${\ displaystyle (x, y) = (0.4402,0.4031)}$ дает n = 0,4979 и CCT оценен. = 2941 Кб, что достаточно близко. (Метод Робертсона можно использовать для большей точности, но мы будем довольны 2940 КБ, чтобы воспроизвести данные результаты.) Продолжение с 2940 < 5000, we select a Planckian radiator of 2940 K as the reference illuminant.

Следующим шагом определением значений тестовых образцов цвета под каждым методом света в цветом является CIEUVW. Это происходит путем источника звука CMF с SPD света и образца, а затем преобразование из CIEXYZ в CIEUVW (с координатами u, v эталонного источника света в качестве белой точки):

Источник света		TCS1	TCS2	TCS3	TCS4	TCS5	TCS6	TCS7	TCS8
Ссылка	U	39.22	17.06	−13.94	−40.83	−35,55	−23,37	16,43	44,64
	V	2,65	9,00	14,97	7,88	-2,86	-13,94	-12,17	-8,01
	W	62,84	61,08	61,10	58,11	59,16	58,29	60,47	63,77
CIE FL4	U	26,56	10,71	-14,06	-27,45	−22,74	−13,99	9,61	25,52
	V	3,91	11,14	17,06	9,42	-3,40	-17,40	-15,71	-10,23
	W	63,10	61,78	62,30	57,54	58,46	56,45	59,11	61,69
CIE FL4. (CAT)	U	26,34	10,45	−14,36	−27,78	−23,10	−14,33	9, 37	25,33
	V	4,34	11,42	17,26	9,81	−2,70	−16,44	−14,82	−9,47
	W	63,10	61,78	62,30	57,54	58,46	56,45	59,11	61,69

Отсюда мы можем рассчитать разницу в цвете между хроматически адаптированные образцы (обозначенные "CAT") и те, которые освещены ссылками. (Евклидова метрика используется для расчета разницы в цвете в CIEUVW.) Специальный индекс цветопередачи равен $R i = 100 - 4,6 Δ EUVW {\ displaystyle R_ {i} = 100-4,6 \ Delta E_ {UVW}}$ ${\ displaystyle R_ {i} = 100-4.6 \ Delta E_ {UVW}}$ .

	TCS1	TCS2	TCS3	TCS4	TCS5	TCS6	TCS7	TCS8
$Δ EUVW {\ displaystyle \ Delta E_ {UVW}}$ $\ Delta E_ {UVW}$	12.99	7.07	2.63	13.20	12, 47	9,56	7,66	19,48
Ri	40,2	67,5	87,9	39,3	42,6	56,0	64,8	10,4

Наконец, общий индекс цветопередачи - это среднее значение специального CRI: 51.

Голубые кружки обозначают ТКС под эталонным источником света. Короткие черные символы обозначают TCS под испытуемым светом до и после хроматической обработки адаптации (CAT). (Векторы короткие, потому что белые точки близки.) Конец вектора после CAT лежит на северо-западе, отражающая вектор цветности между эталонным и тестовым источником света. Особые CRI отражаются в длине пунктирных линий, соединяющих цветности образцов под эталонным и хроматически адаптированным тестовым осветительным оборудованием, соответственно. Короткие расстояния, как в случае TCS3, приводят к высокому специальному CRI (87,9), тогда как большие расстояния, как в случае TCS8, приводят к низкому специальному CRI (10.4). Проще говоря, TCS3 лучше воспроизводит FL4, чем TCS8 (относительно черного тела).

Типовые значения

Источник света	CCT (K)	CRI
Натрий низкого давления (LPS / SOX)	1800	-44
Прозрачный , пары ртути	6410	17
Натрий высокого давления (HPS / SON)	2100	24
Покрытие из паров ртути	3600	49
Галофосфат теплый-белый флуоресцентный	2940	51
Галофосфатный холодно-белый флуоресцентный	4230	64
Трифосфорный теплый- белый флуоресцентный	2940	73
галофосфатный флуоресцентный холодный дневной свет	6430	76
«Белый» SON	2700	82
Стандартный LED Лампа	2700–5000	83
Кварц галогенид металла	4200	85
Трехфосфорный холодный белый флуоресцентный	4080	89
Светодиод с высоким индексом цветопередачи Светодиод лампа (синий светодиод)	2700–5000	95
Керам ическая разрядная металлогалогенная лампа	5400	96
Светодиодная лампа со сверхвысоким индексом цветопередачи (фиолетовый светодиод)	2700–5000	99
Лампа накаливания / галогенная лампа	3200	100

Эталонный источник, например излучение абсолютно черного тела, определяется как имеющий индекс цветопередачи 100. Вот почему лампы накаливания имеют этот рейтинг, так как они, по сути, практически чернотельные излучатели. Наилучшая степень достоверности ссылки определяется значением CRI = 100, а наиболее низкое - значением CRI ниже нуля. Высокий индекс цветопередачи сам по себе не означает хорошей цветопередачи, потому что эталонный образец может иметь несбалансированный SPD, если он имеет экстремальную цветовую температуру.

Специальное значение: R9

Ra- среднее значение R1 – R8, другие значения от R9 до R15 отсутствуют в вычислении R a, включая R9 «насыщенный красный», R13 » цвет кожи (светлый) "и R15" цвет кожи (средний) ", которые сложно воспроизвести точно. R9 является жизненно важным показателем в освещении с высоким индексом цветопередачи, поскольку для многих приложений требуется красный свет, например, для кино- и видеосвещения, медицинского освещения, художественного освещения и т. Д. Однако в целом расчет CRI (R a) R9 не входит.

R9 - одно из чисел R i относится к тестовым цветным образцам (TCS), что составляет один балл в расширенном CRI. Это число, оценивающее способность источника света раскрывать цвет по отношению к TCS 09. Оно описывает особую способность света точно воспроизводить красный цвет объектов. Многие производители или розничные продавцы светильников не указывают оценку R9, в то время как оценка качества цветопередачи для кино- и видеосвещения, а также для любых приложений, требующих высокого значения CRI, имеет жизненно важное значение. Таким образом, обычно он рассматривается как дополнение к индексу цветопередачи при оценке источника света с высоким индексом цветопередачи.

значение R9, TCS 09, или, другими словами, красный цвет является ключевым цветом для многих приложений освещения, таких как освещение пленки и видео, текстильная печать, печать изображений, оттенок кожи, медицинское освещение и т. Д. на. Кроме того, много других объектов, которые не красного цвета, а на самом деле состоят из разных цветов, включая красный цвет. Например, на тон кожи влияет кровь под кожей, что означает, что тон кожи также включает красный цвет, хотя он очень похож на белый или светло-желтый. Итак, если значение R9 недостаточно хорошее, оттенок кожи при таком освещении будет более бледным или даже зеленоватым в ваших глазах или камерах.

Критика

Оно и другие критиковали CRI за не всегда хорошо коррелирует с субъективным качеством цветопередачи на практике, особенно для источников света с острым спектром излучения, таких как люминесцентные лампы или белые светодиоды. Другая проблема заключается в том, что CRI не является непрерывным при 5000 К, потому что цветность эталона перемещается от планковского локуса к дневному локусу CIE. Дэвис и Оно (2006) определяют несколько других проблем, которые они решают в своей шкале качества цвета (CQS):

Цветовое пространство, в котором вычисляется цветовое расстояние (CIEUVW) является устаревшим и неоднородным. Используйте вместо него CIELAB или CIELUV.
Используемое преобразование хроматической адаптации (преобразование Фон Криса ) неадекватно. Вместо этого используйте CMCCAT2000 или CIECAT02.
Вычисление среднего арифметического ошибок уменьшает вклад любого отдельного большого отклонения. Два источника света с одинаковым индексом цветопередачи могут работать по-разному, если один из них имеет особенно низкий специальный индекс цветопередачи в спектральном диапазоне, который важен для приложения. Вместо этого используйте среднеквадратичное отклонение.
Эта метрика не воспринимается; все ошибки имеют одинаковый вес, тогда как люди предпочитают одни ошибки другим. Цвет может быть более или менее насыщенным без изменения числового значения ∆E i, в то время как в целом насыщенный цвет воспринимается как более привлекательный.
Отрицательный индекс цветопередачи - это трудно интерпретировать. Нормализовать шкалу от 0 до 100, используя формулу $R out = 10 ln ⁡ [exp ⁡ (R in / 10) + 1] {\ displaystyle R _ {\ text {out}} = 10 \ ln \ left [\ exp (R _ {\ text {in}} / 10) +1 \ right]}$ ${\ displaystyle R _ {\ text {out}} = 10 \ ln \ left [\ exp (R _ {\ text {in}} / 10) +1 \ right]}$ .
CRI не может быть рассчитан для источников света, у которых нет CCT (не белый свет).
Восемь образцов недостаточно, поскольку производители могут оптимизировать спектры излучения своих ламп для их точного воспроизведения, но в остальном работают плохо. Используйте больше образцов (они предлагают пятнадцать для CQS).
Образцы недостаточно насыщены, чтобы представлять трудности для воспроизведения.
CRI просто измеряет точность любого источника света идеальному источнику с тем же CCT, но сам идеальный источник может плохо передавать цвета, если он имеет экстремальную цветовую температуру, из-за недостатка энергии на коротких или длинных волнах (т. Е. Он может быть чрезмерно синим или красным). Взвесьте результат по отношению области гаммы многоугольника, образованного пятнадцатью выборками в CIELAB для 6500 K, к области гаммы для тестового источника. 6500 K выбрано для справки, так как он имеет относительно равномерное распределение энергии в видимом спектре и, следовательно, область высокой гаммы. Это нормализует коэффициент умножения.

Ри и Фрейссинье разработали другой индекс, индекс площади гаммы (GAI), в попытке улучшить недостатки, обнаруженные в CRI. Они показали, что GAI лучше, чем CRI, при прогнозировании цветовой дискриминации по стандартизированным тестам Farnsworth-Munsell 100 Hue и что GAI позволяет прогнозировать насыщенность цвета. Сторонники использования GAI утверждают, что при использовании в сочетании с CRI этот метод оценки цветопередачи предпочтительнее для испытуемых, чем для источников света, которые имеют высокие значения только одного показателя. Исследователи рекомендуют ГАИ нижний и верхний предел. Использование светодиодной технологии потребовало нового способа оценки цветопередачи из-за уникального спектра света, создаваемого этими технологиями. Предварительные тесты показали, что комбинация GAI и CRI, используемая вместе, является предпочтительным методом для оценки цветопередачи.

Pousset, Obein Razet (2010) разработали психофизический эксперимент для оценки качества света светодиодных светильников. Он основан на цветных образцах, используемых в «Шкале качества цвета». Сравнивались прогнозы CQS и результаты визуальных измерений.

CIE (2007) «рассматривает применимость индекса цветопередачи CIE к источникам белого светодиодного света на основе результатов визуальных экспериментов». Под председательством Дэвиса комитет CIE TC 1-69 (C) в настоящее время исследует «новые методы оценки свойств цветопередачи источников белого света, используемых для освещения, включая твердотельные источники света, с целью рекомендовать новые процедуры оценки [...] до марта 2010 г. ».

Для всестороннего обзора альтернативных индексов цветопередачи см. Guo Houser (2004).

Smet (2011) рассмотрели несколько альтернативных показателей качества и сравнили свои действия на основе визуальных данных, полученных в девяти психофизических экспериментах. Было обнаружено, что среднее геометрическое значение индекса GAI и CIE Ra лучше всего коррелировало с естественностью (r = 0,85), в то время как показатель качества цвета, основанный на цветах памяти (MCRI), лучше всего коррелировал с предпочтением (r = 0,88). Статистически значимыми оказались различия в производительности этих показателей с другими протестированными показателями (CIE Ra; CRI-CAM02UCS; CQS; RCRI; GAI; geomean (GAI, CIE Ra); CSA; Judd Flattery; Thornton CPI; MCRI). с p < 0.0001.

Дангол и др. (2013) провели психофизические эксперименты и пришли к выводу, что суждения людей о естественности и общем предпочтении нельзя предсказать с помощью одной меры, но требуется совместное использование меры, основанной на верности (например, Qp) и показатель на основе гаммы (например, Qg или GAI.). Они провели дальнейшие эксперименты в реальных офисах, оценивая различные спектры, созданные для комбинации существующих и предлагаемых показателей цветопередачи (см. Dangol et al. 2013, Islam et al. 2013, Baniya et al.2013 для получения подробной информации).

Светодиодное освещение для фильмов и видео с высоким индексом цветопередачи

Возникли проблемы при попытке использовать светодиодное освещение для кино- и видеосистем. Цветовые спектры основных цветов светодиодного освещения не соответствуют ожидаемым полосам пропускания цветовой длины волны пленочных эмульсий и цифровых датчиков. В результате цветопередача может быть совершенно непредсказуемой при оптических отпечатках, передачах на цифровые носители с пленки (DI) и записях видеокамер. Это явление применительно к кинофильмам было задокументировано в серии тестов по оценке светодиодного освещения, проведенных научным персоналом Академии кинематографических искусств и наук.

С этой целью были проведены различные другие исследования. такие показатели, как TLCI (индекс согласованности телевизионного освещения), были разработаны для замены человека-наблюдателя наблюдателем с камеры. Подобно CRI, этот показатель измеряет качество источника света в том виде, в котором он отображается на камере, по шкале от 0 до 100. Некоторые производители говорят, что их продукты имеют значение TLCI до 99.

Ссылки

Источники

CIE (1999), Цветопередача (заключительные замечания TC 1-33), публикация 135/2, Вена: Центральное бюро CIE, ISBN 3-900734-97-6, заархивировано из оригинала 22 сентября 2008 г., извлечено 16 июля 2008 г.
CIE (2004), Колориметрический и цветной CIE Таблицы рендеринга, Disk D002, Rel 1.3, заархивированные из оригинального 05.03.2008, извлечены 2008-02-16
CIE (2007), Цветопередача белых светодиодных источников света (PDF), Публикация 177: 2007, Вена: Центральное бюро CIE, ISBN 978-3-901906-57-2. Выполняется TC 1-69: Цветопередача источников белого света.
Барнс, Бентли Т. (декабрь 1957 г.), «Полосовые системы для оценки цветопередачи», JOSA, 47(12): 1124 –1129, doi : 10.1364 / JOSA.47.001124
Питер Бодроги (2004), «Цветопередача: прошлое, настоящее (2004) и будущее», Симпозиум экспертов CIE по светодиодным источникам света (PDF), стр. 10–12, заархивировано из оригинала (PDF) 21.07.2011, получено 18.07.2008
Кроуфорд, Брайан Хьюсон (Декабрь 1959 г.), «Измерение допусков цветопередачи», JOSA, 49(12): 1147–1156, doi : 10.1364 / JOSA.49.001147
Дэвис, Венди ; Оно, Йоши (декабрь 2006 г.), Цветопередача источников света, NIST, заархивировано из оригинала 25 августа 2009 г.
Hung, Po -Chieh (сентябрь 2002 г.), «Цифровая фотокамера с индексом метамеризма чувствительности», в Dazun Zhao; Мин Р. Луо; Киёхару Аидзава (ред.), Proceedings of SPIE: Color Science and Imaging Technologies, 4922, pp. 1–14, Bibcode : 2002SPIE.4922.... 1H, doi : 10.1117 / 12.483116
Никерсон, Дороти (январь 1960 г.), «Источники света и цветопередача», JOSA, 50(1): 57 –69, doi : 10.1364 / JOSA.50.000057
Оно, Йоши (2006). «Оптическая метрология для светодиодов и твердотельного освещения». У Э. Росаса; Р. Кардосо; Дж. К. Бермудес; О. Барбоса-Гарсия (ред.). Труды SPIE: Пятый симпозиум «Оптика в промышленности». 6046 . С. 604625-1–604625-8. Bibcode : 2006SPIE.6046E..25O. doi : 10.1117 / 12.674617.
Пуссе, Николя; Обейн, Гаэль; Razet, Annick (2010), «Визуальный эксперимент по качеству светодиодного освещения с цветными образцами шкалы качества» (PDF), Proceedings of CIE 2010: Lighting Quality and Energy Efficiency, Вена, Австрия: 722–729
Schanda, János (April 2–5, 2002), "The concept of colour rendering revisited", First European Conference on Color in Graphics Imaging and Vision (PDF), Poitiers, France, archived from the original (PDF) on 2011-07-21
Schanda, János; Sándor, Norbert (2003), Colour rendering, past – present – future, pp. 76–85
Thornton, William A. (1972), "Color-Rendering Capability of Commercial Lamps", Applied Optics, 11(5): 1078–1086, Bibcode :1972ApOpt..11.1078T, doi :10.1364/AO.11.001078, PMID 20119099
Smet, K.A.G. (2011), "Correlation between color quality metric predictions and visual appreciation of light sources", Optics Express, 19(9): 8151–8166, Bibcode :2011OExpr..19.8151S, doi :10.1364/oe.19.008151, PMID 21643065
Dangol, R.; Islam, M.; Hyvärinen, M.; Bhusal, P.; Puolakka, M.; Halonen, L. (December 2013), "Subjective preferences and colour quality metrics of LED light sources", Lighting Research and Technology, 45(6): 666–688, doi :10.1177/1477153512471520, ISSN 1477-1535, S2CID 109981392
Islam, M.S.; Dangol, R.; Hyvärinen, M.; Bhusal, P.; Puolakka, M.; Halonen, L. (December 2013), "User preferences for LED lighting in terms of light spectrum", Lighting Research and Technology, 45(6): 641–665, doi :10.1177/1477153513475913, ISSN 1477-1535, S2CID 110762470
Baniya, R.R.; Dangol, R.; Bhusal, P.; Wilm, A.; Baur, E.; Puolakka, M.; Halonen, L. (2015). "User-acceptance studies for simplified light-emitting diode spectra". Lighting Research and Technology. 47(2): 177–191. doi :10.1177/1477153513515264. S2CID 112031599.
Dangol, R.; Islam, M.; Hyvärinen, M.; Bhusal, P.; Puolakka, M.; Halonen, L. (2015). "User acceptance studies for LED office lighting: Preference, naturalness and colourfulness". Lighting Research and Technology. 47(1): 36–53. doi :10.1177/1477153513514424. S2CID 110803300.
Islam, M.; Dangol, R.; Hyvärinen, M.; Bhusal, P.; Puolakka, M.; Halonen, L. (2013). "User acceptance studies for LED office light ing: спектр лампы, пространственная яркость и уровень освещенности ". Исследования и технологии освещения. 47 (1): 54–79. doi : 10.1177 / 1477153513514425. S2CID 109592929.

Внешние ссылки

Скрипт MATLAB для расчета показателей цвета источника света, Политехнический институт Ренсселера, 2004.
Таблица Excel с изобилием данных, Лаборатория освещения Хельсинкского технологического университета (Примечание: содержимое ячеек на обоих листах защищено паролем. Можно разблокировать отдельные рабочие листы с помощью AAAAAAABABB /)
Оценка погрешности измерения цвета светодиодов, Metrologia
Индекс цветопередачи и светодиодов, Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) [плохая ссылка]
Альянс для систем и технологий твердотельного освещения, цветопередача
В чем разница между CRI и CQS?, Edaphic Scientific Knowledge Base
Understandi ng индекс цветопередачи для освещения, Люмен