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              北美照明學會(IES)發布新版 積分球TM-30-18顏色質量評價方法,

              2019-05-07 10:51:53 創惠儀器 閱讀

              最新發布的 IES TM-30-18 顏色質量評價方法測試界面如下,此報告由積分球光譜分析儀系統測量而來。

              IES TM-30-18標準報告.JPG

              2015年5月18日北美照明學會(Illuminating Engineering Society of North America,IES)正式對外發布了光源顯色能力的新評價方法-IES TM-30-15 Method for Evaluating Light Source Color Rendition,此標準使用三年。2018年10月9日,北美照明工程學會(IES)又發布了新版的光源顏色質量評價標準—IES TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Color Rendition(光源顏色再現的評價方法) ,對IES TM-30-15 標準進行了更新。

              相較于IES TM-30-15 ,TM-30-18版修改了如下三點:

              • 調整了色板在小于400 nm和大于700 nm范圍的光譜反射率計算函數

              • 調整了參考光源的過渡區,適用色溫范圍由原來的4500 K-5500 K變為4000 K-5000 K

              • 修改了顏色保真度Rf的評價公式,計算的比例因子從7.54改為6.73

              在2017年4月,國際照明委員會(CIE)發布了一份技術報告《CIE 224:2017 Colour Fidelity Index for accurate scientific use》,對顏色保真度指數Rf進行了定義。該指數基于IES TM-30-15中的保真度指數計算,但對用于顏色評估樣本的外推法、參考光源的過渡區以及保真度計算的比例因子等部分有細微差異。隨著TM-30-18的發布,這兩個文件得到了協調,這是顏色保真度測量邁向全球化的重要一步。

              長期以來,CIE用來評價顏色質量的一般顯色指數Ra被廣泛用來描述各種光源技術的視覺體驗。但IES認為Ra只考慮了顏色質量的一個方面,無法完全表達人眼對顏色的感知,不能建立視覺體驗的整體性,在精確再現光源顏色方面是有缺陷的。為此,IES在2013年3月成立一個顏色度量工作組(IES Color Metrics Task Group),負責研究表征光源顯色性的改進措施,以便開發一種替代CRI的系統,更好的服務于照明行業及其利益相關者。2015年5月18日,IES正式發布了評價光源顯色性的規范性文件IES TM-30-15,采用色彩保真度指數Rf(Fidelity Index)和色彩飽和度指數Rg(Gamut Index)兩個指標來共同評價顏色質量,這與CIE的CRI體系有有重大區別。

              與CIE原有的的顯色指數評價系統相比,IES TM-30的評價方法有以下5 個重大變革:

              1、雙指標評價系統

              IES TM-30-18標準.png

              IES TM-30的色彩保真度Rf和色彩飽和度Rg

              TM-30采用保真度Rf和飽和度Rg兩個指標來共同評價顏色質量。保真度Rf用來表征光源的顯色指數CRI(Color Rendering Index),即各標準色在測試光源照射下與在參考光源照射下相比的相似程度,數字從0~100,數值越高色彩真實度越佳。這項指標類似于CIE13.3-1995評估CRI時的一般顯色指數Ra,都是為了表征平均顏色保真度,但TM-30采用了99個全新的顏色樣本和新開發的計算方法。IES認為Rf可以提供更具統計代表性和可靠性的數據,在顏色再現上會更加準確。

              • Rf =100為最大值,代表與自然光源下的顏色無色差,色彩效果逼真

              • Rf = 0為最小值,代表與自然光源下的顏色色差最大,色彩效果失真

              色彩飽和度Rg用來表征光源的色域指數GAI(Gamut Area Index),即各標準色在測試光源照射下與參考光源相比的飽和程度,指數100代表飽和度最佳。

              • Rg =100,代表光源的飽和度和自然光相同,色彩飽和度適中

              • Rg>100,代表光源可以提高顏色的飽和度,物體看起來更加鮮艷和具有活力

              • Rg<100,代表顏色的飽和度在測試光源下會降低,色彩飽和度不足,物體變得灰暗和呆滯

              2、更多和更真實的標準色

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              IES TM-30采用的99個標準色

              CIE的Ra選擇了8個孟塞爾(Munsell)色板作為標準顏色,這幾個顏色具有中等明度和色飽和度,能充分代表室內照明的常用顏色,但對室外照明存在的飽和度較高的顏色沒有代表性。由于所使用的顏色不足以代表所有的可見光波長,燈具制造商可以優化他們的光源的光譜功率分布(Spectral power distribution,SPD),以獲得更高的測量數值。

              IES TM-30中99個標準色的光譜反射分布曲線.png

              IES TM-30中99個標準色的光譜反射分布曲線

              與Ra僅有8個標準色板相比, TM-30體系采用的標準色板則多達99個,這些色板也不再是孟塞爾色卡,而是從105000個真實物體的顏色中挑選出的,包括了自然物、膚色、紡織品、涂料、塑料、印刷材料、色彩系統等7大類別,代表了我們生活中常見的各種從飽和到不飽和、從亮到暗的顏色。最重要的是這99個標準色對于各波長的敏感度相同,因此制造商很難通過調整光譜分布來提高測量數值。

              TM-30給出了不同色板樣品的光譜反射率計算函數以及Rf和Rg值的計算公式和指導,通過一個輔助軟件即可計算出測量結果。

              3、選擇更合理的參考光源

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              IES TM-30的參考光源

              由于CRI所使用的參考光源在低于5000K時使用黑體輻射,高于5000K時使用自然光模型,存在5000K的突變問題。TM-30體系在 4000K-5000K的范圍內使用了黑體輻射與自然光模型混合的光譜作為參考光源。另外,Rf和Rg都采用了與待測光源色溫相同的參考光源,由此克服了 GAI的一個重要弊端。

              4、采用更均勻的色度空間

              TM-30采用了現代色彩空間CAM02-UCS(CIE Color Appearance Model 02),具有改進的均勻性和更精確的色彩自適應方程,以及代表真實物體的一組優化后的顏色樣本。

              5、新增顏色矢量圖形

              由于保真度和飽和度指數是基于平均值計算的,只能綜合評價光源對于各種顏色的平均顯色能力,不能據此判斷某一顏色的飽和程度。對于某些特定顏色的顯色能力有需求時,TM-30體系還提供了一個色彩矢量圖(Color Vector Graphic),直接以圖形來顯示特定顏色在被測光源下的色偏移以及飽和度的改變是暗淡還是更加生動,這是對保真度和飽和度指數的重要補充。

              IES TM-30-1.png

              IES TM-30提供的可以更加直觀的表示各種顏色的色漂和飽和度改變的顏色失真圖標

              黑色圓圈代表參考光源(太陽光),由參考光源的16個顏色分類所組成,紅色圓圈代表被測光源。黑色圓圈內的任何紅線都表示被測光源的這些顏色與參考光源相比更暗淡,黑圈外的任何一條紅線都表示被測光源的這些顏色與參考光源相比過度飽和了。當紅、黑兩個圓圈完美重疊時,表示被測光源和參考光源的這些顏色是相同的,兩個光源之間的顯色性沒有區別。

              IES認識到顏色規格取決于多種條件,包括但不限于視覺需求、與家具和裝飾材料的的交互、年齡和顏色偏好等因素。因此,IES建議照明專業人士使用更準確、更完整的顏色再現評估方法IES TM-30-18,參照標準中的多種測量方法,根據各種光譜和應用特性制定適用規范,實現盡快過渡。


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