Was ist ein Ulbricht-Kugel-Test für den neuen Standard IES TM-30-18

Am 9. Oktober 2018 veröffentlichte die Illuminating Engineering Society of North America (IES) eine neue Version des Standards zur Bewertung der Farbqualität von Lichtquellen – IES TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Color Rendition (Bewertung der Farbwiedergabe von Lichtquellen). Methode), mit einer teilweisen Aktualisierung der Legacy-Dokumentation.
Verglichen mit der alten Version des Dokuments aus dem Jahr 2015 wurden in der TM-30-18-Version die folgenden drei Punkte geändert:
• Angepasste Funktion zur Berechnung des spektralen Reflexionsgrads für Muster im Bereich von weniger als 400 nm und mehr als 700 nm.
• Anpassung des Übergangsbereichs der Referenzlichtquelle, der anwendbare Farbtemperaturbereich hat sich von 4500K-5500K auf 4000K-5000K geändert.
• Die Bewertungsformel der Farbtreue Rf wurde geändert, der berechnete Skalierungsfaktor wurde von 7.54 auf 6.73 geändert.

Im April 2017 veröffentlichte die International Commission on Illumination (CIE) einen technischen Bericht „CIE 224: 2017 Color Fidelity Index for Accurate Scientific Use“, der den Farbtreueindex Rf definiert. Dieser Index wird basierend auf dem Wiedergabetreueindex in IES TM-30-15 berechnet, aber es gibt geringfügige Unterschiede in der Extrapolation, die für Farbbewertungsmuster, dem Übergangsbereich der Referenzlichtart und dem Skalierungsfaktor für Wiedergabetreueberechnungen verwendet wird. Die beiden Dokumente wurden mit der Veröffentlichung von TM-30-18 harmonisiert, ein wichtiger Schritt in der Globalisierung der Farbtreuemessung.

Seit langem wird der allgemeine Farbwiedergabeindex Ra, der von der CIE zur Bewertung der Farbqualität verwendet wird, häufig verwendet, um das visuelle Erlebnis verschiedener Lichtquellentechnologien zu beschreiben. IES ist jedoch der Ansicht, dass Ra nur einen Aspekt der Farbqualität berücksichtigt, die Farbwahrnehmung des menschlichen Auges nicht vollständig ausdrücken kann, die Integrität des visuellen Erlebnisses nicht feststellen kann und die Farbe der Lichtquelle nicht genau reproduziert. Zu diesem Zweck hat IES im März 2013 eine Farbmetrik-Arbeitsgruppe (IES Color Metrics Task Group) eingerichtet, um Verbesserungsmaßnahmen zur Charakterisierung der Farbwiedergabe von Lichtquellen zu untersuchen, um ein System zu entwickeln, das CRI ersetzt und der Beleuchtungsindustrie und ihrer Branche besser dient Interessenten. Am 18. Mai 2015 veröffentlichte IES offiziell das normative Dokument IES TM-30-15 zur Bewertung der Farbwiedergabe von Lichtquellen unter Verwendung von zwei Farbtreueindex Rf (Fidelity Index) und Farbsättigungsindex Rg (Gamut Index). Indikatoren werden verwendet, um die Farbqualität gemeinsam zu bewerten, die sich erheblich vom CRI-System von CIE unterscheidet.

Verglichen mit dem ursprünglichen Bewertungssystem für den Farbwiedergabeindex von CIE weist die Bewertungsmethode von IES TM-30 die folgenden fünf Hauptänderungen auf:
1. Dual-Index-Bewertungssystem

TM-30 verwendet zwei Indikatoren, Fidelity Rf und Saturation Rg, um die Farbqualität gemeinsam zu bewerten. Fidelity Rf wird verwendet, um den Farbwiedergabeindex CRI (Color Rendering Index) der Lichtquelle zu charakterisieren. Die Ähnlichkeit jeder Standardfarbe unter der Beleuchtung der Testlichtquelle im Vergleich zu der unter der Beleuchtung der Referenzlichtquelle. Die Zahl reicht von 0 bis 100, und je höher der Wert, desto besser wird die Farbe der Authentizität sein. Diese Metrik ähnelt dem CIE13.3-1995 allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra bei der Bewertung von CRI, beide zur Charakterisierung der durchschnittlichen Farbtreue, aber der TM-30 verwendet 99 völlig neue Farbmuster und eine neu entwickelte Berechnungsmethode. IES ist der Ansicht, dass Rf statistisch repräsentativere und zuverlässigere Daten liefern kann und eine genauere Farbwiedergabe bietet.

• Rf =100 ist der Maximalwert, dh es gibt keinen Farbunterschied zur natürlichen Lichtquelle und der Farbeffekt ist realistisch.
• Rf = 0 ist der Minimalwert, dh der Farbabstand zur natürlichen Lichtquelle ist am größten und die Farbwirkung verfälscht.

Die Farbsättigung Rg wird verwendet, um den Farbraumindex GAI (Gamut Area Index) der Lichtquelle zu charakterisieren. Das heißt, der Sättigungsgrad jeder Standardfarbe verglichen mit der Referenzlichtquelle unter Beleuchtung der Testlichtquelle. Ein Index von 100 stellt die beste Sättigung dar.

• Rg =100, was bedeutet, dass die Sättigung der Lichtquelle der von natürlichem Licht entspricht und die Farbsättigung moderat ist.
• Rg>100, was bedeutet, dass die Lichtquelle die Sättigung der Farbe erhöhen kann und das Objekt lebendiger und lebendiger aussieht.
• Rg<100, was bedeutet, dass die Sättigung der Farbe unter der Testlichtquelle abnimmt, die Farbsättigung unzureichend ist und das Objekt matt und matt wird.

2. Immer realistischere Standardfarben

CIE's Ra wählte 8 Munsell-Farbpaletten als Standardfarben aus. Diese Farben haben eine mittlere Helligkeit und Farbsättigung, die die üblichen Farben der Innenbeleuchtung vollständig darstellen können, haben aber eine hohe Sättigung für die Außenbeleuchtung. Die Farben sind nicht repräsentativ. Da die verwendeten Farben nicht ausreichen, um alle sichtbaren Wellenlängen darzustellen, können Leuchtenhersteller die spektrale Leistungsverteilung (SPD) ihrer Lichtquellen für höhere Messwerte optimieren.

Verglichen mit Ra's nur 8 Standardmustern verwendet das TM-30-System nicht weniger als 99 Standardmuster. Diese Farbfelder sind keine Munsell-Farbfelder mehr, sondern aus 105,000 echten Objektfarben ausgewählt. Einschließlich natürlicher Objekte, Hauttöne, Textilien, Farben, Kunststoffe, Druckmaterialien, Farbsysteme und anderer 7 Kategorien, die eine Vielzahl von gesättigten bis ungesättigten, hellen bis dunklen Farben darstellen, die in unserem Leben üblich sind. Am wichtigsten ist, dass diese 99 Standardfarben für jede Wellenlänge die gleiche Empfindlichkeit haben, sodass es für Hersteller schwierig ist, die spektrale Verteilung anzupassen, um den Messwert zu verbessern.

TM-30 gibt die Berechnungsfunktion des spektralen Reflexionsvermögens verschiedener Farbplattenmuster und die Berechnungsformel und Anleitung für Rf- und Rg-Werte an, und die Messergebnisse können über eine Hilfssoftware berechnet werden.

3. Wählen Sie eine günstigere Referenzlichtquelle

Da die von CRI verwendete Referenzlichtquelle Schwarzkörperstrahlung verwendet, wenn sie niedriger als 5000 K ist, und das natürliche Lichtmodell verwendet, wenn sie höher als 5000 K ist, gibt es eine plötzliche Änderung von 5000 K. Das TM-30-System verwendet ein Spektrum von Schwarzkörperstrahlung gemischt mit einem natürlichen Lichtmodell als Referenzlichtquelle im Bereich von 4000K-5000K. Außerdem verwenden sowohl Rf als auch Rg eine Referenzlichtquelle mit der gleichen Farbtemperatur wie die zu messende Lichtquelle, wodurch ein wichtiger Nachteil von GAI überwunden wird.

4. Verwenden Sie einen einheitlicheren Farbraum
Der TM-30 verwendet den modernen Farbraum CAM02-UCS (CIE Color Appearance Model 02) mit verbesserter Einheitlichkeit und genaueren Farbanpassungsgleichungen sowie einem optimierten Satz von Farbmustern, die reale Objekte darstellen.

5. Farbige Vektorgrafiken hinzugefügt
Da die Wiedergabetreue- und Sättigungsindizes auf der Grundlage des Durchschnittswerts berechnet werden, kann nur die durchschnittliche Farbwiedergabefähigkeit der Lichtquelle für verschiedene Farben umfassend bewertet werden, und der Sättigungsgrad einer bestimmten Farbe kann nicht entsprechend beurteilt werden. Wenn die Farbwiedergabefähigkeit bestimmter Farben benötigt wird, bietet das TM-30-System auch eine Farbvektorgrafik, die die Farbverschiebung und Sättigung einer bestimmten Farbe unter der gemessenen Lichtquelle direkt mit Grafiken anzeigt. Ob die Änderung schwach oder lebhafter ist, ist eine großartige Ergänzung des Wiedergabetreue- und Sättigungsindex.

Der schwarze Kreis stellt die Referenzlichtquelle (Sonnenlicht) dar, die aus 16 Farbklassifikationen der Referenzlichtquelle besteht, und der rote Kreis stellt die gemessene Lichtquelle dar. Jede rote Linie innerhalb des schwarzen Kreises zeigt an, dass diese Farben des getesteten Lichtmittels im Vergleich zum Referenzlichtmittel schwächer sind, und jede rote Linie außerhalb des schwarzen Kreises zeigt an, dass diese Farben des getesteten Lichtmittels im Vergleich zum Referenzlichtmittel übersättigt sind. Wenn sich die roten und schwarzen Kreise perfekt überlappen, bedeutet dies, dass diese Farben der gemessenen Lichtquelle und der Referenzlichtquelle gleich sind und es keinen Unterschied in der Farbwiedergabe zwischen den beiden Lichtquellen gibt.

IES erkennt an, dass Farbspezifikationen von einer Vielzahl von Bedingungen abhängen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Faktoren wie visuelle Bedürfnisse, Interaktion mit Möbeln und Dekorationsmaterialien, Alter und Farbpräferenzen. Daher empfiehlt IES Beleuchtungsfachleuten, die genauere und vollständigere Bewertungsmethode für die Farbwiedergabe IES TM-30-18 zu verwenden, sich auf eine Vielzahl von Messmethoden in der Norm zu beziehen und anwendbare Spezifikationen basierend auf verschiedenen Spektral- und Anwendungseigenschaften zu formulieren, um die schnellste zu erreichen Überleitung.

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