Цветопередача

Цветопередача относится к источника света его способности точно передавать цвета различных объектов (т.е. создавать световую метамерию ) по сравнению с идеальным или естественным источником света. Источники света с хорошей цветопередачей желательны в приложениях, где цвет критически важен, например, в уходе за новорожденными. ^[1] и художественная реставрация . (CIE) определяет его Международная комиссия по освещению следующим образом: ^[2]

Влияние источника света на цветовой облик предметов путем сознательного или подсознательного сравнения их цветового облика при эталонном источнике света.

Количественные меры

Для измерения цветопередачи источника света для человеческого глаза или камеры было разработано множество количественных мер. Среди примечательных из них:

Индекс цветопередачи (CRI), CIE 1974. В настоящее время признан несовершенным, но все еще широко используется для бытового освещения. Обновлено в 1999 году, но выпускается редко.
Индекс согласованности телевизионного освещения (TLCI), EBU 2012. Учитывайте спектральную характеристику камер и экранов, которые могут давать существенно разные результаты при светодиодном освещении с высоким индексом цветопередачи . ^[3]
Индекс спектрального сходства (SSI), AMPAS 2016 (пересмотренный в 2020 году). Отказ от концепции образцов цвета в CRI и TLCI для непосредственного определения формы спектра. Поскольку образцы цвета отсутствуют, SSI не измеряет цветопередачу, но включен сюда, поскольку часто используется для указания потенциального качества цветопередачи тестового источника света по сравнению с эталонным источником. Опубликовано как SMPTE 2122. ^[4]
КЭС ТМ-30 , 2015 г. (ред. 2020 г.). Метрика, связанная с CRI с обновленным преобразованием цвета, большим количеством (99) образцов цвета и оценкой дополнительных факторов «приятности», таких как размер гаммы и сдвиг оттенка. По-прежнему использует участников-людей. Одобрен CIE в 2015 году для замены CRI. ^[5]

Фон

Исследователи использовали дневной свет в качестве эталона для сравнения цветопередачи электрического освещения. В 1948 году дневной свет был описан как идеальный источник освещения для хорошей цветопередачи, поскольку «он (дневной свет) отображает (1) большое разнообразие цветов, (2) позволяет легко различать небольшие оттенки цвета и (3) цвета предметов вокруг нас, очевидно, выглядят естественно». ^[6]

Примерно в середине 20-го века учёные-цветоведы заинтересовались оценкой способности искусственного освещения точно воспроизводить цвета. Европейские исследователи пытались описать источники света, измеряя спектральное распределение мощности (SPD) в «репрезентативных» спектральных диапазонах, тогда как их североамериканские коллеги изучали колориметрическое воздействие источников света на эталонные объекты. ^[7]

Весы

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи (CRI) 1974 года является результатом исследования комитета CIE по теме цветопередачи. Он использует американский колориметрический подход с группой людей вместо спектрофотометрии . Восемь образцов разного оттенка поочередно освещались двумя источниками света и сравнивались цветовые характеристики. Поскольку в то время не существовало модели цветового представления, было решено основывать оценку на цветовых различиях в подходящем цветовом пространстве CIEUVW . Остаточная разница в цветности устраняется с помощью преобразования хроматической адаптации перед сравнением с эталонным источником света. Каждое цветовое различие переводилось в подоценку, восемь из которых усреднялись для получения окончательной оценки R _a . ^[8]

Индекс согласованности телевизионного освещения

Еще в 1971 году аналог CRI для телевизоров был разработан сотрудниками BBC . ^[9] В то время относительно широкополосная природа источников света означала, что CRI все еще приближался к цветопередаче для телевизионных камер, и это предположение быстро было опровергнуто появлением светодиодного освещения . В результате в 2012 году Европейский вещательный союз повторно представил концепцию индекса согласованности телевизионного освещения (TLCI), а в 2013 году — коэффициента соответствия телевизионных светильников (TLMF) для смешанного освещения. ^[3]

Для расчета TLCI сначала измеряется полное спектральное распределение мощности (SPD) источника света. Из этого SPD коррелированная цветовая температура определяется (CCT), которая обеспечивает эталонный источник света. При использовании тестового и эталонного источника света изображение ColorChecker моделируется с использованием известных коэффициентов отражения и цветовых кривых средней камеры и дисплея HDTV. Разница рассчитывается в CIEDE2000. В случае TLMF ссылка задается не CCT, а непосредственно пользователем. ^[10]

Индекс спектрального сходства

Индекс спектрального сходства (SSI) 2016 года — это шкала, которая полностью исключает сравнение образцов цвета, а вместо этого напрямую сравнивает SPD одного источника света с эталоном. ^[4] Его разработчики утверждают, что различия между камерами означают, что TLCI может описывать только трехчиповые телевизионные камеры, а не более разнообразные спектральные чувствительности одночиповых цифровых кинокамер, фотоаппаратов или пленок. ^[11] (Теоретически, цветные гели также вносят изменения, которые трудно уловить с помощью TLCI.)

SSI рассчитывается путем взятия двух интегрированных нормализованных SPD в интервалах 5 нм от 375 до 675 нм и определения взвешенной относительной разницы между ними. Эта взвешенная относительная разница свертывается, и величина результата переводится в 100-балльное значение. Низкое значение SSI только предупреждает о потенциальных проблемах с цветопередачей, но не подтверждает их наличие и не указывает на возможные ошибки. ^[11]

ТМ-30

TM-30 — это текущий (по состоянию на 2021 год) рекомендуемый CIE показатель цветопередачи, воспринимаемой человеком. Он генерирует большой набор выходных данных, включая общий индекс точности (R _f ), общий индекс гаммы (R _g ) для изменений цветности , график формы гаммы и подробные значения цветности, оттенка и точности цветопередачи для каждого из 16 диапазонов оттенков, а также оценки точности цветопередачи для каждого из 99 образцов цветов. Он использует цветовое пространство CAM02-UCS . R _f был принят CIE как CIE 224: 2017 «индекс точности цветопередачи» (CFI). ^[12]

Как и другие новые шкалы, TM-30 рассчитывается на основе SPD относительно SPD той же CCT. ^[12] Уникальность ТМ-30 в том, что он выходит за рамки верности (точности цветопередачи) и описывает другие аспекты цветопередачи. Эта дополнительная информация позволяет, например, пожертвовать точностью ради яркости телесных тонов в соответствии с определенным критерием проектирования. Три цели эталонного проекта и уровни приоритета определены в Приложении E TM-30. ^[13]

Другие масштабы

Прежде чем вышеупомянутые шкалы будут разработаны для замены CRI, был предложен ряд других мер. Однако ни один из них не нашел широкого применения:

Р96а _, 1999 г.: Пересмотр CRI с учетом устаревания/утраты исходных образцов цвета и некоторых улучшений в колориметрии. Использует образцы ColorChecker, CIELAB и CIECAT94. ^[14]
Шкала качества цвета , 2005 г.: NIST предложил замену CRI R _a . Использует более насыщенные образцы, CIELAB и CMCCAT2002 . Изменения в подсчете очков. ^[15]
Индекс площади гаммы, 2010 г.: Мера площади гаммы . Использование в сочетании с показателем точности (например, CRI) позволяет лучше прогнозировать предпочтения, чем использование любого из них по отдельности. ^[16]

Типичные значения

Ссылки

^ «Освещение отделения интенсивной терапии новорожденных: обновленная информация и рекомендации» .
^ «Международный словарь по освещению CIE 17.4-1987» . Архивировано из оригинала 27 февраля 2010 г. Проверено 19 февраля 2008 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Индекс стабильности телевизионного освещения 2012» . tech.ebu.ch. 31 мая 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Индекс спектрального сходства (SSI)» . Оскар.орг | Академия кинематографических искусств и наук . 21 апреля 2017 г.
^ Майкл Ройер (31 марта 2016 г.). «Оценка цветопередачи с помощью TM-30» (PDF) . Вебинар ENERGY STAR (Министерство энергетики США) .
^ П. Дж. Боума (1948). Физические аспекты цвета; введение в научное изучение цветовых раздражителей и цветовых ощущений . (Эйндховен: Отдел технической и научной литературы Philips Gloeilampenfabrieken (Philips Industries).).
^ Американский подход изложен Никерсоном (1960) , а европейский подход - Барнсом (1957) и Кроуфордом (1959) . См. Schanda & Sándor (2003) . исторический обзор
^ Ри, М.; Дэн, Л.; Уолси, Р. (2004). «Источники света и цвет» . Ответы на вопросы NLPIP по освещению . Трой, Нью-Йорк: Политехнический институт Ренсселера. Архивировано из оригинала 11 июня 2010 г. Проверено 17 июня 2010 г.
^ Спросон, WN и Тейлор, EW (1971). Индекс постоянства освещенности цветного телевидения. Отчет исследовательского отдела BBC за 1971-45 гг.
^ Европейский вещательный союз. «[Tech 3355] Метод оценки колориметрических свойств светильников: индекс согласованности телевизионного освещения (TLCI-2012) и коэффициент соответствия телевизионного светильника (TLMF-2013)» (PDF) . Проверено 16 ноября 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Академия кинематографических искусств и наук (16 сентября 2020 г.). «Индекс спектрального сходства Академии (SSI): обзор» (PDF) .
^ Jump up to: ^а ^б Ройер, Майкл П. (16 марта 2021 г.). «Учебное пособие: Предыстория и рекомендации по использованию метода ANSI/IES TM-30 для оценки цветопередачи источника света» . ЛЕУКОС . 18 (2): 191–231. дои : 10.1080/15502724.2020.1860771 . S2CID 233697915 .
^ «Использование TM-30 для улучшения конструкции освещения – Общество светотехники» .
^ 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. , получено 16 июля 2008 г.
^ Дэвис, В.; Оно, Ю. (2005). Фергюсон, Ян Т.; Каррано, Джон К.; Тагучи, Цунэмаса; Эшдаун, Ян Э. (ред.). «На пути к улучшению показателя цветопередачи» . Учеб. ШПИОН . Пятая международная конференция по твердотельному освещению. 5941 : 59411G–1. Бибкод : 2005SPIE.5941..283D . CiteSeerX 10.1.1.470.2414 . дои : 10.1117/12.615388 . S2CID 121431482 .
^ «Цветопередача» (PDF) . Рекомендации по заданию цветовых свойств источников света для розничного мерчендайзинга . Том. 8, нет. 2. Альянс твердотельных систем и технологий освещения. Март 2010. с. 6 . Проверено 14 сентября 2020 г.

Цитируемые работы

Барнс, Бентли Т. (декабрь 1957 г.). «Ленточные системы для оценки цветопередачи». ДЖОСА . 47 (12): 1124–1129. Бибкод : 1957JOSA...47.1124B . дои : 10.1364/JOSA.47.001124 .
Кроуфорд, Брайан Хьюсон (декабрь 1959 г.). «Измерение допусков цветопередачи». ДЖОСА . 49 (12): 1147–1156. Бибкод : 1959JOSA...49.1147C . дои : 10.1364/JOSA.49.001147 .
Никерсон, Дороти (январь 1960 г.). «Источники света и цветопередача». ДЖОСА . 50 (1): 57–69. Бибкод : 1960JOSA...50...57N . дои : 10.1364/JOSA.50.000057 .
Шанда, Янош; Шандор, Норберт (2003). Цветопередача, прошлое-настоящее-будущее . Международная конференция по освещению и цвету, Кейптаун, Южная Африка, 2–5 ноября 2003 г., стр. 76–85.

[1] «Освещение отделения интенсивной терапии новорожденных: обновленная информация и рекомендации» .

[2] «Международный словарь по освещению CIE 17.4-1987» . Архивировано из оригинала 27 февраля 2010 г. Проверено 19 февраля 2008 г.

[TLCI-3] Jump up to: ^а ^б «Индекс стабильности телевизионного освещения 2012» . tech.ebu.ch. 31 мая 2016 г.

[ssi-4] Jump up to: ^а ^б «Индекс спектрального сходства (SSI)» . Оскар.орг | Академия кинематографических искусств и наук . 21 апреля 2017 г.

[ES_TM_30-5] Майкл Ройер (31 марта 2016 г.). «Оценка цветопередачи с помощью TM-30» (PDF) . Вебинар ENERGY STAR (Министерство энергетики США) .

[6] П. Дж. Боума (1948). Физические аспекты цвета; введение в научное изучение цветовых раздражителей и цветовых ощущений . (Эйндховен: Отдел технической и научной литературы Philips Gloeilampenfabrieken (Philips Industries).).

[7] Американский подход изложен Никерсоном (1960) , а европейский подход - Барнсом (1957) и Кроуфордом (1959) . См. Schanda & Sándor (2003) . исторический обзор

[8] Ри, М.; Дэн, Л.; Уолси, Р. (2004). «Источники света и цвет» . Ответы на вопросы NLPIP по освещению . Трой, Нью-Йорк: Политехнический институт Ренсселера. Архивировано из оригинала 11 июня 2010 г. Проверено 17 июня 2010 г.

[9] Спросон, WN и Тейлор, EW (1971). Индекс постоянства освещенности цветного телевидения. Отчет исследовательского отдела BBC за 1971-45 гг.

[10] Европейский вещательный союз. «[Tech 3355] Метод оценки колориметрических свойств светильников: индекс согласованности телевизионного освещения (TLCI-2012) и коэффициент соответствия телевизионного светильника (TLMF-2013)» (PDF) . Проверено 16 ноября 2021 г.

[ssi-wp-11] Jump up to: ^а ^б Академия кинематографических искусств и наук (16 сентября 2020 г.). «Индекс спектрального сходства Академии (SSI): обзор» (PDF) .

[tm30-tuto-12] Jump up to: ^а ^б Ройер, Майкл П. (16 марта 2021 г.). «Учебное пособие: Предыстория и рекомендации по использованию метода ANSI/IES TM-30 для оценки цветопередачи источника света» . ЛЕУКОС . 18 (2): 191–231. дои : 10.1080/15502724.2020.1860771 . S2CID 233697915 .

[13] «Использование TM-30 для улучшения конструкции освещения – Общество светотехники» .

[CRI99-14] 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. , получено 16 июля 2008 г.

[15] Дэвис, В.; Оно, Ю. (2005). Фергюсон, Ян Т.; Каррано, Джон К.; Тагучи, Цунэмаса; Эшдаун, Ян Э. (ред.). «На пути к улучшению показателя цветопередачи» . Учеб. ШПИОН . Пятая международная конференция по твердотельному освещению. 5941 : 59411G–1. Бибкод : 2005SPIE.5941..283D . CiteSeerX 10.1.1.470.2414 . дои : 10.1117/12.615388 . S2CID 121431482 .

[16] «Цветопередача» (PDF) . Рекомендации по заданию цветовых свойств источников света для розничного мерчендайзинга . Том. 8, нет. 2. Альянс твердотельных систем и технологий освещения. Март 2010. с. 6 . Проверено 14 сентября 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]