Új módszer a fényforrások által okozott színharmónia torzítások vizsgálatára Szabó Ferenc 1, Sárvári Gábor 1, Tóth Katalin 2, Balázs László 2, Schanda János 1 1: Pannon Egyetem, Virtuális Környezetek és Fénytan Laboratórium, Veszprém 2: GE Hungary Kft, Budapest IX. Lux et Color Vesprimiensis szimpózium, Veszprém, 2010. november 10.
Tartalom Előzmények A szimulációs program kifejlesztésének szempontjai A szimulációs program működése 2/15
Előzmények CIE TC1-62 (colour rendering of white LED light sources): a jelenlegi színvisszaadási index helyett új színminőségi metrikára van szükség a modern fényforrások színminőségének jellemzésére. Commission Internationale de l Éclairage, CIE TC 1-62, Colour Rendering of White LED Light Sources, Technical Report, Publication CIE 177:2007. Színharmónia észlelet változását leíró matematikai modell kifejlesztése F. Szabó, P. Bodrogi, J. Schanda: Experimental Modelling of Colour Harmony, Color Research and Application 2010, 35:1, 34-49, 10.1002/col.20558 A fényforrásokat színharmónia észlelet torzítás szempontjából leíró új színminőségi metrika kifejlesztése F. Szabó, P. Bodrogi, J. Schanda: A Colour Harmony Rendering Index Based on Predictions of Colour Harmony Impression, Lighting Research and Technology 2009 41: 165-182., impakt factor: 0.733 (2008), Online ISSN: 1477-0938 Print ISSN: 1477-1535 3/15
2, 0E- 02 1, 5E- 02 1, 0E- 02 5, 0E- 03 0, 0E+00 380 430 480 530 580 630 680 730 780-5, 0E- 03 0, 8 0, 7 0, 6 0, 5 0, 4 0, 3 0, 2 0, 1 0 380 430 480 530 580 630 680 730 780 A színharmónia észlelet becslés folyamatábrája Példa két színingerből álló színkombinációk esetére BEMENET Színharmónia formulák Kimenet A tesztfényforrás spektrális teljesítmény eloszlása A színkombináció összetevőinek spektrális reflexiója CHF 5 3 3 2 2 2 D, Jdiff = 2.5 10 J + 3 10 J 2.2 10 J + 2 ( J ) 0.119J 0. 939 3 CHF2 D, Jsum = 10 sum sum + CHF2 D, Cdiff = 0.053 C + 1.172 CHF2 D, Csum = 0.051C sum + 2.36 2 ( h h ) 0.0279 h h 2. 3428 5 CHF2 D, hdiff = 8 10 1 2 1 2 + 0.158 A színkombináció színharmónia észlelet becslése a meghatározott megfigyelési szituációban [-5;+5] A megfigyelési szituáció leírói CHF 0.515CHF2 D = 0.47 + 1.736CHF + 0.391CHF + 0.205CHF, Jdiff 2D, Jsum 2D, Cdiff 2D 2, + 2.187 2, + 5.104 D Csum CHF D hdiff CHF2 D, HP 2.283 4/15
A színharmónia modellek alkalmazása Mi lehet a színharmónia torzulásának oka? Vizuális élmény A színkoordináták elmozdulása RGB LED esetén CIELAB a*, b* síkon CIE u -v diagrammban A színharmónia észlelet torzulásának mértéke a fényforrások színminőségének megítélésekor fontos tényező lehet. Ennek számszerű leírására a színharmónia visszaadási index (HRI) került bevezetésre. 5/15
Colour Harmony Rendering Index (Rhr) A színharmónia észleletet leíró matematikai formulákból vezethető le: HRI = 100 k * ahol: n i= 1 CHF ref CHF CHF i az i. színkompozíció esetében előrejelzett színharmónia észlelet a ref referencia megvilágító alatt CHF i az i. színkompozíció esetében előrejelzett színharmónia észlelet a test teszt megvilágító alatt k a vizuális eredményekhez illeszkedő konstans A jelenleg kereskedelmi forgalomban kapható fényforrások Rhr értéke: i i test Fény forrás Izzólámpa 2700K RGB LED 2700K Kompakt fénycső 2700K Halogén izzó 4100K RGB LED 4100K Fényporos fehér LED 4100K HRI 94.9 78.9 91.9 96.2 82.2 92.3 6/15
A szimulációs program kifejlesztésének szempontjai A felhasználó számára könnyen érthető formában ábrázolja a színkoordináták elmozdulását (CIELAB a*-b* síkon) Objektív mérőszámokat szolgáltasson az elmozdulások mértékének számszerűsítésére ( CIECAM02 korrelátumok: Lightness (J), Brightness (Q), Colorfulness(M), Chroma (C), Hue angle (h), Hue composition (H) ) A megfigyelés paraméterei pontosan definiálhatók és könnyen változtathatók legyenek. ( Megjelenítő fehér pont: Xw, Yw, Zw, L a, Y b, viewing condition: average/dim/dark ) Tetszőleges, felhasználó által definiált színképi eloszlások és tetszőleges reflexiók is importálhatók legyenek. ( 1 nm-es lépésközzel ) A színhelyes megjelenítés érdekében támogassa a CRT és LCD monitorok kalibrációs adatainak felhasználását. 7/15
A szimulációs program működése 8/15
Létező megjelenítő kalibráció adaptálása 9/15
A színharmónia torzítás vizuális szemléltetése 10/15
Az alakzatok színmetrikai jellemzői 11/15
Az összes alakzat színingermetrikai jellemzője táblázatos formában 12/15
CIELAB a*-b* torzítás-vektorok I. Ötlet: Peter van der Burgt: Colour Rendering Vectors 13/15
CIELAB a*-b* torzítás-vektorok II. 14/15
Köszönjük a figyelmet! szabof@vision.uni-pannon.hu sarvarig@gmail.com