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Was ist TM-30-15 (TM-30-18), und sollte ich es verwenden?

von Sam Nada | 2023/01/10

Einführung

TM-30-15 ist ein von der IES (Illuminating Engineering Society) veröffentlichtes System für den Farbwiedergabeindex. Ein Farbwiedergabeindexsystem gibt an, wie gut ein Licht, das auf ein Objekt fällt, die Farbe des Objekts genau wiedergeben kann (im Vergleich zu einem schwarzen Strahler – z. B. der Sonne). TM-30-15 ist das nächste in einer Reihe von CRI-Vorgängersystemen (CIE CRI, GAI, CQS), die alle darauf abzielen, die vorherigen Systeme zu verbessern. In diesem Artikel erläutern wir den TM-30-15, seine Vorteile und warum er so wichtig ist.

(Klicken Sie hier für eine Einführung in den Color Rendering Index)

Foto von Andrew Leu auf Unsplash

CIE CRI Überprüfung

Lassen Sie uns zunächst den CIE CRI betrachten, da er der gängige Standard ist und uns den Kontext für den Vergleich mit dem TM-30-15 liefert. Der ursprüngliche CIE CRI verwendete 8 Referenzfarben (R1-R8), um zu bestimmen, wie eine Lichtquelle diese Farben im Vergleich zum Sonnenlicht (oder einem anderen schwarzen Strahler) wiedergibt. Später wurden weitere Farben R9 – R15 hinzugefügt.

Diese Vergleiche werden anhand eines Farbdiagramms (oder einer Farbkarte) durchgeführt, insbesondere des CIE-Farbdiagramms von 1960.

Das nächste Diagramm veranschaulicht dies. Die schwarzen Punkte zeigen, wie die acht Referenzfarben (R1-R8) durch Sonnenlicht wiedergegeben werden, und die roten Punkte sind die acht Farben, die von einer Testlichtquelle wiedergegeben werden. The distances between the black and red dots are based on a 100-point scale and averaged for a final CRI score. Je näher an 100, desto näher ist das Testlicht dem Sonnenlicht.

CIE 1960 Chromatizitätsdiagramm

CRI R9-Wert

CRI R1-R8 (zusätzliche R9-R15 wurden später hinzugefügt)

Der TM-30-15 ist besser, weil er 99 Referenzfarben verwendet.

Die ursprünglichen 8 CIE CRI-Farben waren Pastelltöne, die für Bekleidungs- und Architekturanwendungen verwendet wurden. Im Vergleich dazu verwendet der TM-30-15 99 Referenzfarben, eine umfangreichere Basis von Mustern, die mehr praktische, reale Farben repräsentieren.

Diese Farben wurden aus einer umfangreichen Datenbank mit Objekten aus der realen Welt ausgewählt.

TM-30-15 Farbmuster (99)

Aus dem Diagramm können Sie die umfassende Abtastung der Farbwiedergabe zwischen dem Testlicht und dem Referenzlicht (Sonnenlicht) ersehen, was zu einer feineren Abstufung und einer genaueren Wiedergabe der Ergebnisse führt.

https://www.energy.gov/sites/default/files/2015/09/f26/tm30-technical-webinar_9-22-15.pdf

TM-30-15 ist besser, weil es den CAM02-UCS-Farbraum verwendet.

Ein wesentlicher Aspekt der TM-30-15 ist der CAM02-UCS-Farbraum, der neueste, von der CIE-Organisation unterstützte Farbraum. Farbräume werden zur Identifizierung von Farben in einer „3D-Raumkarte“ von Farben verwendet. CAM02-UCS ist der nächste in einer Reihe von Farbräumen, die ihre Vorgänger (CIE 1931, CIE 1960, CIE 1976, CIELUV, CIELAB) verbessern sollen. Aber wie kann CAM02-UCS die Genauigkeit verbessern?

Wie bereits erwähnt, werden die meisten vergleichenden CIE-CRI-Analysen anhand der CIE 1960-Farbkarte durchgeführt, einer flachen 2D-Darstellung, bei der nur die gerenderte Farbe (Farbtreue) dem Sonnenlicht gegenübergestellt wird.

CIE 1960 Farbraum

Neuere CRI-Systeme erkennen jedoch an, dass die Farbwahrnehmung und -identifizierung komplexer ist und andere Dimensionen umfasst, insbesondere Helligkeit und Chroma (Sättigung), wie das 3D-Diagramm von Albert H. Munsell zeigt.

Munsell 1943 farbige zylindrische Koordinaten: SharkD - Abgeleitete Arbeit: Datumizer

Durch diese neue Farbwahrnehmung erscheint der CAM02-UCS in einem 3D-Farbraum. Die drei Dimensionen sind den drei Dimensionen des Munsell-Diagramms (Farbton, Helligkeit, Sättigung) ähnlich. Eine bessere Methode zur Identifizierung einer Farbe auf der Grundlage der menschlichen Wahrnehmung bedeutet genauere Informationen zur Farbwiedergabe.

CAM02-USC Farbraum: https://www.energy.gov/sites/default/files/2015/09/f26/tm30-technical-webinar_9-22-15.pdf

Darüber hinaus mildert CAM02-USC auch Verzerrungen, die die Farbgleichmäßigkeit beeinträchtigen. Ein Beispiel für Verzerrungen ist die CIE-Farbkarte von 1931 (dargestellt als MacAdam-Ellipsen). Sie fanden heraus, dass Farben innerhalb beliebiger Punkte einer Ellipse nicht unterscheidbar sind, wodurch die Fläche des Farbraums verzerrt wird. Je länglicher die Ellipse, desto verzerrter ist die Form des Diagramms.

https://www.energy.gov/sites/default/files/2015/09/f26/tm30-technical-webinar_9-22-15.pdf

Der CAM02-USC mildert die Verzerrungen, auch im Vergleich zu CIELAB (mehr kreisförmige Ellipsen, weniger Verzerrungen).

Wie funktioniert der TM-30-15?

Um die Farbwiedergabe von Licht zu messen, benötigen Sie ein Lichtquellen-Spektrometer wie das UPRtek MK350S Premium oder andere Geräte, die mit den TM-30-15-Protokollen messen.

 

MK350S Genauigkeit und Präzision

UPRtek-Spektrometer können die Farbwiedergabe mit einer beliebigen Anzahl von Protokollen messen; CIE CRI, CQS und TM-30-15

Fangen Sie das Licht der Testlampe ein, und das Gerät übernimmt den Rest. Beachten Sie, dass die SPD- und Spektralreflexionsdaten für 99 Proben und Sonnenlicht bereits im Gerät gespeichert sind. Das Gerät verwendet Algorithmen zur mathematischen Bestimmung von Rendering-Unterschieden zwischen dem Testlicht und dem Sonnenlicht und zeigt zwei Metriken und zwei Diagramme an.

Die RfMetrik ähnelt dem CIE CRI“-Wert, einem Mittelwert der Farbtreueunterschiede zwischen Testlicht und Sonnenlicht für die 99 Testmuster. Die Unterschiede werden auf einer 100-Punkte-Skala bewertet, wobei die höheren Zahlen die Fähigkeit des Testlichts angeben, Farben zu erzeugen, die dem Sonnenlicht näher kommen.

Die Rg-Metrik stellt den anderen wichtigen Faktor für die menschliche Farbwahrnehmung dar: die Sättigung. Es handelt sich auch um einen Durchschnittswert für die Unterschiede zwischen Testlicht und Sonnenlicht. Sie basiert auf einem Basiswert (100) – höhere Werte (100-140) bedeuten eine höhere Sättigung (im Durchschnitt), und niedrigere Werte (60-100) bedeuten eine Untersättigung.

Farbvektorgrafik – Die Rg-Metrik ist eine Zahl, die die allgemeine Unter- oder Übersättigung widerspiegelt, aber nicht angibt, welche Farbbereiche problematisch sind. Der TM-30-15 schafft hier Abhilfe, indem er ein kreisförmiges Vektordiagramm über einen Farbraum legt, das darstellt, wo Farbsättigungsanomalien auftreten. Beachten Sie, dass der CAM02-USC-Farbraum ein 3D-Raum ist, der jedoch „abgeflacht“ wurde, um die Verschiebungen in der Sättigungsdimension zu zeigen.

Drei Beispiele für Farbvektorgrafiken, die zeigen, wo die Anomalien in der Farbsättigung auftreten.

MK350S Premium TM-30 Metriken und Farbvektordiagramm. Das Diagramm zeigt Übersättigung (Gelb-Grün & Magenta) und Untersättigung (Orange & Grün-Blau)

Rf-Rg-Plot-Diagramm – Dieses Diagramm stellt einfach Rf gegen Rg dar und bietet eine visuelle Gesamtdarstellung der Renderqualität eines Lichts. Dies ist ein sehr praktisches visuelles Hilfsmittel beim Vergleich von Leuchten.

Dieses Rf-Rg-Diagramm zeigt die allgemeine Renderqualität einer Leuchte (roter Punkt). Nähern sich die Punkte dem Konvergenzpunkt (rechte Seite), so zeigt dies eine bessere Lichtqualität.

Warum sollten Sie den TM-30-15 und TM-30-18 verwenden?

Das TM-30-15-System ist ein hochentwickeltes und relativ neues (2015) Farbwiedergabe-Index-System. Es verwendet den von der CIE empfohlenen CAM02-USC-Farbraum und 99 Farbmuster, um die Abstufung der Messung und die Genauigkeit der Ergebnisse zu erhöhen.

Obwohl der CIE CRI immer noch der etablierte Farbwiedergabestandard ist, sind seine Mängel gut dokumentiert, und seine Position wurde in den letzten Jahren durch neue Protokolle in Frage gestellt.

Die TM-30-15 hat einen erheblichen Anstoß zur Validierung auf dem Markt gegeben. Im Internet wurde bereits viel über den TM-30-15 gesprochen und diskutiert, und seine Vorteile sind unbestreitbar. Im Jahr 2018 aktualisierte das IES den TM-30-15 zum TM-30-18, um die neueren Änderungen der CIE zur Farbtreue (CIE 224:2017) zu verwenden, ein wichtiger Schritt in Richtung Akzeptanz in der weltweiten Gemeinschaft.

Aber Sie brauchen nicht zu warten. Die UPRtek-Modelle wurden kürzlich von TM-30-15 auf TM-30-18 aktualisiert. Wenn Sie bereits ein solches Gerät besitzen, können Sie es schnell auf die neuesten TM-30-18-Updates aktualisieren und ohne jegliche Einrichtung oder Konfiguration testen. Vergleichen Sie ihn mit den CIE-CRI-Messungen, und Sie können die Vorteile des TM-30-18 erleben.

UPRtek TM-30-18 Spezifikationen

Referenzen:

US Department of Energy (Office of Energy Efficiency & Renewable Energy), IES (Illuminating Engineering Society), 28. September 2015, https://www.energy.gov/eere/ssl/downloads/webinar-technical-discussion-tm-30-15

US Department of Energy (Office of Energy Efficiency & Renewable Energy), IES (Illuminating Engineering Society), 15. September 2015, https://www.energy.gov/sites/default/files/2015/09/f26/tm30-intro-webinar_9-15-15.pdf

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