Qu'est-ce qu'un test de sphère d'intégration pour la nouvelle norme IES TM-30-18

Le 9 octobre 2018, l'Illuminating Engineering Society of North America (IES) a publié une nouvelle version de la norme d'évaluation de la qualité des couleurs de la source lumineuse - IES TM-30-18 Method for Evaluating Light Source Color Rendition (évaluation de la reproduction des couleurs de la source lumineuse méthode), avec une mise à jour partielle de la documentation héritée.
Par rapport à l'ancienne version du document publiée en 2015, la version TM-30-18 a modifié les trois points suivants :
• Fonction de calcul de réflectance spectrale ajustée pour les échantillons dans la plage inférieure à 400 nm et supérieure à 700 nm.
• Ajustement de la zone de transition de la source lumineuse de référence, la plage de température de couleur applicable est passée de 4500K-5500K à 4000K-5000K.
• Modification de la formule d'évaluation de la fidélité des couleurs Rf, le facteur d'échelle calculé est passé de 7.54 à 6.73.

En avril 2017, la Commission internationale de l'éclairage (CIE) a publié un rapport technique "CIE 224 : 2017 Color Fidelity Index for precise scientist use", qui définit l'indice de fidélité des couleurs Rf. Cet indice est calculé sur la base de l'indice de fidélité dans IES TM-30-15, mais il existe des différences mineures dans l'extrapolation utilisée pour les échantillons d'évaluation des couleurs, la zone de transition de l'illuminant de référence et le facteur d'échelle pour les calculs de fidélité. Les deux documents ont été harmonisés avec la publication du TM-30-18, une étape importante dans la mondialisation de la mesure de la fidélité des couleurs.

Pendant longtemps, l'indice général de rendu des couleurs Ra utilisé par la CIE pour évaluer la qualité des couleurs a été largement utilisé pour décrire l'expérience visuelle de diverses technologies de source lumineuse. Cependant, IES estime que Ra ne prend en compte qu'un seul aspect de la qualité des couleurs, ne peut pas exprimer pleinement la perception de la couleur par l'œil humain, ne peut pas établir l'intégrité de l'expérience visuelle et est défectueux dans la reproduction précise de la couleur de la source lumineuse. À cette fin, IES a créé en mars 2013 un groupe de travail sur la métrique des couleurs (IES Color Metrics Task Group) pour étudier des mesures d'amélioration pour caractériser le rendu des couleurs des sources lumineuses afin de développer un système pour remplacer le CRI et mieux servir l'industrie de l'éclairage et ses parties prenantes. Le 18 mai 2015, IES a officiellement publié le document normatif IES TM-30-15 pour évaluer le rendu des couleurs des sources lumineuses, en utilisant deux indices de fidélité des couleurs Rf (Fidelity Index) et un indice de saturation des couleurs Rg (Gamut Index). Des indicateurs sont utilisés pour évaluer conjointement la qualité des couleurs, ce qui est très différent du système CRI de CIE.

Par rapport au système d'évaluation de l'indice de rendu des couleurs d'origine de la CIE, la méthode d'évaluation de l'IES TM-30 présente les cinq modifications majeures suivantes :
1. Système d'évaluation à double indice

Le TM-30 utilise deux indicateurs, Fidelity Rf et Saturation Rg, pour évaluer conjointement la qualité des couleurs. La fidélité Rf permet de caractériser l'indice de rendu des couleurs CRI (Color Rendering Index) de la source lumineuse. La similitude de chaque couleur standard sous l'éclairage de la source lumineuse de test par rapport à celle sous l'éclairage de la source lumineuse de référence. Le nombre varie de 0 à 100, et plus la valeur est élevée, meilleure sera la couleur de l'authenticité. Cette métrique est similaire à l'indice général de rendu des couleurs CIE13.3-1995 Ra lors de l'évaluation de l'IRC, à la fois pour caractériser la fidélité moyenne des couleurs, mais le TM-30 utilise 99 échantillons de couleurs entièrement nouveaux et une méthode de calcul nouvellement développée. IES pense que Rf peut fournir des données plus représentatives et fiables sur le plan statistique, et sera plus précise dans la reproduction des couleurs.

• Rf =100 est la valeur maximale, ce qui signifie qu'il n'y a pas de différence de couleur avec la source de lumière naturelle et que l'effet de couleur est réaliste.
• Rf = 0 est la valeur minimale, ce qui signifie que la différence de couleur par rapport à la source de lumière naturelle est la plus grande et que l'effet de couleur est déformé.

La saturation des couleurs Rg est utilisée pour caractériser l'indice de gamme de couleurs GAI (Gamut Area Index) de la source lumineuse. C'est-à-dire le degré de saturation de chaque couleur standard par rapport à la source lumineuse de référence sous l'éclairage de la source lumineuse de test. Un indice de 100 représente la meilleure saturation.

• Rg =100, ce qui signifie que la saturation de la source lumineuse est la même que celle de la lumière naturelle et que la saturation des couleurs est modérée.
• Rg>100, ce qui signifie que la source lumineuse peut augmenter la saturation de la couleur et que l'objet semble plus vif et vibrant.
• Rg<100, ce qui signifie que la saturation de la couleur diminuera sous la source de lumière de test, la saturation de la couleur sera insuffisante et l'objet deviendra terne et terne.

2. Des couleurs standards de plus en plus réalistes

Ra de CIE a sélectionné 8 palettes de couleurs Munsell comme couleurs standard. Ces couleurs ont une luminosité et une saturation des couleurs moyennes, qui peuvent pleinement représenter les couleurs courantes de l'éclairage intérieur, mais ont une saturation élevée pour l'éclairage extérieur. Les couleurs ne sont pas représentatives. Comme les couleurs utilisées ne sont pas suffisantes pour représenter toutes les longueurs d'onde visibles, les fabricants de luminaires peuvent optimiser la distribution spectrale de puissance (SPD) de leurs sources lumineuses pour des valeurs de mesure plus élevées.

Comparé aux 8 échantillons standard de Ra, le système TM-30 utilise jusqu'à 99 échantillons standard. Ces nuances ne sont plus des nuances Munsell, mais sélectionnées parmi 105,000 7 couleurs d'objets réels. Y compris les objets naturels, les tons de peau, les textiles, les peintures, les plastiques, les matériaux imprimés, les systèmes de couleurs et 99 autres catégories, représentant une variété de couleurs saturées à insaturées, vives à foncées qui sont courantes dans nos vies. Plus important encore, ces XNUMX couleurs standard ont la même sensibilité pour chaque longueur d'onde, il est donc difficile pour les fabricants d'ajuster la distribution spectrale pour améliorer la valeur de mesure.

TM-30 donne la fonction de calcul de la réflectance spectrale de différents échantillons de plaque de couleur et la formule de calcul et les conseils des valeurs Rf et Rg, et les résultats de mesure peuvent être calculés via un logiciel auxiliaire.

3. Choisissez une source lumineuse de référence plus raisonnable

Étant donné que la source lumineuse de référence utilisée par CRI utilise le rayonnement du corps noir lorsqu'il est inférieur à 5000K et utilise le modèle de lumière naturelle lorsqu'il est supérieur à 5000K, il y a un changement soudain de 5000K. Le système TM-30 utilise un spectre de rayonnement de corps noir mélangé à un modèle de lumière naturelle comme source lumineuse de référence dans la plage de 4000K-5000K. De plus, Rf et Rg utilisent tous deux une source lumineuse de référence avec la même température de couleur que la source lumineuse à mesurer, surmontant ainsi un inconvénient important du GAI.

4. Utilisez un espace de chromaticité plus uniforme
Le TM-30 utilise l'espace colorimétrique moderne CAM02-UCS (CIE Color Appearance Model 02) avec une uniformité améliorée et des équations d'adaptation des couleurs plus précises, ainsi qu'un ensemble optimisé d'échantillons de couleurs représentant des objets réels.

5. Ajout de graphiques vectoriels couleur
Étant donné que les indices de fidélité et de saturation sont calculés sur la base de la valeur moyenne, seule la capacité moyenne de rendu des couleurs de la source lumineuse pour différentes couleurs peut être évaluée de manière exhaustive, et le degré de saturation d'une certaine couleur ne peut pas être jugé en conséquence. Lorsqu'il y a un besoin pour la capacité de rendu des couleurs de certaines couleurs spécifiques, le système TM-30 fournit également un graphique vectoriel de couleur, qui affiche directement le changement de couleur et la saturation d'une couleur spécifique sous la source de lumière mesurée avec des graphiques. Que le changement soit faible ou plus vif est un excellent ajout à l'indice de fidélité et de saturation.

Le cercle noir représente la source lumineuse de référence (lumière du soleil), qui se compose de 16 classifications de couleur de la source lumineuse de référence, et le cercle rouge représente la source lumineuse mesurée. Toute ligne rouge à l'intérieur du cercle noir indique que ces couleurs de l'illuminant testé sont plus sombres par rapport à l'illuminant de référence, et toute ligne rouge à l'extérieur du cercle noir indique que ces couleurs de l'illuminant testé sont sursaturées par rapport à l'illuminant de référence. Lorsque les cercles rouges et noirs se chevauchent parfaitement, cela signifie que ces couleurs de la source lumineuse mesurée et de la source lumineuse de référence sont les mêmes, et qu'il n'y a pas de différence de rendu des couleurs entre les deux sources lumineuses.

IES reconnaît que les spécifications de couleur dépendent de diverses conditions, y compris, mais sans s'y limiter, des facteurs tels que les besoins visuels, l'interaction avec les meubles et les matériaux décoratifs, l'âge et les préférences de couleur. Par conséquent, IES recommande aux professionnels de l'éclairage d'utiliser la méthode d'évaluation de la reproduction des couleurs plus précise et complète IES TM-30-18, de se référer à une variété de méthodes de mesure dans la norme et de formuler des spécifications applicables basées sur diverses caractéristiques spectrales et d'application pour obtenir le plus rapide transition.

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