Что такое MacAdam Ellipses или цветные овалы? - Эллипс Макадама

Что такое MacAdam Ellipses или цветные овалы?

Что такое MacAdam Ellipses или цветные овалы?
22 Июля 2018
1931 году CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) опубликовал свой знаменитый график цветности. Это означало, что каждому цвету, который может быть создан смесью красно-зелено-синего, может быть присвоен уникальный номер на графике. Этот граф и его последователи с тех пор являются основой науки о цвете света.
В 1942 году Дэвид Макадам, физик и цветной ученый, работающий с Kodak, задал вопрос: действительно ли каждая точка на графе CIE представляет другой цвет ?
Он провел серию тестов и показал, что вместо того, чтобы один цвет был обозначен точкой на графике, он может быть представлен эллипсом, окружающим эту точку. В эллипсе не было бы никакого заметного различия в цвете от точки отсчета в его центре.
И это было рождение эллипса Макадама.

Это помогает оределять  точностью процесса биннинга чипов
MacAdam обеспечивают руководство относительно того, насколько точны цветовое зрение среднего человека и насколько они хороши при различении одинаковых цветов.
Очевидно, что наше цветовое зрение имеет ограничения; мы знаем, что есть цвета, которые так близки друг к другу, что мы не можем различать их. Мы также знаем из личного опыта, что наша способность различать цвета варьируется в зависимости от того, насколько хороши освещение, насколько насыщены цвета и в какой-то степени, какой особый оттенок мы говорим.

Элепсы MacAdam - относительно недавняя концепция. Дэвид МакАдам был цветным ученым, работающим с исследовательской лабораторией Kodak, которая в сороковые годы провела серию тестов, чтобы установить способность испытуемых различать цвета. Он организовал эксперименты, в которых субъект должен был соответствовать одному цвету другому, отрегулировав что-то очень похожее на элементы управления RGB или CMY на автоматическое освещение, а затем измерил, насколько хорошо они работали. Путем заставить их попытаться выполнить сопоставление со всех сторон - например, сопоставить желтый, начиная с красного или совпадающий с тем же желтым, начинающимся с зеленого цвета, - он смог установить зоны вокруг целевого цвета, где пользователь увидел диапазон оттенков

На рисунке 1 показан стандартный набор из 25 эллипсов MacAdam. Каждый эллипс содержит цвета, которые не могут быть дифференцированы средним наблюдателем, когда они имеют одинаковую яркость. MacAdam оценил, что кто-то с нормальным трехцветным цветным зрением может различать около семнадцати тысяч уникальных цветов на каждом уровне яркости или примерно три миллиона воспринимаемых цветов в целом. (Это означает, что правильное масштабирование 8-битного управления цветом RGB плюс канал интенсивности должно быть более чем достаточно, чтобы определять все возможные статические цвета, даже если этого недостаточно для создания бесщеточных кросс-замираний!)
 
Рисунок 1 - 1-ступенчатые эллипсы MacAdam, построенные на цветовом пространстве CIE 1931 года

STEP.jpg   



Диаграмма цветности цветового пространства CIE 1931 Внешняя изогнутая граница - это спектральный (или монохроматический) локус с длинами волн в нанометрах. Обратите внимание, что цвета, отображаемые на экране на этом изображении, задаются с помощью sRGB , поэтому цвета за пределами гаммы sRGB отображаются неправильно. В зависимости от цветового пространства и калибровки вашего устройства отображения, цвета sRGB также могут отображаться неправильно. Эта диаграмма отображает максимально насыщенные яркие цвета, которые могут быть получены с монитора компьютера или телевизора .

Пример  чипа  Nichia 





Спектография 

CRI.jpg CIE1931.jpg  CIE1976.jpg


CRI-82-.jpg

МакАдам поставил эксперимент, в котором обученный наблюдатель смотрел на два цвета при установленной яркости примерно 48 cd/m2. Один из цветов ("тестовый цвет") был неизменным, а другой регулировался наблюдателем, и наблюдателю нужно было подгонять цвет до тех пор, пока он не совпадёт с тестовым цветом. Это соответствие, конечно, не было идеальным, поскольку человеческий глаз, как и любой другой инструмент, имеет ограниченную точность. МакАдам, тем не менее, обнаружил, что все цветовые подборки, сделанные наблюдателем, попадали в эллипс на диаграмме цветности CIE-1931. Были проведены измерения для 25 точек на диаграмме цветности, и было обнаружено, что размер и ориентация эллипсов на диаграмме широко варьировалась в зависимости от тестового цвета.

Ловушка--Снов-1.jpg

Colour rendering index (CRI)- Цветопередача 

Высокая Яркость или высокая Цветопередача  (CRI) 

На сегодняшний момент самой используемой методикой оценки качества источников света является индекс цветопередачи

(англ. colour rendering index).

Данный коэффициент имеет безразмерную величину и в международной системе измерения (СИ) обозначается как CRI или Ra. Диапазон значений CRI лежит в интервале от 0 до 100.

Индекс цветопередачи показывает, насколько естественный цвет имеют предметы при освещении. Эталоном принято считать солнечный свет, CRI которого равен 100. До 1974 года Международной Комиссией по Освещению (МКО) данная методика подразумевала сравнение 8 эталонных цветов с цветами, полученными от тестируемого источника света.

До 1974 ЭТАЛОНЫ R1 R7



В 1974 14 ЭТАЛОНЫ R1 R14


 

Методика измерения CRI заключается в расчете цветовых сдвигов 14 образцовотносительно освещения солнечного света или излучения раскаленного абсолютно черного тела.Процесс измерения происходит следующим способом:исследуемый источник света направляется на шаблонный образец;при помощи специальных приборов измеряется цвет образца;образец освещается эталонным светом; замеряется цвет образца под эталонным светом;рассчитывается разница под различными источниками света.Вышеописанный алгоритм повторяется со всеми шаблонными образцами, после чего вычисляется среднее арифметическое значениеламп продолжают указывать на своей продукции значение в CRI.

Сегодня вектор развития искусственного освещения опирается на белые светодиоды, у которых цветопередача шаблона R9 не очень высока. Причина этого заключается в небольшом количестве красного цвета в спектре. Однако визуально цветопередача белых светодиодов находится на более высоком уровне, нежели указывает расчетное значение CRI.

 

В 2007 году МКО официально констатировала недостаточность использования индекса CRI для определения качества передачи цвета светильников на основе белых светодиодов. Также учёные заявили о необходимости введения новой методики, которая позволит более точно оценить светодиодное излучение.

В 2010 году появилась новая методика — CQS

(аббр. от англ. color quality scale), основанная на 15 только насыщенных цветовых шаблонах. В первую очередь стоит отметить, что расчет цветовых сдвигов по методике CQS производится совершенно иным способом, нежели в методики CRI. Поэтому высокий цветовой сдвиг по одному из шаблонов не позволяет цветовому индексу оставаться высоким.

Красный цвет в шкале CQS не такой насыщенный, как в шкале CRI. Это позволяет параметру цветопередачи, при тестировании продукции на основе светодиодов, численно примерно соответствовать световым ощущениям человека. 



Методика CQS, так же как и CRI, имеет один существенный недостаток – отсутствие корректировки параметра в зависимости от тона и насыщенности, что позволяло бы учитывать особенности человеческого зрения видеть белый цвет из смеси свечения от цветных светодиодов.

Недостаток методики CQS привело к появлению в середине 2015 года стандарта ТМ-30-15, который учитывает понятия точности и насыщенности. Для более высокой точности измерения в новом стандарте оценка качества света ведется не по 15, а по 99 шаблонам, включающим в себя не только цветовые образцы, но и различные объекты из жизни.


Индекс цветопередачи в светодиодных лампах

Сегодня стандарт ТМ-30-15 не является обязательным, поэтому производители осветительной продукции на основе светодиодов продолжают 

оперировать понятием CRI. 

Стоит подчеркнуть, что методика измерения CRI не способно дать качественную оценку свету. 

Однако в подавляющем большинстве случаев потребителю приходится опираться лишь на этот коэффициент.

Специалисты, работающие в области освещения, рекомендуют выбирать для жилых помещений светодиодные лампочки с коэффициентом CRI близким к 90.

     В   этом случае предметы интерьера будут выглядеть наиболее естественно. 

Светодиодные лампы с CRI меньше 70 пригодны только для производственного и уличного освещения, где точность передачи оттенков не является первостепенной.
 Низкокачественные светодиодные лампы способствуют формированию неправильного восприятия цветов, окружающих их предметов. Поэтому для освещения комнат рекомендуется использовать лампы и светильники прошедшие проверку по стандарту ТМ-30-15  или  CRI    R9-больше 7 -8-9
 

PS.  Высокая Яркость или высокая Цветопередача - 

Многие  продуктовые сети  и  сети одежды долго да и сейчас  не которые  продолжают  гнатся  за  высокой  освещенность  в 800-1500 люкс 

Ну  им так  указали. руководство, ну они  и делают