Шкала качества цвета: определение CQS
Шкала качества цвета: определение CQS
Фон

Как правило, чтобы удовлетворить новый спрос на рынке твердотельного освещения (SSL) и сообщить потребителям о качестве цвета осветительных приборов, NIST (Национальный институт стандартов и технологий) разработал измеритель качества цвета света, который оценивает источники света с 15 новыми цветами.

Метод расчета шкалы качества цвета (CQS) основан на методе расчета индекса цветопередачи (CRI). Этот метод оценивает качество цвета источников света в 15 цветах в следующей таблице (рис. 1.1) для более точного анализа качества цвета текущих твердотельных источников света.
Рис 1.1 CQS Q1-Q15

Проблема с CRI

CRI изначально был разработан для оценки люминесцентных ламп и не претерпел существенных изменений за последние 30 лет. С быстрым развитием полупроводникового освещения (SSL) индекса цветопередачи (CRI) уже недостаточно для оценки нового искусственного освещения, такого как светодиоды. Вот пример (рис. 2.1) ниже, который показывает, что высокое значение CRI не может гарантировать хорошую насыщенность цветов.
Рис 2.1 Ограничение индекса цветопередачи [1]

Из рисунка выше видно, что спектр моделируется тремя кристаллами светодиодов с пиками 457 нм, 540 нм и 605 нм. Сравнивая цвета эталонного света и светодиодного света, значение Ra (R1-R8) очень близко, однако от R9 до R12 цвета сильно различаются. Следовательно, высокое значение CRI иногда не может представить качество цвета светодиода, особенно в насыщенных цветах.
Рис 2.2 Ограничение индекса цветопередачи [2]

На рисунке показан еще один пример проблемы с CRI. На этом рисунке неодимовая лампа накаливания имеет только CRI 77, однако нормальная лампа накаливания имеет CRI 100. Неодимовая лампа накаливания имеет почти такой же цвет, как и лампа накаливания, но значение CRI намного ниже.

Для замены CRI

В этом случае NIST разработал CQS (шкалу качества цвета) для оценки источников света с 15 новыми насыщенными цветами, чтобы:

Решить проблему CRI
Заменить устаревшие формулы в CRI
Работает для всех источников света
Первоначально разработан с колориметрическим моделированием
Рис 3.1 Новый набор из 15 образцов насыщенных цветов CQS

Формула расчета CQS

CRI позволяет лампе получить достаточно хорошие оценки, даже если она очень плохо воспроизводит один или два образца. Эта ситуация более вероятна для УЗИП с узкополосными пиками, например, для светодиодов.

RMS (среднеквадратичный)

Разница в цвете 15 образцов:
Рис 4.1 Формула Ra (RMS) [1]

Пример:
Рис 4.2 Сравнение Ra (среднее значение) и Ra (RMS)

Случай А представляет случай, когда цветовые качества находятся на одном уровне.
Случай B представляет случай, когда большинство цветов согласованы, но несколько цветов различны.

В приведенном выше примере (рис. 4.2) алгоритм среднеквадратичного значения точно представляет цветовые качества, чем алгоритм среднего значения при некоторых экстремальных обстоятельствах. Ясно видно, что если цвета выборки близки друг к другу, среднее значение и RMS получат одинаковый результат. Однако, если только несколько цветов имеют чрезвычайно высокое качество по сравнению с остальными, расчет по среднеквадратичному значению может четко представить качество цвета, чем расчет по среднему значению.

Вывод

Из того, что было показано выше, его можно резюмировать следующим образом.

CQS выбрала 15 новых насыщенных цветов, которые больше подходят для оценки применения твердотельного освещения.

CQS изменил некоторые специальные случаи, которые имеют высокий индекс цветопередачи, но плохое качество цвета.
Расчет Ra по среднеквадратичному значению более точен для представления качества цвета, чем по среднему значению.
Ссылка
[1] Шкала качества цвета (CQS), Измерение качества цвета источников света, Венди Дэвис.