任何颜色，只要它是白色的—可以是我们需要的明确的颜色质量指标吗?---凯利讯半导体

　　固态照明的出现已经把普通消费者变成了灯光鉴赏家。人们很快就意识到，有更多的选择可供选择，做出正确的决定至关重要——无论是在家庭气氛的照明、和平的、高效的办公室照明，还是像外科手术这样的关键任务，或者展示商品的最佳状态。

　　以前的一切都很简单，包括被接受的lamp性能指标。多年来，照明行业一直将色彩渲染指数(CRI)作为一种简单的平均保真度的表达，一套标准的颜色样本呈现出来。样品集可能包括14种颜色，包括中色度的柔和色调，饱和的红色，黄色，绿色和蓝色，以及标准化的肤色。

　　在确定光源的相关色温(CCT)后，对同一CCT的参考源进行计算，并通过测试源和参考源对颜色样本进行说明。然后确定CIE - u - v颜色空间中发光颜色的坐标，并计算每个样本(Ei)的坐标对之间的距离，并用于生成一组结果(Ri)，表示每个样本的逼真度。这些值的算术平均值给出了测试源的CRI。

　　作为一个相对容易计算和容易理解的、由专家和消费者很容易理解的度量标准，CRI是多年来最受青睐的行业标准。它已经足够用于白炽灯照明，这使得制造商很少有机会人为地调整普通白色(非彩色)光源的特性。然而，现在，发光二极管制造白光的复杂过程给制造商提供了提供更多选择的机会。CRI无法描述任何特定对象的颜色差异，因此无法理解一个源如何将对象与另一个对象相比较。此外，无良供应商可以利用CRI的简单性，为劣质产品设计高分数。照明行业和终端用户需要一个更有力和更明确的标准来描述白色led的颜色质量。

　　TM-30:旨在克服CRI的局限性

　　由美国照明工程学会于2015年9月推出的新型TM-30测试方法，可以改变各种LED照明的制造商——从单个排放源到LED模块、轻型发动机和灯具——将产品描述到目标市场。

　　TM-30测试方法是为了弥补由于现代LED照明更大的适应性而暴露在CRI的缺点;特别是，CRI量化了同一CCT的完美发射极的性能偏差，但没有定性地描述缺陷。检测到的偏差可能是一个负的或正的色差，或正的正变化，如图1所示。

　　色相或饱和度的任何变化的幅度图。

　　图1:富达只描述了色相或饱和度变化的幅度。

　　色彩的再现依赖于色彩的辨别和色彩的偏好，以及色彩的逼真度。因为这些倾向与饱和度有关，可以用色域来量化，TM-30提出用保真度和色域来表示颜色的质量，同时还提供了一个颜色矢量图形，它提供了色相和饱和度变化的视觉描述。

　　颜色空间的选择

　　TM-30使用了比CIE - u - v颜色空间更新的颜色空间，它是二维的，并且被认为与人类感知颜色的三维方式不一致。TM-30寻求一种更接近孟塞尔颜色系统的色彩空间，该系统描述了色彩感知的亮度、色度和色度。图2说明了原理。

　　孟塞尔1929彩色系统图像。

　　图2:Munsell 1929颜色系统。(图片:CC冲锋队3.0)

　　下面的图3显示了颜色是如何适应这个框架的，在垂直平面上的亮度变化，色度(饱和度)随着距离中心的距离而增加，色调随着角位移的变化而变化。

　　蒙赛尔三维色轮图像。

　　图3:孟塞尔三维色轮。

　　与CIE - u - v空间相比，Munsell系统更适合在三维空间中描述物体的颜色。然而，孟塞尔坐标系很难计算。TM-30团队将CAM02-UCS颜色空间识别为一种可行的解决方案，与Munsell系统相对应，同时允许使用相对简单的数据计算对象颜色的三维坐标。此外，CAM02-UCS颜色空间的距离与可感知的色差成正比，而物体的颜色与CCT的变化不大，从而有助于在测试过程中尽量减少与CCT相关的不良影响。图4显示了CAM02三维色彩空间。

　　CAM02三维色彩空间图像。

　　图4:CAM02三维色彩空间。

　　更大的颜色评价样本集。

　　然后选择一组测试颜色。主要的目标是选择真实、实测的样品，代表一系列常见的物体，如油漆、纺织品、油墨和肤色，并均匀地跨越颜色空间，给代表的选择包括饱和的颜色。总共选择了99个颜色样本。这比CRI测试所指定的数字要大得多，而且在不使测试过于复杂的情况下，它被认为是足够的。另一个重要的标准是，从光源光源的所有入射波长中，选择了颜色相似的反射率属性。这被认为是有效的防止供应商微调他们的光源以达到人为的高分。图5显示了99个示例。

　　为TM-30选择的99种颜色评价样品的图像。

　　图5:为TM-30选择的99种颜色评价样本。

　　混合的参考来源

　　为了帮助测试人员识别合适的参考光源，TM-30还提出了一个对参考光源必须放置的位置的改变。CRI利用在5000K以下的CCTs上的普朗克黑体轨迹，以及在5000K以上的日光轨迹上的模型。TM-30在CCT范围的上下两端使用相同的模型，但指定从4500K到5500K的混合源。这导致了一个平滑的转换，如图6所示，它更适合于现代的、颜色可调的测试源。

　　TM-30平滑过渡的图像。

　　图6:TM-30提出了一个更平滑的引用源混合。

　　更真实的颜色质量标准?

　　在对99种颜色样本进行了参考和测试后，利用CAM02-UCS颜色空间计算引擎对结果进行了分析。精确度，Rf，与CRI Ra的计算方式大致相同，作为所有单个R值的算术平均值;尽管使用的是99个Ri值，从更大的TM-30颜色样本。

　　颜色矢量图形是通过绘制在CAM02的全色度范围内的16个色度箱中的平均色度坐标来生成的。该图表作为TM-30结果集的一部分被完整地呈现，并且还被用来计算测试源的范围，Rg。绘制坐标时，在色度图上生成两组16个平均点:一组用于参考光源，另一组用于测试源。对于每个集合，将各点连接起来，生成两个多边形，可以有效地将测试源的色域与引用的色域进行比较，如图7所示。这不仅有助于识别，直观地，这些颜色将或多或少准确地由测试源表示，而且允许Rg被计算为两个多边形之间的区域差异。

　　颜色矢量图的图像。

　　图7:颜色矢量图以图形的方式图解，并帮助计算Rg。

　　计算的表格

　　使用99种颜色样本进行测试，并从更大的实测数据中计算出多个结果，可能比使用少数颜色样本来获得CRI的简单计算要复杂得多。但是，注册到TM-30可以访问在线电子表格，这样就可以自动生成Rf、Rg和颜色矢量图。Rf，保真度指数，可以有高达100的值，就像在CRI计算的Ra平均值一样。另一方面，由于测试灯有可能比参考源有更大的范围，所以Rg可以超过100。TM-30允许Rg值达到140。

　　Rf和Rg的值也可以被绘制在二维颜色的rendition图上，作为对lamp性能的进一步观察。图8通过比较不同类型的光源(包括白炽灯、卤素和LED)的颜色再现来演示图的原理。

　　颜色再现图的图像比较TM-30指数。

　　图8:不同来源的TM-30指数的颜色再现图。

　　结论

　　2015年9月，该公司启动了TM-30，现在该行业需要决定是否可以快速、准确和经济地执行测试，以及所有相关的观众是否能清楚地理解测试结果。这些观众不仅包括照明专家和设备制造商，还包括照明系统集成商、供应商、专业的专业人员和消费者。

　　这个行业已经有一段时间了，在led照明时代，为了支持oem和终端用户，需要一个更具描述性和更健壮的颜色质量度量。TM-30是由照明工程专家开发的，可以证明是每个人都在寻找的明确的测试方法。另一方面，它可能被证明是费时的计算，并且难以理解。他们现在有一个福音派的使命，来推动和解释他们对这个行业的建议。

　　虽然TM-30标准还没有被广泛采用，但是数字键拥有各种各样的发光二极管和配件，可以立即融入设计中。