نوشته‌ها

مقایسه گرافیکی تاثیر تغییرات دیاگرام نوری منابع مختلف بر کیفیت دیداری حاصل از نورپردازی

مقایسه شاخص نمایش رنگ Rf از استاندارد TM-30 با CRI

مقایسه آزمون استاندارد TM-30-15  با شاخص CRI و بررسی آینده شاخص های نمود رنگ در نورپردازی

استاندارد Tm-30-15 استاندارد بررسی کیفیت نمایش رنگ در نورپردازی و روشنایی

استاندارد Tm-30 بیانگر چیست؟اکثر افراد مرتبط به نورپردازی با شاخص نمود رنگ CRI آشنایی دارند. توضیح این که این شاخص یک محاسبه عددی از قابلیت منبع نور مشخص، برای نمایش رنگ های اشیای مختلف در مقایسه با یک منبع نور طبیعی یا ایده آل است. هرچه مقدار CRI بالاتر باشد، رنگ نمایش داده شده از شیء دقیق تر است.البته مدتی است که یک شاخص جدید وارد گود شده است! TM-30 .TM-30 مشخصه کیفی جدیدی است که جدیدا توسط IES به وجود آمده و در نهایت جایگزین CRI (استاندارد از نوع CIE) برای راستی آزمایی در نشان دادن رنگ توسط منابع نور می شود.

مفاهیم اصلی TM30

  • Rf یک معیار مشابه استاندارد CRI (یا Ra) است که البته نمایش رنگ را بر اساس پالت 99 عددی رنگ مقایسه می کند (CRI تنها 9 رنگ در پالت داشت)
  • Rg مقدار متوسط جابجایی اشباع رنگ (شامل بن مایه Hue و سرشاری رنگ Saturation) منبع نور را اندازه می گیرد.
  • نمایش گرافیکی Rg به منظور بازنمایی این است که زیر نور این منبع نور چه رنگی کم حال می شود یا سرشاری مضاعف می گیرد.

 

مقایسه شاخص های کیفیت روشنایی و نورپردازی Rf Rg CRI استاندارد TM-30

چرا چنین مسئله ای مهم است؟

  • در شرایط کنونی در هر داده برگی می توان شاخص نمایش رنگ CRI را مشاهده کرد و لذا این شاخص سریعا جایگزین نخواهد شد. IES همچنان منتظر بازخورد ها است واحتمالا پیش از اجبار به استفاده از Tm30 در ازای CRI، اصلاحاتی صورت خواهد داد.
  • TM30فعلا بیشتر به صورت پراکنده مورد استفاده قرار میگیرد، مخصوصا در کاربردهایی که نمایش رنگ در اولویت است (مثلا فروشگاه های اقلام ظریف و رنگی).
  • در مقایسه با TM30 ، ممکن است شاخص CRI مورد بازنگری قرار بگیرد، چرا که فقط درمقایسه با 99 رنگ مورد بررسی در شاخص TM30 فقط 9 رنگ را مورد بررسی قرار می دهد. لذا اگر شما مهندسی خود را بر روی این 9 رنگ قرار بدهید،  ممکن است امتیاز بی دلیل بیشتری به منبع نوری بدهید در حالی که در واقع کیفیت بالاتری ندارد.

مشخصه ها :

  • Tm-30-15 یک روش تصویب شده است. از آن استفاده کنید و جهت رشد آن، بازخورد خود را اعلام کنید.
  • ممکن است استفاده از منبع نوری “بهتر” در نورپردازی ها، چالش برانگیز باشد، ولی در عوض نتیجه بهتری هم خواهد داشت.
  • تصاویر گرافیکی زیر نشان دهنده جزئیات تغییراتی است که هنگام تغییرات شاخص های مطرح شده فوق ، مانند Rf ، Rg و CRI و همین طور وکتورهای رنگی حاصل می شود.

 

مقایسه گرافیکی تاثیر تغییرات دیاگرام نوری منابع مختلف بر کیفیت دیداری حاصل از نورپردازی

  • اگر استاندارد Tm-30-15 بیشتر مورد استفاده قرار بگیرد و فیدبک کافی فراهم شود، IES قادر خواهد بود که به خوبی شاخص ها را تنظیم کند، تا تحلیل نمایش رنگ را بهبود دهد. این امکانی است که به صنعت نورپردازی و روشنایی داده شده که از شاخص های TM بهره برده و به بهود آن کمک کنند.

مقایسه دقت دو معیار IES Rf و CIE CRI Ra برای منابع نور مختلف

این مقاله ادامه خواهد داشت….

ترجمه شده از وبگاه : http://www.premierltg.com/tm30-vs-cri/

محاسبه گستره اشباع رنگ، گستره آبی نشان دهنده مرجع استاندارد است، و گستره قرمز نشان دهنده مقدار اندازه گیری شده. Gamut Area Index GAI

آشنایی با شاخص گستره اشباع رنگ GAI

آشنایی با شاخص گستره اشباع رنگ GAI

 طی دهه گذشته تکنولوژی ال ای دی LED پیشرفت های چشم گیری را تجربه کرده است و در نتیجه نورپردازی LED به صورت رو به رشدی مورد پذیرش قرار گرفته است.پیشنهاد می شود به منظور تشخیص مناسب بودن روشنایی هنگام استفاده از نورپردازی و روشنایی LED،، اندازه گیری شاخص گستره اشباع رنگ Gamu Area Index یا GAI را در دستور کار قرار دهید.

به عنوان یک قاعده کلی، GAI معمولا با استفاده از مساحت چندضلعی های مشخص شده توسط رده بندی رنگی نور در 8 نمونه رنگ مورد استفاده در تشخیص CRI منبع نوری (R1~R8) -همان نمونه هایی که تحت گستره رنگ CIE1979 برای محاسبه نمود رنگ CRI برای منبع نور موردنظر به کار می روند- محاسبه می شود.

گستره اشباع رنگ Gamut area

شکل 1: استاندارد هر یک از دامنه های گستره اشباع رنگ در CIE 1976 منبع

 

محاسبه گستره اشباع رنگ، گستره آبی نشان دهنده مرجع استاندارد است، و گستره قرمز نشان دهنده مقدار اندازه گیری شده. Gamut Area Index GAI

شکل 2: محاسبه گستره اشباع رنگ، گستره آبی نشان دهنده مرجع استاندارد است، و گستره قرمز نشان دهنده مقدار اندازه گیری شده.

مساحت چند ضلعی های ایجاد شده با این نمودار معرف شاخص گستره اشباع رنگ GAI منبع نور است، لذا هر چقدر سطح بزرگ تر باشد شاخص گستره اشباع رنگ GAI بالاتر خواهد بود. شاخص کستره اشباع رنگ GAI بالا، مشخصه یک منبع با تمایز رنگ خوب و اشباع نمودن یا سرزنده کردن رنگ ها است. شاخص اشباع رنگ GAI می تواند متجاوز از 100 باشد، که این معمولا نشان دهنده این است که رنگ ها اغراق آمیز نشان داده خواهند شد. عموم معمار ها، متخصصین روشنایی و نورپردازی، طراحان صنعتی و طراحان نورپردازی تئاتری ، انتخاب منبع نوری با نمود رنگ CRI بالا (85 یا بیشتر) و شاخص اشباع رنگ GAI بالا را پیشنهاد می کنند.

در واقع اشباع رنگ به عنوان یک سطح دو بعدی تشریح می شود، همانند مختصات رنگ xy  یا u’v’. عموما اشباع رنگ در صنایع نمایشگر ها و چاپگر ها و به منظور مشخص نمودن مقدار رنگی که با این سیستم ها قابل تولید است مورد استفاده قرار می گیرد، با این وجود گستره اشباع رنگ به سرعت تبدیل به یک کمیت حیاتی برای ارزیابی منابع نوری جدید که امکان نمود بهتر رنگ های سرزنده را فراهم می کنند تبدیل شد. اشباع رنگ توسط مجموعه رنگ هایی خاص که به وسیله منبع نور نمود پیدا می کنند شکل می گیرد و اگر مجموعه دیگری از رنگ ها مورد استقاده قرار بگیرد، سطح اشباع متفاوت خواهد بود.

مهم است که درک کنیم در عین حالی که نمود رنگ و اشباع رنگ به هم مرتبط هستند، کاملا از هم متفاوت هستند. نمود رنگ منبع نور به وسیله شاخص نمود رنگ CRI اندازه گیری می شود. این کار معمولا به وسیله مقایسه نمود 8 رنگ اول مرجع رنگ CRI و اثر منبع نور مورد آزمایش به نسبت منبع نور مرجع انجام می شود. اشباع رنگ نمود یافته توسط منبع نور تحت عنوان کمیت ضریب اشباع رنگ (GAI)  محاسبه می شود. اگر نقاط رنگی مورد استفاده برای محاسبه CRI به مختصات دو بعدی متناظر انتقال داده شوند، سطح محصور شده ای که تشکیل می دهند همان گستره اشباع رنگ خواهد بود.

نمود رنگ های مورد استفاده برای محاسبه CRI تحت یک منبع نور جسم سیاه در دمای رنگ (CCT) برابر با 3000  کلوین منجر به CRI برابر با 100 خواهد شد. به همین دلیل هم ،چنین منبع نوری برای تشخیص CRI مورد مقایسه قرار می گیرد. برای هر منبع نوری که نقاط رنگی را دقیقا عین جسم سیاه مذکور نمود نمی دهد، نمود رنگ CRI زیر 100 خواهد بود. مرتبط کردن نقاط رنگی نمود یافته به یکدیگر، گستره اشباعی مشابه شکل زیر تشکیل خواهد داد. سطح اشباع برای هر منبع نوری که CRI  آن اندازه گیری شده است قابل تعیین است.

گستره اشباع رنگ تابشگر جسم سیاه با CRI برابر 100. نقاط متصل شده نشان دهنده مراجع نمود رنگ R1-R8 هستند.

شکل 3: گستره اشباع رنگ تابشگر جسم سیاه با CRI برابر 100. نقاط متصل شده نشان دهنده مراجع نمود رنگ R1-R8 هستند. منبع

شاخص گستره اشباع رنگ (GAI) با تقسیم کردن مساحت گستره اشباع رنگ شکل گرفته توسط منبع نور تقسیم بر مساحت گستره اشباع شکل گرفته توسط منبع مرجع با مرجع قرارداد مجموعه رنگ مورد استفاده برای محاسبه CRI محاسبه می شود. طبق این تعریف هر منبع نوری با CRI برابر با 100 دارای GAI متناظر است (100). شکل 4 نشان دهنده سطح اشباع یک منبع نور دارای دمای رنگ نور CCT = 3000 کلوین در مقایسه با سطح اشباع تابشگر جسم سیاه دارای CRI 100 است.

نه CRI و نه GAI به تنهایی نشانگر برتری دیداری نیستند. تحقیقات نشان دادند که در بعضی موارد تمایل است رنگ ها جلوه گر تر از آنچه با منبع نور دارای CRI 100 ممکن است دیده شوند. اگر تحت چنین منبع نوری رنگ های مذکور جلوه گر تر از منبع نور مرجع نمود پیدا کنند، CRI کمتر از 100 خواهد بود، ولی آنگونه که شکل شماره 4 نشان می دهد، اشباعی فراتر از منبع نور مرجع به نمایش خواهند گذاشت. این افزایش در گستره اشباع رنگ را نیز می تواند با شاخص گستره اشباع رنگ اندازه گیری کرد. این نکته را فراموش نکنید که مقدار بیشتر GAI همیشه به معنی جلوه دادن بیشتر همه رنگ ها نیست. ممکن مقدار بیشتر GAI به وسیله افزایش سطح اشباع در محدوده های خاصی از مختصات رنگ حاصل شده باشد. از این رو مهم است که برای دستیابی به درک بهتری از محدوده هایی که باعث افزایش گستره اشباع رنگ می شوند، به نمودار های گستره اشباع رنگ (همچون شکل شماره 4) نیز نظری بیاندازید.

 گستره اشباع رنگ یک منبع نوری خاص که دقیقا مشابه جسم سیاه مرجع نیست، لذا طبق تعریف نمود رنگ، CRI کمتر از 100 خواهد بود، در حالی که سطح اشباع رنگ بزرگ تر است و در نتیجه GAI بیشتر از 100 خواهند بود.

شکل 4: گستره اشباع رنگ یک منبع نوری خاص که دقیقا مشابه جسم سیاه مرجع نیست، لذا طبق تعریف نمود رنگ، CRI کمتر از 100 خواهد بود، در حالی که سطح اشباع رنگ بزرگ تر است و در نتیجه GAI بیشتر از 100 خواهند بود.

در این شکل ،متخصصین رنگ عملیات مهندسی برای روی انتشار طیفی توان منبع نور فوق (سری Vibrant شرکت XICATO) انجام داده اند، طوری که رنگ ها به نسبت یک لامپ هالوژن بیشتر جلوه گر خواهند بود. متعادل کردن نگرش به CRI و GAI اجازه رسیدن به سطح مطلوب جلوه رنگ، بدون غیر طبیعی به چشم آمدن را می دهد.
تفاوت تکنولوژی رایج تولید نور LED و تکنولوژی خورشیدگون نیمه هادی سئول برپایه فسفر

LED های خورشیدگون Sunlike

شرکت های قطعه سازی “نیمه هادی سئول” “Seoul Semiconductor” و  مواد اولیه توشیبا “Toshiba Materials” ، فناوری LED طول موج-گسترده Broad-Spectrum به نام خورشیدگون Sunlike را معرفی کردند.

پکیج های LED خورشیدگون SunLike ارائه شده در تابستان گذشته، توزیع طیفی خورشید را شبیه سازی می کنند و هدف از تولید این پکیج ها تولید نور مورد نیاز جهت برجسته تر کردن نورپردازی های دارای جزئیات (خصوصا رنگی) فراوان است.

شرکت های قطعه سازی “نیمه هادی سئول” از کره جنوبی و “مواد اولیه ی توشیبا” ژاپن طی کنفرانس مطبوعاتی در فرانکفورت آلمان اعلام کردند که پکیج های  LED ال ای دی دارای این تکنولوژی جدید که خورشیدگون Sunlike نامیده می شود، بر پایه تکنولوژی فسفر جدید توشیبا به نام TRI-R عمل می کنند. این LED ال ای دی ها لزوما یک توزیع طیفی یکپارچه گسترده  broad spectral power distribution (SPD) که بیشتر از LED های فسفردار دیگر شبیه نور خورشید است را ارائه می دهند. این LED ها به منظور پردازش بهتر و دقیق تر رنگ، از یک منبع نور بنفش رنگ و ترکیب فسفر های قرمز، سبز، و آبی (RGB) بهره می برند که در نهایت مشکل شدت (پیک) زیاد نور آبی در LED های مبتنی بر منبع نور آبی را مرتفع می کنند.

کاتسوهیرو شینوساوا Katsuhiro Shinosawa، سرپرست و مدیراجرایی تبلیغات توشیبا اعلام کرده است که LED های مبتنی بر فسفر TRI-P امتیازاتی نزدیک 100 در آیتم های اشباع رنگ Rg و راستی رنگ Rf مشخص شده در استاندارد TM-30 انجمن مهندسی روشنایی (IES) کسب می کند. این استاندارد منتشر شده در سال 2015 جایگزینی برای ضریب نمود رنگ CRI است ، هرچند که هنوز TM-30 به صورت جهانی مورد استفاده قرار نگرفته است. تصویر زیر شباهت به نور خورشید را برای LED های رایج (راستی) و LED های مبتنی بر TRI-R (چپ) را نشان می دهد.

تفاوت تکنولوژی رایج تولید نور LED و تکنولوژی خورشیدگون نیمه هادی سئول برپایه فسفر

تفاوت تکنولوژی رایج تولید نور LED و تکنولوژی خورشیدگون نیمه هادی سئول برپایه فسفر

همانطور که پیش تر متذکر شدیم، مزایای اعلام شده LED های خورشید گون، شامل “رفع پیک آبی” و “نمود رنگ فوق العاده” می شود. پیک نور آبی LED ها به عنوان یک خطر زیستی نیز شناخته می شود. فراتر از این باید گفت که انرژی نوری نور آبی برای سیستم دیداری بشر آن قدر ها بهینه نیست.

 

شرکت های نیمه هادی سازی سئول و  مواد اولیه توشیبا اعلام کرده اند که تکنولوژی پکیج LED جدیدی را ارائه می کنند که توزیع طیفی شبیه تری به نور خورشید را به نسبت LED های سفید پوشیده با فسفر سنتی تولید می کنند.

تکنولوژی خورشید گون مشابه تکنولوژی پکیج های LED فاقد نور آبی ارائه شده توسط Soraa است. البته تکنولوژی Soraa یک خلا انرژی در ناحیه آبی دارد. Soraa نیز از یک منتشر کننده نور بنفش بهره می برد که از طرف عده ای مورد این سوال بود که آیا نور نزدیک به فرابنفش باعث مسائل سلامتی می شود یا خیر، البته Soraa برای سال ها LED هایی مبتنی بر نور بنفش می فروشد.

در جلسه پرسش و پاسخ برگزار شده در کنفرانس خبری فرانکفورت، مدیران اجرایی سئول و توشیبا مورد سوال هایی در خصوص LED های رقیب (با این که نام Soraa مستقیما ذکر نشد) قرار گرفتند، جواب به نظر مستقیما به محصولات Soraa اشاره کرد. پکیج های LED رقیب یک پیک در محدوده بنفش دارند و یک منحنی خورشیدگون یکپارجه ارائه نمی دهند. بیان شد که فسفر های TRI-R آن قدر بهیه هستند که توانسته اند شدت زیاد حوزه ی نور بنفش را مرتفع کنند.

صحبت کاربرد های LED های خورشیدگون شد که آندریاس وایل Andreas Weisl ، سرپرست مدیریتی و نائب رئیس فروش شرکت نیمه هادی سئول در اروپا، بیان کرد که اهداف ابتدایی، بیان جزئیات رنگی، مقاصد هتل داری، معماری، بهداشتی، و مسکونی هستند. وایل گفت “این جا است که کیفیت نور مهم می شود!” و طیف طول موجی وسیع، نیازهای کیفی ما را تامین می کند.

وایل همین طور اشاره به شانس های فروش بالقوه این تکنولوژی کرد.  او بیان کرد که هدف سئول برای تکنولوژی خورشیدگون 4 میلیاد دلار از بازاز جهانی روشنایی و نورپردازی است. او همچنین بیان کرد که سئول معتقد است می تواند 3 درصد از این بخش بازار را در سال 2017 به دست بیاورد.

وایل همین طور گفت که تکنولوژی خورشیدگون بازار هدفی از خلا کاربردی که میلی به استفاده از منابع LED نداشتند را دارد. یک نمونه نورپردازی با هدف باغبانی است، جایی که LED ها به خوبی در تامین روشنایی بعضی محصولات زراعی عمل می کنند، ولی فاقد یک طیف وسیع و دارای نور سبز-زرد، مانند نور های HID تخلیه الکتریکی هستند. تفکرات کنونی نشان می دهد که محصولات زراعی با هدف زیست توده، علاوه بر نورهای آبی و قرمز نیازمند طیف طول موج سبز و زرد نیز هستند. ما این زمینه را در تعدادی از مقالات روشنایی باغبانی خود مورد توجه قرار دادیم که موضوع بحث ما در کنفرانس نورپردازی کشاورزی آکتبر خواهد بود.

سئول بیان کرد در حال حاضر برخی از سردمداران صنعت روشنایی و نورپردازی، LED های خورشید گون را مورد بررسی قرار می دهند و سئول قول داده است نمونه های فراوانی را در طول تابستان در اختیار قرار دهد. در ابتدا سئول تکنولوژی خورشیدگون خود را در COB LED ها ارائه خواهد کرد. وایل گفت که COB LED ها در محصولات نورپردازی جهت دار با اهداف نمایش جزئیات مورد استفاده قرار میگیرند و لذا COB های خورشیدگون می توانند به سرعت تحولی در فضا ایجاد کنند. در ادامه نیز این شرکت این تکنولوژی را در اختیار پکیج های توان-متوسط مانند LED های ولتاژ بالای مبتی بر تکنولوژی MJT سئول (تکنولوژی چند پیوند Junction) که چند منبع نور را به صورت سری در پروسه نهایی تولید LED با هم سری می کنند قرار خواهد داد.

سئول جزئیاتی از عملکرد LED ها تحت معیار TM-30 در اختیار قرار نداد. این شرکت گفت که بازده نوری ممکن است افت 10% نسبت به منابع پربازده به همراه داشته باشد. البته باید متذکر شد که LED های دارای نمود رنگ بالا، معمولا افت بازده مشابهی را نشان می دهند.