Statistinis spalvų atgavos metodas

Palyginti skirtingų šviesos šaltinių spalvinę kokybę yra nemenkas iššūkis. Tarptautinė apšvietimo komisija(Commission Internationale de l’Eclairge – CIE) pasiūlė naudoti spalvų atgavos rodiklį (Colour rendering index – CRI) dar 1948 metais. CRI yra kiekybinis matas palyginti šviesos šaltinių spalvinei kokybei lyginant su etaloniniais arba natūraliais šviesos šaltiniais. Tačiau šis metodas yra tikslus plačiajuosčiams apšvietimo spektrams kaip halogeninės lemputės. Keletas naujų tyrimų parodė, kad kietakūnių šviesos šaltinių (šviestukų – LED pagrindu) kuriama šviesa su žemu CRI žmonėms atrodo patrauklesnei nei kitų šviesos šaltinių su aukštu CRI. Šiandien yra žinoma, kad vienintelis rodiklis nėra tinkamas įvertinti skirtingus šviesos šaltinius ir tarptautinė apšvietimo komisija pareiškė, jog CRI nėra tinkamas įvertinti šviesos šaltinius sudarytus iš šviesos diodų (ang. Light-emitting diode) – “The CIE CRI is generally not applicable to predict the colour rendering rank order of a set of light sources when white LED light sources are involved in this set.” (CIE publikacija 177:2007).

Mes siūlome naudoti Statistinį spalvų atgavos metodą (SSAM), nes ši metrika suteikia visupusišką informaciją apie šviesos šaltinio spalvų atgavą. SSAM naudoja visus Munsell paletės (1269) spalvinius bandinius ir atlieka kiekvieno iš jų rūšiavimą pagal spalvinio vektoriaus kryptį ir ilgį CIELAB spalvių erdvėje. Jei vektoriaus ilgis neviršija interpoliuotos trijų žingsnių MacAdam’o elipsės, tuomet spalvinis bandinys skaitomas kaip atkuriamas tiksliai (spalvų tikslumo rodiklis – CFI) ir laikoma, kad žmogus nemato spalvinio pokyčio. Jei spalvinis vektorius peržengia minėto dydžio elipsę į didesnio sodrio pusę, kur išsidėstę monochromatiniai spalviai, toks bandinys atkuriamas su didesniu sodriu (spalvų sodrinimo rodiklis – CSI). Priešingu atveju, kai spalvinis vektorius pasislenka į erdvės centrą (link balto taško), spalva atkuriama su sumažintu sodriu (spalvų blukinimo indeksas – CDI). Taip pat vertinami ir kiti atvejai, kuomet iškraipomas spalvos tonas (spalvų tono iškraipymo indeksas – HDI) bei spalvų šviesumo pokytis daugiau nei 2% lyginant su etaloniniu šaltiniu (šviesumo iškraipymo indeksas – LDI). Įvertinus kiekvieną spalvinį bandinį, jie surušiuojami pagal atitinkamas vertes ir pateikiami procentiniai spalvų atgavos rodikliai. Jei šaltinis aprašomas: CFI=35, CDI=50, CSI=5, HDI=25 ir LDI=20, tai toks šaltinis tiksliai perteikia 35% spalvų, blukina 50%, sodrina 5%, iškraipo tonų 25%, iškraipo šviesumą 20%.

Pagrindiniai šviesos šaltiniai gali būti sugrupuoti į tris grupes: tikslūs, sodrinantys ir blukinantys šaltiniai. Atkreipkite dėmesį, kad keturspalvis šviestukų telkinys sudarytas iš raudono, gintarinio, žalio bei mėlyno šviestukų gali priklausyti visos trims grupėms priklausomai nuo parinktų kiekvienos spalvos sandų spektrinės galios skirstinyje.

Daugiau informacijos apie SSAM galite rasti šiose mokslinėse publikacijose:

• A. Žukauskas, R. Vaicekauskas, F. Ivanauskas, H. Vaitkevičius, P. Vitta, and M. S. Shur “Statistical Approach to Color Quality of Solid-State Lamps,” IEEE Sel. J. Sel Top. Quantum Electron. 15 (4), pp 1189-1198, (2009). DOI: 10.1109/JSTQE.2009.2034587
• A. Žukauskas, R. Vaicekauskas, and M. Shur “Solid-state lamps with optimized color saturation ability,” Opt. Exp. 18 (3), pp. 2287-2295 (2010). (Nemokama prieiga)
• A. Žukauskas, R. Vaicekauskas, and M. Shur “Colour-rendition properties of solid-state lamps,” J. Phys. D. Appl. Phys. 43 (35), 354006 (2010). DOI: 10.1088/0022-3727/43/35/354006
• A. Žukauskas, R. Vaicekauskas, and M. Shur “Color-dulling solid-state sources of light,” Opt. Exp. 20 (9), pp. 9755-9762 (2012). (Nemokama prieiga)

SPALVŲ ATGAVOS MAŠINA

(Patento numeris LT 5918)

Galimybė keisti spalvų sodrio vertes nuo blukinimo iki sodrinimo

Keturspalvis kietakūnis šviesos šaltinis geba keisti spalvų sodrį priklausomai nuo individualių poreikių. Tai labai svarbu, kuomet apšviečiami išblukę arba mažo spalvingumo objektai. Objektai su padidintu spalvų sodriu pritraukia daugiau dėmesio, kad ir yra naudojama prekybiniame arba akcentiniame apšvietime. Kita vertus, kitiems objektams, kaip bažnytinio ar urvų meno kūriniai, tinka tik spalvas blukinantys šaltiniai. Viršuje pavaizduotame paveiksle matote įprastą vaisių sceną, kuri dešinėja apšviesta tiksliu apšvietimu, vidury – blukinančiu, o kairėje – sodrinančiu. Reikia paminėti, kad monitoriai, spauda ar fotoaparatai negali perteikti realių spalvų.

Apšvietimas su pirmenybiniais parametrais

Šviesos šaltiniai su aukštu CRI arba CFI ne visada yra patys patraukliausi subjektyviems individams. Mūsų tyrimai parodė, kad žmonės renkasi tokį apšvietimą, kuris truputi pasodrina apšviečiamus objektus, kas padidina objektų vizualinį patrauklumą. Daugiau nei 250 žmonių atliko eksperimentą su keturspalve spalvų atgavos mašina ir turėjo pasirinkti konkrečias apšvietimo padėtis: tikslus, sodrinatis, blukinantis nei pirmenybinis apšvietimas. Subjektai gana tiksliai įvardino kraštines padėtis – sodrinimą ir blukinimą. Analogiškai teoriniai skaičiavimai sutapo su žmonių pasirinktu tiksliu apšvietimu. Pasirenkant pirmenybinį apšvietimą, žmonės elgiasi pagal sociakultūrines normas bei pasirenka šiek tiek pasodrintas spalvas nepriklausomai nuo lyties, rasės ar amžiaus. Po šių tyrimų gimė dabar patentuojama pirmenybinio apšvietimo idėja.

Galimybė keisti spalvų gamos vietą erdvėje

Objektai, ypač meno kūriniai, prie netinkamo apšvietimo keičia savo spalvų gamos plotą bei vietą spalvų erdvėje dėl fotocheminio šviesos poveikio (blunka spalvos ir ruduoja lakas, medžiagos). Iki šiol meno kūrinių restauratoriai atlikdavo pilną kūrinio spalvų gamos atstatymą priklausomai nuo būklės. Mūsų valdoma technologija leidžia tiksliai valdyti objektų spalvų gamos plotą bei vietą spalvių erdvėje. Pavyzdžiui, senas paveikslas su išblukusiu laku gali būti dalinai atnaujintas pakeitus vien tik apšvietimą. Tereikia tik paslinkti spalvų gamą į mėlyną pusę apšvietus aukštesnės spalvinės temperatūros šviesos šaltiniu. Paveiksle pavaizduota pavyzdinė spalvų gamos korekcija. Kiekvienas taškas atitinka realų paveikslo spalvinį tašką, kuris buvo užfiksuotas vaizdinančiu fotometru – kolorimetru.

 Daugiau apie spalvų atgavos mašiną galite rasti mokslinėje publikacijoje:

• Žukauskas, R Vaicekauskas, P. Vitta, A. Tuzikas, A. Petrulis, and M. Shur ” Color rendition engine,” Opt. Exp. 20 (5), pp. 5356-5367 (2012). (Nemokama prieiga)