照明色适应与颜色质量
发布时间：2020-05-24 22:30
【摘要】：在固态发光光源发光二极管广泛应用在照明领域之后,因其在光谱、空间和时间上皆可调可控的特性,相关生产企业和国内外标准制定机构都急需要照明光源的颜色质量度量方法来规范工业市场;另一方面,新型照明光源的引入使颜色科学领域的色适应转换算法和色貌模型的应用范围需要扩展,不完全色适应的计算需要重新建模推导,以更好地应用到照明、显示、图像、印染等工业领域。本文主要用过两大部分的研究来达到这些工业和学科中的理论需求。其一是创新性地把记忆色和中性白作为稳定色貌的中介,通过颜色匹配的心理物理实验方法让被试快捷大量地在不同适应场中确定色适应的的对应色;两组独立实验运用这样的方法得到比以往数据光源色品更广泛和的对应色视觉数据,通过这些数据明确了光源色品对适应度的影响效应,建立了适应度关于光源色温或色品的模型;而且完整地创建了两步色适应转换算法,发现了基准光源的色品;不同于传统色适应转换算法的是,传统色适应转换算法只能输出到完全适应的参考适应场,而两步色适应转换算法可以自由计算两个不完全色适应之间的转换;且两步色适应的适应度计算是基于统一的基准光源的,物理意义更加明确,误差更小,按照呈现媒介的不同分别计算。这使得色适应算法可以推广到更广的光源色品范围。使用本文创新的两步色适应转换算法和适应度模型,可以帮助视觉和色彩相关的工业更准确地计算视觉色适应问题。另外一部分研究,是将照明光源的颜色质量分成色温色品与亮度,以及光谱同色异谱特性如保真度与色域两个方面的因素来进行实验分析;分别通过高颜色质量需求的美术馆场景和严格且独立光源参数控制的室内一般场景的照明实验,运用视觉绝对值评价的心理物理方法,统计分析得到各个光源度量参数,如色温、色品、亮度、样品照度、保真度、色域大小、色域形状、彩度偏移等,对视觉舒适度、自然度、鲜艳度和喜好度的影响方式;明确了舒适度和鲜艳度的度量方式和最适宜参数范围,结合文献讨论了色温和彩度对鲜艳度和喜好度的影响;证明红色色相扇区的彩度偏移值可以很好地体现新视觉鲜艳度,且在足够高的色温下其最被喜好的增益幅度为参考光源的百分之十五;本文最后还通过数据拟合建模获取对光源颜色喜好度的预测模型,得到较好的预测效果。综合这两部分研究成果,本文在LED人工照明深入应用的背景下,不但给众多颜色和视觉相关的工业应用领域提供了理论的算法,还对颜色科学中色适应、色彩恒常性、色貌模型、颜色质量、视觉鲜艳度、色彩喜好性等方面进行了重要的更新和补充,开辟了新的热门研究领域。
【图文】：
浙江大学博士学位论文逡逑详见图１．１，它们包含前８个一般显色样品和后６个特殊显色样品。一般显色指数定义为逡逑前８个样品（即ＴＣＳ０１－０８）的显色指数平均值，即为：逡逑Ｒａ＝－８ｌＵ＾ｉ逦（１－１５）逡逑其中凡值越大表明光源的保真度越好，越接近自然界状态，当凡＝１００时表明此光源针逡逑对这８块色样与自然光没有显色色差，为保真度最佳的光谱。由于前８个样品的鲜艳程度逡逑较低，为了表征光源对鲜艳样品的显色能力，后６个的单独样品的显色指数办作为逡逑特殊显色指数加以补充。逡逑０．９逡逑ｉ＝９逡逑0．８逦１３逦１。逡逑０邋７邋？邋—邋８邋１２逡逑０．６－逦７逡逑３逡逑降邋０５逦１６逡逑Ｓ逦１４逡逑ｇ0４－逦”逡逑－０．３－逦＇逦＇逦２逡逑５逡逑０．２邋４逡逑０．１邋．，邋’逡逑０逡逑３５０逦４００逦４５０逦５００逦５５０逦６００逦６５０逦７００逦７５０逦８００逦８５０逡逑波长（ｎｍ｝逡逑图１．１邋ＣＩＥ－Ｒａ采用的１４个标准色样ＴＣＳ０１－１４逡逑然而ＣＩＥ邋Ｕ＊Ｖ＊Ｗ＊色空间并不是一个非常均匀的颜色空间且没有色适应功能，而ｖｏｎ逡逑Ｋｒｉｅｓ色适应转换算法的效果也不够好。再者，以实物为参考源的ＴＣＳ色样在光谱均句度逡逑和灵敏度上比较差且不够鲜艳
除了采用ＣＡＭ０２－ＵＣＳ作为运算颜色空间和色差计算以外，ＣＲＩ２０１２还更换了一组逡逑标准色样，选用１７个均匀覆盖可见光谱范围的非自然反射率，记为ＨＬ１７系列，它们的逡逑光谱反射率详见图１．２。这组反射率涵盖了尽可能广的光谱变化可能性，，也减少了简单光逡逑谱优化就能提高指数的操作空间。逡逑０．７邋：逡逑０．６；邋，邋／邋一；＼逡逑０．５＾逡逑Ｓ逡逑＾邋0邋４逡逑Ｉ０．３．逡逑ｍ逡逑０．２逡逑０．１逡逑0Ｕ＿邋＇逦＇Ｋ0＇邋：邋－邋＇逡逑波长（ｎｍ＞逡逑图１．２ＣＲＩ２０Ｉ２采用标准色样ＨＬ７系列的光谱反射率逡逑同时，ＣＲＩ２０１２还采用了邋ＣＩＥ１９６４的丨０Ｈ视角标准色度观察者来计{勅菁ぶ担ǎ兀伲冢义媳苊猓茫保牛保梗常返模
本文编号：2679095
【图文】：
浙江大学博士学位论文逡逑详见图１．１，它们包含前８个一般显色样品和后６个特殊显色样品。一般显色指数定义为逡逑前８个样品（即ＴＣＳ０１－０８）的显色指数平均值，即为：逡逑Ｒａ＝－８ｌＵ＾ｉ逦（１－１５）逡逑其中凡值越大表明光源的保真度越好，越接近自然界状态，当凡＝１００时表明此光源针逡逑对这８块色样与自然光没有显色色差，为保真度最佳的光谱。由于前８个样品的鲜艳程度逡逑较低，为了表征光源对鲜艳样品的显色能力，后６个的单独样品的显色指数办作为逡逑特殊显色指数加以补充。逡逑０．９逡逑ｉ＝９逡逑0．８逦１３逦１。逡逑０邋７邋？邋—邋８邋１２逡逑０．６－逦７逡逑３逡逑降邋０５逦１６逡逑Ｓ逦１４逡逑ｇ0４－逦”逡逑－０．３－逦＇逦＇逦２逡逑５逡逑０．２邋４逡逑０．１邋．，邋’逡逑０逡逑３５０逦４００逦４５０逦５００逦５５０逦６００逦６５０逦７００逦７５０逦８００逦８５０逡逑波长（ｎｍ｝逡逑图１．１邋ＣＩＥ－Ｒａ采用的１４个标准色样ＴＣＳ０１－１４逡逑然而ＣＩＥ邋Ｕ＊Ｖ＊Ｗ＊色空间并不是一个非常均匀的颜色空间且没有色适应功能，而ｖｏｎ逡逑Ｋｒｉｅｓ色适应转换算法的效果也不够好。再者，以实物为参考源的ＴＣＳ色样在光谱均句度逡逑和灵敏度上比较差且不够鲜艳
除了采用ＣＡＭ０２－ＵＣＳ作为运算颜色空间和色差计算以外，ＣＲＩ２０１２还更换了一组逡逑标准色样，选用１７个均匀覆盖可见光谱范围的非自然反射率，记为ＨＬ１７系列，它们的逡逑光谱反射率详见图１．２。这组反射率涵盖了尽可能广的光谱变化可能性，，也减少了简单光逡逑谱优化就能提高指数的操作空间。逡逑０．７邋：逡逑０．６；邋，邋／邋一；＼逡逑０．５＾逡逑Ｓ逡逑＾邋0邋４逡逑Ｉ０．３．逡逑ｍ逡逑０．２逡逑０．１逡逑0Ｕ＿邋＇逦＇Ｋ0＇邋：邋－邋＇逡逑波长（ｎｍ＞逡逑图１．２ＣＲＩ２０Ｉ２采用标准色样ＨＬ７系列的光谱反射率逡逑同时，ＣＲＩ２０１２还采用了邋ＣＩＥ１９６４的丨０Ｈ视角标准色度观察者来计{勅菁ぶ担ǎ兀伲冢义媳苊猓茫保牛保梗常返模
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