مصدر إضاءة قياسي

توزيعات القدرة الطيفية النسبية (SPDs) للإضاءة CIE A وB وC من 380 نانومتر إلى 780 نانومتر

مصدر الإضاءة القياسي هو مصدر نظري للضوء المرئي ذو توزيع طيفي منشور. توفر مصادر الإضاءة القياسية أساسًا لمقارنة الصور أو الألوان المسجلة تحت إضاءات مختلفة.

مصادر إضاءة CIE

اللجنة الدولية للإضاءة ( CIE اختصارًا لاسمها الفرنسي) هي الجهة المسؤولة عن نشر جميع معايير الإضاءة المعروفة. ويُعرف كل معيار منها بحرف أو بمجموعة من الحروف والأرقام.

تم تقديم المصابيح A وB وC في عام 1931، بهدف تمثيل متوسط ​​ضوء المصابيح المتوهجة، وضوء الشمس المباشر، ومتوسط ​​ضوء النهار على التوالي. أما المصابيح D (1967) فتمثل اختلافات ضوء النهار، بينما يمثل المصباح E ضوءًا متساوي الطاقة، في حين تمثل المصابيح F (2004) مصابيح الفلورسنت ذات التركيبات المختلفة.

توجد تعليمات حول كيفية إنتاج مصادر ضوئية تجريبياً ("مصادر قياسية") تتوافق مع مصادر الإضاءة القديمة. أما بالنسبة للمصادر الأحدث نسبياً (مثل السلسلة D)، فيُترك للمُجرِّبين قياس خصائص مصادرهم ومقارنتها بالأطياف المنشورة: [ 1 ]

لا يُوصى حاليًا بأي مصدر إضاءة اصطناعي لتحقيق معيار الإضاءة D65 الخاص باللجنة الدولية للإضاءة (CIE) أو أي معيار إضاءة D آخر ذي درجة حرارة لونية مختلفة. ويُؤمل أن تُوفر التطورات الجديدة في مصادر الإضاءة والمرشحات أساسًا كافيًا لتوصية اللجنة الدولية للإضاءة (CIE).

اللجنة الدولية للإضاءة، تقرير فني (2004) قياس الألوان، الطبعة الثالثة، المنشور 15:2004، المكتب المركزي للجنة الدولية للإضاءة، فيينا

ومع ذلك، فإنها توفر مقياسًا يُسمى مؤشر التماثل اللوني ، لتقييم جودة محاكيات ضوء النهار. [ 2 ] [ 3 ] يختبر مؤشر التماثل اللوني مدى تطابق خمس مجموعات من العينات المتماثلة لونيًا تحت إضاءة الاختبار والإضاءة المرجعية. وبطريقة مشابهة لمؤشر تجسيد اللون ، يتم حساب متوسط ​​الفرق بين المتماثلات اللونية. [ 4 ]

المُضيء أ

تُعرّف اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) مصدر الإضاءة A بهذه المصطلحات:

يهدف معيار الإضاءة A من CIE إلى تمثيل الإضاءة المنزلية النموذجية ذات خيوط التنجستن. ويُشابه توزيع طاقته الطيفية النسبية توزيع مشع بلانك عند درجة حرارة تقارب 2856  كلفن. يجب استخدام معيار الإضاءة A من CIE في جميع تطبيقات قياس الألوان التي تتضمن استخدام الإضاءة المتوهجة، ما لم تكن هناك أسباب محددة لاستخدام إضاءة مختلفة.

CIE، معايير الإضاءة القياسية CIE لقياس الألوان

يتبع الإشعاع الطيفي الخارج من جسم أسود قانون بلانك : مهـ،λ(λ،تي)=ج1λ-5خبرة(ج2λتي)-1.{\displaystyle M_{e,\lambda }(\lambda ,T)={\frac {c_{1}\lambda ^{-5}}{\exp \left({\frac {c_{2}}{\lambda T}}\right)-1}}.}

عند توحيد الإضاءة A، كلاهماج1=2πحج2{\displaystyle c_{1}=2\pi \cdot h\cdot c^{2}}(وهو ما لا يؤثر على معدل انتشار الطيف النسبي) وج2=حج/ك{\displaystyle c_{2}=h\cdot c/k}كانت القيم مختلفة. في عام 1968، تم تعديل تقدير c2 من 0.01438 ملي كلفن إلى 0.014388 ملي كلفن (وقبل ذلك، كان 0.01435 ملي كلفن عند توحيد الإضاءة A). أدى هذا الاختلاف إلى تغيير موضع بلانك ، مما غيّر درجة حرارة لون الإضاءة من قيمتها الاسمية 2848 كلفن إلى 2856 كلفن.      تيجديد=تيقديم×1.43881.435=2848 ك×1.002648=2855.54 ك.{\displaystyle T_{\text{new}}=T_{\text{old}}\times {\frac {1.4388}{1.435}}=2848\ {\text{K}}\times 1.002648=2855.54\ {\text{K}}.}

ولتجنب المزيد من التغييرات المحتملة في درجة حرارة اللون، تحدد CIE الآن SPD مباشرة، استنادًا إلى القيمة الأصلية (1931) لـ c 2 : [ 1 ]Sأ(λ)=100(560λ)5خبرة1.435×1072848×560-1خبرة1.435×1072848λ-1.{\displaystyle S_{\text{A}}(\lambda )=100\left({\frac {560}{\lambda }}\right)^{5}{\frac {\exp {\frac {1.435\times 10^{7}}{2848\times 560}}-1}{\exp {\frac {1.435\times 10^{7}}{2848\lambda }}-1}}.}

لطول موجي λ (نانومتر). تم اختيار المعاملات لتحقيق توزيع طيفي معياري (SPD) بقيمة 100 عند 560 نانومتر . قيم المحفز الثلاثي هي ( X ، Y ، Z ) = (109.85، 100.00، 35.58) ، وإحداثيات اللونية باستخدام المراقب القياسي هي ( x ، y ) = (0.44758، 0.40745) .

المنافذ B و C

يُعدّ كلٌّ من المُضيئَين B وC مُحاكاةً سهلةً لضوء النهار. وهما يُعدّلان المُضيئَ A باستخدام مُرشّحات سائلة. يُمثّل B ضوءَ شمس الظهيرة، بدرجة حرارة لونية مُرتبطة (CCT) تبلغ 4874  كلفن، بينما يُمثّل C ضوء النهار العادي بدرجة حرارة لونية مُرتبطة تبلغ 6774  كلفن. مع ذلك، فهما يُقدّمان تقريبًا ضعيفًا لأيّ مرحلة من مراحل ضوء النهار الطبيعي، لا سيما في نطاقات الطيف المرئي ذي الموجات القصيرة والأشعة فوق البنفسجية. وبمجرد إمكانية تحقيق مُحاكاة أكثر واقعية، تمّ الاستغناء عن المُضيئَين B وC لصالح سلسلة D. [ 1 ]

لا يتمتع مصدر الإضاءة C بوضع مصادر الإضاءة القياسية CIE ولكن يتم إعطاء توزيع الطاقة الطيفية النسبية وقيم التحفيز الثلاثي وإحداثيات اللونية في الجدول T.1 والجدول T.3، حيث لا تزال العديد من أدوات القياس والحسابات العملية تستخدم مصدر الإضاءة هذا.

CIE، المنشور 15:2004 [ 5 ]

لم يحظَ Illuminant B بنفس التكريم في عام 2004.

تتميز المرشحات السائلة، التي صممها ريموند ديفيس وكاسون إس. جيبسون عام 1931، [ 6 ] بامتصاص عالٍ نسبيًا في الطرف الأحمر من الطيف، مما يزيد فعليًا من درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) للمصباح المتوهج إلى مستويات ضوء النهار. وهذا مشابه في وظيفته لجل الألوان CTB الذي يستخدمه المصورون الفوتوغرافيون ومصورو السينما اليوم، وإن كان أقل ملاءمة بكثير.

يستخدم كل مرشح محلولين، يتألف كل منهما من كميات محددة من الماء المقطر، وكبريتات النحاس ، والمانيت ، والبيريدين ، وحمض الكبريتيك ، والكوبالت ، وكبريتات الأمونيوم . يفصل بين المحلولين صفيحة من الزجاج غير الملون. تُختار كميات المكونات بعناية بحيث ينتج عن مزيجها مرشح لتحويل درجة حرارة اللون؛ أي أن الضوء المُرشَّح يبقى أبيض.

سلسلة الإضاءة D

توزيع القدرة الطيفية النسبية للمصدر الضوئي D وجسم أسود له نفس درجة حرارة اللون المترابطة (باللون الأحمر)، مُعايرة عند حوالي 560 نانومتر

صُممت سلسلة الإضاءة D لتمثيل ضوء النهار الطبيعي وتقع على طول منحنى ضوء النهار. يصعب إنتاجها صناعياً، ولكن يسهل وصفها رياضياً.

بحلول عام 1964، تم قياس العديد من توزيعات القدرة الطيفية (SPDs) لضوء النهار بشكل مستقل من قبل كل من إتش دبليو بودي من المجلس الوطني للبحوث في كندا في أوتاوا ، وإتش آر كوندت وإف غروم من شركة إيستمان كوداك في روتشستر، نيويورك ، [ 7 ] وإس تي هندرسون ودي هودجكيس من شركة ثورن للصناعات الكهربائية في إنفيلد (شمال لندن) ، [ 8 ] بإجمالي 622 عينة. قام دين بي جود ، وديفيد ماك آدم ، وغونتر ويزيكي بتحليل هذه العينات ووجدوا أن إحداثيات اللونية ( س ، ص ) تتبع علاقة تربيعية بسيطة ، عُرفت لاحقًا باسم مسار ضوء النهار: [ 9 ]

y=2.870x-3.000x2-0.275.{\displaystyle y=2.870x-3.000x^{2}-0.275.}

كشف تحليل المتجهات المميزة أنه يمكن تقريب SPDs بشكل مرضٍ باستخدام المتوسط ​​(S 0 ) وأول متجهين مميزين (S 1 و S 2 ): [ 10 ] [ 11 ]

Sد(λ)=S0(λ)+م1S1(λ)+م2S2(λ).{\displaystyle S_{D}(\lambda )=S_{0}(\lambda )+M_{1}S_{1}(\lambda )+M_{2}S_{2}(\lambda ).}
المتجهات المميزة للإضاءة D؛ مكونات SPDs S 0 (أزرق)، S 1 (أخضر)، S 2 (أحمر).

بصورة أبسط، يمكن التعبير عن توزيع الطاقة الطيفية (SPD) لعينات ضوء النهار المدروسة كمزيج خطي من ثلاثة توزيعات طاقة طيفية ثابتة. المتجه الأول (S0 ) هو متوسط ​​جميع عينات توزيع الطاقة الطيفية، وهو أفضل توزيع طاقة طيفية مُعاد تكوينه يمكن الحصول عليه باستخدام متجه ثابت واحد فقط. المتجه الثاني (S1 ) يُمثل التباين بين الأصفر والأزرق (على طول المسار)، مُفسرًا التغيرات في درجة حرارة اللون المرتبطة بنسبة ضوء الشمس غير المباشر إلى المباشر. [ 9 ] أما المتجه الثالث (S2 ) فيُمثل التباين بين الوردي والأخضر (عبر المسار) الناتج عن وجود الماء على شكل بخار وضباب. [ 9 ]

يتم تصوير موضع بلانك على نظام CIE 1960 UCS ، إلى جانب خطوط تساوي درجة الحرارة (خطوط درجة حرارة اللون الثابتة المرتبطة ) وإحداثيات الإضاءة التمثيلية.

بحلول الوقت الذي تم فيه وضع سلسلة D بشكل رسمي من قبل اللجنة الدولية للإضاءة [ 12 ] ، كان حساب اللونية(x،y){\displaystyle (x,y)}تم تضمين منحنى امتصاص معين. [ 13 ] ثم قام جود وآخرون بتوسيع نطاق توزيعات الطاقة الطيفية المُعاد تكوينها إلى 300-330 نانومتر و700-830 نانومتر باستخدام بيانات الامتصاص الطيفي للغلاف الجوي للأرض من القمر. [ 14 ] تُستمد توزيعات الطاقة الطيفية المُجدولة التي تقدمها اللجنة الدولية للإضاءة حاليًا من خلال الاستيفاء الخطي لمجموعة بيانات 10 نانومتر وصولًا إلى 5 نانومتر . [ 15 ] ومع ذلك، هناك اقتراح باستخدام استيفاء الدوال التكعيبية بدلًا من ذلك. [ 16 ]

أُجريت دراسات مماثلة في مناطق أخرى من العالم، أو أُعيد تحليل جود وآخرون باستخدام أساليب حسابية حديثة. في العديد من هذه الدراسات، كان مسار ضوء النهار أقرب بشكل ملحوظ إلى مسار بلانك مقارنةً بدراسة جود وآخرون [ 17 ] [ 18 ] .

تعتبر اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) اللون D65 هو مصدر الإضاءة القياسي للضوء النهاري:

يُستخدم معيار الإضاءة D65 لتمثيل ضوء النهار المتوسط، وتبلغ درجة حرارته اللونية حوالي 6500 كلفن. يجب استخدام معيار الإضاءة D65 من اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) في جميع حسابات قياس الألوان التي تتطلب ضوء نهار تمثيلي، إلا إذا كانت هناك أسباب محددة لاستخدام معيار إضاءة مختلف. من المعروف أن توزيع القدرة الطيفية النسبية لضوء النهار يتغير، لا سيما في منطقة الأشعة فوق البنفسجية، تبعًا للموسم، ووقت اليوم، والموقع الجغرافي.

ISO 10526:1999/CIE S005/E-1998، CIE Standard Illuminants for Colormetry [ 19 ]

مسار ضوء النهار في نظام الإحداثيات CIE 1960 UCS. خطوط تساوي درجة الحرارة عمودية على مسار بلانك. تم ترميز قسمي مسار ضوء النهار، من 4000 إلى 7000  كلفن ومن 7000 إلى 25000  كلفن، بالألوان. لاحظ أن المسارين يفصل بينهما مسافة متساوية تقريبًا، تبلغ حواليΔuv=0.003{\displaystyle \Delta _{uv}=0.003}.

حساب

توزيع القدرة الطيفية النسبية (SPD)Sد(λ){\displaystyle S_{D}(\lambda )}يمكن اشتقاق خصائص الإضاءة من سلسلة D من إحداثيات اللونية الخاصة بها في فضاء ألوان CIE 1931 ،(xد،yد){\displaystyle (x_{D},y_{D})}[ 20 ] أولاً ، يجب تحديد إحداثيات اللونية:

xد={0.244063+0.09911103تي+2.9678106تي2-4.6070109تي34000 كتي7000  ك0.237040+0.24748103تي+1.9018106تي2-2.0064109تي37000 ك<تي25000 ك{\displaystyle x_{D}={\begin{cases}0.244063+0.09911{\frac {10^{3}}{T}}+2.9678{\frac {10^{6}}{T^{2}}}-4.6070{\frac {10^{9}}{T^{3}}}&4000\ \mathrm {K} \leq T\leq 7000\ \ \mathrm {K} \\0.237040+0.24748{\frac {10^{3}}{T}}+1.9018{\frac {10^{6}}{T^{2}}}-2.0064{\frac {10^{9}}{T^{3}}}&7000\ \mathrm {K} <T\leq 25000\ \mathrm {K} \end{cases}}}
yد=-3.000xد2+2.870xد-0.275{\displaystyle y_{D}=-3.000x_{D}^{2}+2.870x_{D}-0.275}

حيث T هي درجة حرارة اللون المترابطة ( CCT) للمصدر الضوئي. تجدر الإشارة إلى أن درجات حرارة اللون المترابطة للمصادر الضوئية الأساسية، D50 و D55 و D65 وD75 ، تختلف قليلاً عما توحي به أسماؤها. على سبيل المثال، تبلغ درجة حرارة اللون المترابطة لـ D50 5003 كلفن (ضوء الأفق)، بينما تبلغ درجة حرارة اللون المترابطة لـ D65 6504 كلفن (ضوء الظهيرة). ويعود ذلك إلى أن القيم الأصلية المحددة تجريبياً للثوابت في قانون بلانك أصبحت معروفة بدقة أكبر (وتتخذ الآن قيماً ثابتة في النظام الدولي للوحدات والقياسات) منذ تعريف هذه المصادر الضوئية الأساسية، والتي تستند توزيعات طيفها الطيفي (SPDs) إلى القيم الأصلية في قانون بلانك. [ 1 ] وينطبق التباين نفسه على جميع المصادر الضوئية في سلسلة D - D50 و D55 و D65 و D75 - ويمكن "تصحيحه" بضرب درجة حرارة اللون الاسمية في  ج21.4380{\displaystyle {\frac {c_{2}}{1.4380}}}؛ على سبيل المثال6500 ك×1.438776877...1.4380=6503.51 ك{\displaystyle 6500\ {\text{K}}\times {\frac {1.438776877\dots }{1.4380}}=6503.51\ {\text{K}}}لـ D 65 .

لتحديد سلسلة D SPD (S D ) التي تتوافق مع تلك الإحداثيات، يتم تحديد المعاملات M 1 و M 2 للمتجهات المميزة S 1 و S 2 :

Sد(λ)=S0(λ)+م1S1(λ)+م2S2(λ)،{\displaystyle S_{D}(\lambda )=S_{0}(\lambda )+M_{1}S_{1}(\lambda )+M_{2}S_{2}(\lambda ),}
م1=(-1.3515-1.7703xد+5.9114yد)/م،{\displaystyle M_{1}=(-1.3515-1.7703x_{D}+5.9114y_{D})/M,}
م2=(0.0300-31.4424xد+30.0717yد)/م،{\displaystyle M_{2}=(0.0300-31.4424x_{D}+30.0717y_{D})/M,}
م=0.0241+0.2562xد-0.7341yد{\displaystyle M=0.0241+0.2562x_{D}-0.7341y_{D}}

أينS0(λ)،S1(λ)،S2(λ){\displaystyle S_{0}(\lambda ),S_{1}(\lambda ),S_{2}(\lambda )}يمثل M1 وM2 متوسطَيْ توزيعات الطاقة الطيفية (SPDs) وأولَيْ متجهين ذاتيين ، كما هو موضح في الشكل. [ 20 ] يحتوي كلا المتجهين المميزين على صفر عند 560 نانومتر ، نظرًا لتطبيع جميع توزيعات الطاقة الطيفية النسبية حول هذه النقطة. ولمطابقة جميع الأرقام المعنوية للبيانات المنشورة للمصادر الضوئية الأساسية، يجب تقريب قيم M1 وM2 إلى ثلاثة أرقام عشرية قبل حساب S D. [ 1 ]

قيم D65

باستخدام المراقب القياسي 2 درجة ، فإن إحداثيات اللونية في فضاء الألوان CIE 1931 لـ D65 هي [ 21 ].

x=0.31272y=0.32903{\displaystyle {\begin{aligned}x&=0.31272\\y&=0.32903\end{aligned}}}

وقيم المحفزات الثلاثية XYZ (المُعَيَّرة إلى Y = 100 )، هي

X=95.047Y=1000.000Z=108.883{\displaystyle {\begin{alignat}{2}X&={}&95.047\\Y&={}&100{\phantom {.000}}\\Z&={}&108.883\end{alignat}}}

بالنسبة للمراقب الإضافي بزاوية 10 درجات ،

x=0.31382y=0.33100{\displaystyle {\begin{aligned}x&=0.31382\\y&=0.33100\end{aligned}}} وقيم المحفزات الثلاثية XYZ المقابلة هي

X=94.811Y=1000.000Z=107.304{\displaystyle {\begin{alignat}{2}X&={}&94.811\\Y&={}&100{\phantom {.000}}\\Z&={}&107.304\end{alignat}}}

بما أن D65 يمثل الضوء الأبيض ، فإن إحداثياته ​​هي أيضًا نقطة بيضاء ، تتوافق مع درجة حرارة لونية مترابطة تبلغ 6504 كلفن. يقوم Rec. 709 ، المستخدم في أنظمة HDTV ، بتقليص إحداثيات CIE 1931 إلى x=0.3127، y=0.329.

محاكي ضوء النهار

لا توجد مصادر ضوء نهاري حقيقية، بل مجرد محاكيات. يُعدّ تصميم مصدر ضوء عملي يُحاكي إضاءة سلسلة D مشكلة معقدة. يمكن محاكاة اللونية ببساطة عن طريق استخدام مصدر ضوء معروف وتطبيق مرشحات عليه، مثل Spectralight III، الذي يستخدم مصابيح متوهجة مُرشّحة. [ 22 ] مع ذلك، فإنّ توزيعات الطاقة الطيفية لهذه المصادر تختلف عن توزيعات الطاقة الطيفية لسلسلة D، مما يؤدي إلى أداء ضعيف في مؤشر التماثل اللوني CIE . [ 23 ] [ 24 ] وقد تمّ التوصل إلى مصادر أفضل في العقد الثاني من الألفية الثانية باستخدام مصابيح LED بيضاء مطلية بالفوسفور، والتي يمكنها بسهولة محاكاة إضاءات A وD وE بمؤشر تجسيد لوني عالٍ. [ 25 ]

الإضاءة E

يقع مصدر الإضاءة E أسفل موضع بلانك ، وتقريبًا عند درجة حرارة اللون المترابطة لـ D 55 .

المصدر الضوئي E عبارة عن مشع متساوي الطاقة؛ وله توزيع طيفي ثابت ضمن الطيف المرئي . وهو مفيد كمرجع نظري؛ مصدر ضوئي يعطي وزنًا متساويًا لجميع الأطوال الموجية. كما أنه يمتلك قيمًا متساوية في نظام CIE XYZ ثلاثي المحفزات، وبالتالي فإن إحداثيات لونه هي (x,y)=(1/3,1/3). هذا مقصود؛ حيث يتم تطبيع دوال مطابقة الألوان XYZ بحيث تكون تكاملاتها على الطيف المرئي متساوية. [ 1 ]

إن مصدر الإضاءة E ليس جسماً أسود، لذا فهو لا يمتلك درجة حرارة لونية، ولكن يمكن تقريبه بمصدر إضاءة من سلسلة D بدرجة حرارة لونية مترابطة تبلغ 5455  كلفن. (من بين مصادر الإضاءة المتعارف عليها، يُعد D 55 الأقرب). يقارن المصنعون أحيانًا مصادر الضوء بمصدر الإضاءة E لحساب نقاء الإثارة . [ 26 ]

سلسلة الإضاءة FL

قدّم منشور CIE رقم 15.2 اثني عشر مصدر إضاءة جديدًا تمثل عدة مصابيح فلورية وتشكل السلسلة F ، [ 27 ] والتي أعيد تسميتها لاحقًا إلى السلسلة FL بدءًا من منشور CIE رقم 15:2004. [ 5 ] تم توزيع المعايير الأصلية الاثني عشر على 3 مجموعات:

  • تمثل المعايير FL1-FL6 مصابيح فلورية "قياسية" تتكون من انبعاثين شبه واسعي النطاق لتنشيط الأنتيمون والمنغنيز في فوسفور هالوفوسفات الكالسيوم . ويكتسب FL4 أهمية خاصة لأنه استُخدم لمعايرة مؤشر تجسيد اللون CIE (تم اختيار صيغة CRI بحيث يكون لـ FL4 قيمة CRI تساوي 51) .
  • تمثل المعايير FL7–FL9 مصابيح الفلورسنت "واسعة النطاق" ( ضوء الطيف الكامل ) مع مواد فسفورية متعددة، ومؤشرات تجسيد لوني أعلى.
  • تمثل المعايير FL10–FL12 مصادر إضاءة ثلاثية النطاق ضيقة تتكون من ثلاثة انبعاثات "ضيقة النطاق" (ناتجة عن تركيبات ثلاثية من الفوسفور الأرضي النادر) في مناطق R وG وB من الطيف المرئي، مما يؤدي إلى ضعف CRI.

تمثل العناصر داخل المجموعة الواحدة درجات حرارة لونية مختلفة، بحيث يمكن ضبط أوزان الفوسفور لتحقيق درجة الحرارة اللونية المطلوبة. وفي كل مجموعة من هذه المجموعات الثلاث، تنص اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) على أن FL2 وFL7 وFL11 "لها الأولوية" لتمثيل مجموعاتها. [ 5 ]

كما قدم معيار CIE 15:2004 خمسة عشر نوعًا جديدًا من مصابيح الفلورسنت التي تمثل أنواعًا مختلفة من مصابيح الفلورسنت، وتشكل السلسلة الفرعية FL3 . [ 5 ] وتوزع هذه المعايير الخمسة عشر في خمس مجموعات:

  • تمثل المعايير FL3.1-FL3.3 مصابيح الهالوفوسفات القياسية (على غرار FL1-6).
  • تمثل المعايير FL3.4-FL3.6 مصابيح من نوع DeLuxe (مشابهة لـ FL7-9).
  • تمثل المعايير FL3.7-FL3.11 مصابيح ثلاثية النطاق (مشابهة لـ FL10-12)
  • تمثل المعايير FL3.12-FL3.14 مصابيح متعددة النطاقات.
  • يمثل المعيار FL3.15 مصباحًا فلوريًا يحاكي D65

سلسلة الإضاءة HP

قدمت CIE 15:2004 خمسة مصادر إضاءة جديدة تمثل أنواعًا مختلفة من مصابيح التفريغ عالي الضغط وتضم سلسلة HP .: [ 5 ]

  • HP1 القياسي لمصابيح الصوديوم عالية الضغط القياسية
  • معيار HP2 لمصابيح الصوديوم عالية الضغط المحسّنة اللون
  • المعايير HP3-HP5 لمصابيح هاليد المعادن.

سلسلة إضاءة LED

يُقدّم منشور CIE رقم 15:2018 تسعة مصادر إضاءة جديدة تُمثّل عدة مصابيح LED بيضاء ذات درجات حرارة لونية تتراوح بين 2700 و6600 كلفن. [ 28 ] تُعرّف مصابيح LED-B1 إلى B5 مصادر إضاءة LED قياسية بضوء أزرق مُحوّل بالفوسفور . يُعرّف مصباح LED-BH1 مزيجًا من ضوء أزرق مُحوّل بالفوسفور ومصباح LED أحمر. يُعرّف مصباح LED-RGB1 الضوء الأبيض الناتج عن مزيج ثلاثي الألوان من مصابيح LED . يُعرّف مصباحا LED-V1 وV2 مصابيح LED بضوء بنفسجي مُحوّل بالفوسفور.

هوية سلسلة Illuminant

قدّم منشور اللجنة الدولية للإضاءة رقم 184:2009 مصدرين جديدين للإضاءة يُمثلان الضوء الطبيعي الداخلي ، [ 29 ] وقد أُدرجا لاحقًا ضمن سلسلة ID في معيار CIE 15:2018. [ 28 ] يُعادل كل من ID50 وID65 نظيريهما الخارجيين، D50 وD65، بعد ترشيحهما عبر زجاج النافذة، ما يُزيل محتوى الأشعة فوق البنفسجية. [ 29 ] وتكون درجات حرارة اللون الداخلية أعلى (أقل برودة) بحوالي 100 كلفن مقارنةً بنظيراتها الخارجية.

وايت بوينت

يمكن تحويل طيف مصدر إضاءة قياسي، كأي نمط ضوئي آخر، إلى قيم ثلاثية المحفزات . تُسمى مجموعة إحداثيات المحفزات الثلاثية لمصدر الإضاءة بالنقطة البيضاء . إذا تم تطبيع النمط الضوئي ، فيمكن التعبير عن النقطة البيضاء بشكل مكافئ كزوج من إحداثيات اللونية .

إذا تم تسجيل صورة بإحداثيات ثلاثية المحفزات (أو بقيم يمكن تحويلها منها وإليها)، فإن النقطة البيضاء للإضاءة المستخدمة تعطي القيمة القصوى لإحداثيات ثلاثية المحفزات التي سيتم تسجيلها في أي نقطة من الصورة، في غياب التألق . وتُسمى هذه النقطة بالنقطة البيضاء للصورة.

إن عملية حساب النقطة البيضاء تتجاهل قدراً كبيراً من المعلومات حول خصائص الإضاءة، وبالتالي على الرغم من أنه من الصحيح أنه يمكن حساب النقطة البيضاء الدقيقة لكل إضاءة، إلا أن معرفة النقطة البيضاء للصورة وحدها لا تخبرك بالكثير عن الإضاءة التي تم استخدامها لتسجيلها.

النقاط البيضاء للإضاءة القياسية

فيما يلي قائمة بمصادر الإضاءة القياسية، وإحداثياتها اللونية (x، y) وفقًا لمعيار CIE، لمشتت ضوئي عاكس (أو ناقل) مثالي، ودرجات حرارة ألوانها المترابطة (CCT). تُعرض إحداثيات اللونية وفقًا لمعيار CIE لكل من مجال الرؤية 2 درجة (1931) ومجال الرؤية 10 درجات (1964). [ 30 ] تمثل عينات الألوان لون كل نقطة بيضاء، والتي يتم حسابها تلقائيًا بواسطة ويكيبيديا باستخدام قالب درجة حرارة اللون .

النقاط البيضاء للإضاءة القياسية [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]
اسمCIE 1931 2°CIE 1964 10°CCT ( K )ملحوظة
2 ° ×ص ٢°× 10°ص 10°
أ0.447580.407450.451170.405942856متوهج / تنجستن
ب0.348420.351610.349800.352704874ضوء الشمس المباشر في وقت الظهيرة، وهو أمر عفا عليه الزمن.
ج0.310060.316160.310390.319056774قديم، متوسط ​​/ ضوء سماء الشمال النهاري NTSC 1953 [ 35 ] ، PAL-M [ 36 ] [ أ ]
D500.345670.358500.347730.359525003ضوء الأفق، ملف تعريف ICC PCS [ أ ]
D550.332420.347430.334110.348775503ضوء منتصف الصباح / منتصف فترة ما بعد الظهر
D650.312720.329030.313820.331006504ضوء النهار عند الظهيرة: التلفزيون ، مساحة ألوان sRGB [ أ ]
D750.299020.314850.299680.317407504ضوء النهار من السماء الشمالية
D930.283150.297110.283270.300439305شاشات الفوسفور الأزرق عالية الكفاءة، BT.2035 [ أ ] ، NTSC-J [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
هـ0.333330.333330.333330.333335454طاقة متساوية
FL10.313100.337270.318110.335596430ضوء النهار الفلوري
FL20.372080.375290.379250.367334230مصباح فلورسنت أبيض بارد
FL30.409100.394300.417610.383243450أبيض فلورسنت
FL40.440180.403290.449200.390742940مصباح فلورسنت أبيض دافئ
FL50.313790.345310.319750.342466350ضوء النهار الفلوري
FL60.377900.388350.386600.378474150ضوء أبيض فلورسنت
FL70.312920.329330.315690.329606500محاكي D65 ، محاكي ضوء النهار
FL80.345880.358750.349020.359395000محاكي D50، سيلفانيا F40 ديزاين 50
FL90.374170.372810.378290.370454150أبيض بارد فاخر فلورسنت
FL100.346090.359860.350900.354445000فيليبس TL85، ألترالوم 50
FL110.380520.377130.385410.371234000فيليبس TL84، ألترالوم 40
FL120.436950.404410.442560.397173000فيليبس TL83، ألترالوم 30
FL3.10.44070.40332932هالوفوسفات قياسي
FL3.20.38080.37343965هالوفوسفات قياسي
FL3.30.31530.34396280هالوفوسفات قياسي
FL3.40.44290.40432904نوع ديلوكس
FL3.50.37490.36724086نوع ديلوكس
FL3.60.34880.36004894نوع ديلوكس
FL3.70.43840.40452979ثلاث نطاقات
FL3.80.38200.38324006ثلاث نطاقات
FL3.90.34990.35914853ثلاث نطاقات
FL3.100.34550.35605000ثلاث نطاقات
FL3.110.32450.34345854ثلاث نطاقات
FL3.120.43770.40372984متعدد النطاقات
FL3.130.38300.37243896متعدد النطاقات
FL3.140.34470.36095045متعدد النطاقات
FL3.150.31270.32906509محاكي D65
HP10.5330.4151959مصباح الصوديوم القياسي عالي الضغط
HP20.47780.41582506مصباح صوديوم عالي الضغط مُعزز اللون
HP30.43020.40753144مصباح هاليد معدني عالي الضغط
HP40.38120.37974002مصباح هاليد معدني عالي الضغط
HP50.37760.37134039مصباح هاليد معدني عالي الضغط
LED-B10.45600.40782733أزرق محول بالفوسفور
LED-B20.43570.40122998أزرق محول بالفوسفور
LED-B30.37560.37234103أزرق محول بالفوسفور
LED-B40.34220.35025109أزرق محول بالفوسفور
LED-B50.31180.32366598أزرق محول بالفوسفور
LED-BH10.44740.40662851مزج مصابيح LED الزرقاء المحولة بالفوسفور ومصابيح LED الحمراء (الأزرق الهجين)
LED-RGB10.45570.42112840مزيج من مصابيح LED الحمراء والخضراء والزرقاء
LED-V10.45480.40442724البنفسجي المحول بالفوسفور
LED-V20.37810.37754070البنفسجي المحول بالفوسفور
ID500.34320.36025098ضوء النهار الطبيعي الداخلي
ID650.31070.33076603ضوء النهار الطبيعي الداخلي
  1. 1 2 3 4 تستخدم الشاشات ببساطة النقطة البيضاء لهذا المضيء القياسي؛ فهي لا تصدر الطيف المطلوب.

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 شاندا، يانوس (2007). "3: قياس الألوان وفقًا لمعايير CIE". قياس الألوان: فهم نظام CIE . وايلي إنترساينس . ص 37-46 . ISBN  978-0-470-04904-4.
  2. التقرير الفني للجنة الدولية للإضاءة (1999). طريقة لتقييم جودة محاكيات ضوء النهار لقياس الألوان . 51.2-1999 (بما في ذلك الملحق 1-1999). باريس: المكتب المركزي للجنة الدولية للإضاءة. ISBN 978-92-9034-051-5أُرشف من الأصل بتاريخ 16 أبريل 2008. تُقدَّم طريقة لتقييم مدى ملاءمة مصدر اختبار كمحاكي لمصادر الإضاءة القياسية CIE D55 أو D65 أو D75. يُضيف الملحق، الذي أُعدّ عام 1999، مصدر الإضاءة CIE D50 إلى مجموعة مصادر الإضاءة التي يُمكن تطبيق هذه الطريقة عليها. لكل مصدر من مصادر الإضاءة القياسية هذه، تُقدَّم بيانات عامل الإشعاع الطيفي لخمسة أزواج من العينات غير المتألقة المتطابقة لونيًا. تُحسب الفروق اللونية للأزواج الخمسة لمصدر الإضاءة المُختَبَر؛ ويُؤخذ متوسط ​​هذه الفروق كمؤشر التطابق اللوني في النطاق المرئي، ويُستخدم كمقياس لجودة مصدر الإضاءة المُختَبَر كمحاكي للعينات غير المتألقة. بالنسبة للعينات الفلورية، يتم تقييم الجودة بشكل أكبر من حيث مؤشر التماثل اللوني في نطاق الأشعة فوق البنفسجية، والذي يُعرف بأنه متوسط ​​الاختلافات اللونية المحسوبة باستخدام الإضاءة الاختبارية لثلاثة أزواج أخرى من العينات، ويتكون كل زوج من عينة فلورية وعينة غير فلورية متماثلة اللون تحت الإضاءة القياسية.
  3. معيار CIE (2004). الطريقة القياسية لتقييم الجودة الطيفية لمحاكيات ضوء النهار للتقييم البصري وقياس اللون . S012/E:2004.أعدته اللجنة الفنية 1-53 "طريقة قياسية لتقييم جودة أجهزة محاكاة ضوء النهار". معيار ISO 23603:2005(E) .
  4. لام، يوك مينغ؛ شين، جون هـ. (أغسطس 2002). "تقييم جودة محاكيات D65 المختلفة للتقييم البصري". بحوث وتطبيقات الألوان . 27 (4): 243-251 . doi : 10.1002/col.10061 . hdl : 10397/26550 .
  5. 1 2 3 4 5 التقرير الفني للجنة الدولية للإضاءة (2004). قياس الألوان . المنشور 15:2004 ( الطبعة الثالثة). المكتب المركزي للجنة الدولية للإضاءة، فيينا. ISBN  978-3-901906-33-6.
  6. ديفيس، ريموند؛ جيبسون، كاسون س. (21 يناير 1931). "مرشحات لإعادة إنتاج ضوء الشمس وضوء النهار وتحديد درجة حرارة اللون". القياس الدقيق والمعايرة . 10. المكتب الوطني للمعايير : 641-805 .
  7. كوندت، هارولد ر.؛ غروم، فرانك (يوليو 1964). "توزيع الطاقة الطيفية لضوء النهار". مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 54 (7): 937-944 . رمز Bibcode : 1964JOSA...54..937C . doi : 10.1364/JOSA.54.000937 .
  8. هندرسون، ستانلي توماس؛ هودجكيس، د. (1963). "توزيع الطاقة الطيفية لضوء النهار". المجلة البريطانية للفيزياء التطبيقية . 14 (3): 125-131 . Bibcode : 1963BJAP...14..125H . doi : 10.1088/0508-3443/14/3/307 .هندرسون، ستانلي توماس؛ هودجكيس، د. (1964). "توزيع الطاقة الطيفية لضوء النهار". المجلة البريطانية للفيزياء التطبيقية . 15 (8): 947-952 . Bibcode : 1964BJAP...15..947H . doi : 10.1088/0508-3443/15/8/310 .
  9. 1 2 3 جود، دين ب.؛ ماك آدم، ديفيد ل.؛ ويزيكي، غونتر (أغسطس 1964). "التوزيع الطيفي لضوء النهار النموذجي كدالة لدرجة حرارة اللون المترابطة". مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 54 (8): 1031-1040 . رمز Bibcode : 1964JOSA...54.1031J . doi : 10.1364/JOSA.54.001031 .
  10. سيموندز، جون ل. (أغسطس 1963). "تطبيق تحليل المتجهات المميزة على بيانات الاستجابة الفوتوغرافية والبصرية". مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 53 (8): 968-974 . رمز Bibcode : 1963JOSA...53..968S . doi : 10.1364/JOSA.53.000968 .
  11. تزينغ، دي-يوان؛ بيرنز، روي س. (أبريل 2005). "مراجعة لتحليل المكونات الرئيسية وتطبيقاته في تكنولوجيا الألوان". بحوث وتطبيقات الألوان . 30 (2): 84-98 . doi : 10.1002/col.20086 .
  12. ^ اللجنة الدولية للEclairage (1964). وقائع الدورة الخامسة عشرة، فيينا .
  13. كيلي، كينيث ل. (أغسطس 1963). "خطوط درجة حرارة اللون المترابطة الثابتة بناءً على تحويل ماك آدم للونية الموحدة (u,v) لمخطط CIE". مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 53 ( 8): 999-1002 . doi : 10.1364/JOSA.53.000999 .
  14. مون، باري (نوفمبر 1940). "منحنيات الإشعاع الشمسي القياسية المقترحة للاستخدام الهندسي". مجلة معهد فرانكلين . 230 (5): 583-617 . doi : 10.1016/S0016-0032(40)90364-7 .
  15. CIE 1931 و 1964 أجهزة قياس الألوان القياسية من 380 نانومتر إلى 780 نانومتر بزيادات قدرها 5 نانومتر .
  16. كرانز، بالاز؛ شاندا، يانوس (أغسطس 2000). "إعادة تقييم التوزيعات الطيفية لضوء النهار" . أبحاث وتطبيقات الألوان . 25 (4): 250-259 . CiteSeerX 10.1.1.42.521 . doi : 10.1002/1520-6378(200008)25:4 < 250::AID-COL5 > 3.0.CO ؛ ثنائي الأبعاد . لاحقًا، تم استيفاء الدوال S0 ( λ ) و S1 ( λ ) و S2 ( λ ) خطيًا بخطوات 5 نانومتر ، كما تم التوصية باستخدام الاستيفاء الخطي لخطوات أدق . 
  17. تشمل الدراسات التي أجريت في الستينيات والسبعينيات ما يلي:
  18. تشمل التحليلات التي تستخدم الحوسبة الأسرع في التسعينيات والألفية الجديدة ما يلي:
  19. "معايير الإضاءة القياسية للقياس اللوني الصادرة عن اللجنة الدولية للإضاءة" . www.cie.co.at. اللجنة الدولية للإضاءة. 1999. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2018 .
  20. 1 2 تختلف المعاملات عن تلك الواردة في الورقة الأصلية بسبب التغيير في ثوابت قانون بلانك . راجع ليندبلوم للاطلاع على النسخة الحالية، وموقع بلانك لمزيد من التفاصيل.
  21. شاندا، يانوس (2007). "3. قياس الألوان وفقًا لمعايير اللجنة الدولية للإضاءة". في شاندا، يانوس (محرر). قياس الألوان: فهم نظام اللجنة الدولية للإضاءة . جون وايلي وأولاده. الملحق أ، ص 74.
  22. ويزيكي، غونتر (1970). "تطوير مصادر CIE جديدة لقياس الألوان". دي فاربي . 19 : 43–.
  23. تقرير فني صادر عن اللجنة الدولية للإضاءة (1999). طريقة لتقييم جودة محاكيات ضوء النهار لأغراض قياس الألوان . باريس: المكتب المركزي للجنة الدولية للإضاءة. ISBN 978-92-9034-051-5أُرشف من الأصل بتاريخ ٢١ أغسطس ٢٠١٧. تُقدَّم طريقة لتقييم مدى ملاءمة مصدر اختبار كمحاكي لمصادر الإضاءة القياسية CIE D55 أو D65 أو D75. يُضيف الملحق، الذي أُعدّ عام ١٩٩٩، مصدر الإضاءة CIE D50 إلى مجموعة مصادر الإضاءة التي يُمكن تطبيق هذه الطريقة عليها. لكل مصدر من مصادر الإضاءة القياسية هذه، تُقدَّم بيانات عامل الإشعاع الطيفي لخمسة أزواج من العينات غير المتألقة المتطابقة لونيًا. تُحسب الفروق اللونية للأزواج الخمسة لمصدر الإضاءة المُختَبَر؛ ويُؤخذ متوسط ​​هذه الفروق كمؤشر التطابق اللوني في النطاق المرئي، ويُستخدم كمقياس لجودة مصدر الإضاءة المُختَبَر كمحاكي للعينات غير المتألقة. بالنسبة للعينات الفلورية، يتم تقييم الجودة بشكل أكبر من حيث مؤشر التماثل اللوني في نطاق الأشعة فوق البنفسجية، والذي يُعرف بأنه متوسط ​​الاختلافات اللونية المحسوبة باستخدام الإضاءة الاختبارية لثلاثة أزواج أخرى من العينات، ويتكون كل زوج من عينة فلورية وعينة غير فلورية متماثلة اللون تحت الإضاءة القياسية.
  24. لام، يوك مينغ؛ شين، جون هـ. (أغسطس 2002). "تقييم جودة محاكيات D65 المختلفة للتقييم البصري". بحوث وتطبيقات الألوان . 27 (4): 243-251 . doi : 10.1002/col.10061 .
  25. "تقنية الإضاءة CIE - يوجيليدز" . يوجيليدز - الشركة الرائدة في مجال مصابيح LED عالية مؤشر تجسيد اللون . 5 سبتمبر 2023.
  26. فيليبس. "الاختبار البصري لباعثات SuperFlux و SnapLED و LUXEON" (ملف PDF) . حددت اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) إحداثيات اللون لعدة مصادر إضاءة بيضاء مختلفة، ولكن في Lumileds، يتم استخدام مصدر الإضاءة E الخاص باللجنة الدولية للإضاءة (CIE) لجميع حسابات الألوان.
  27. توزيع القدرة الطيفية لسلسلة الإضاءة FL ( ملف CSV مع البيانات الوصفية )، بزيادات قدرها 5 نانومتر من 380 نانومتر إلى 780 نانومتر .
  28. 1 2 قياس الألوان ( الطبعة الرابعة). فيينا: اللجنة الدولية للEclairage. 2018. ردمك  978-3-902842-13-8.
  29. 1 2 مصادر الإضاءة الداخلية بضوء النهار . فيينا: المكتب المركزي للجنة الدولية للإضاءة. 2009. ISBN 9783901906749.
  30. مؤسسة ميتشل الخيرية. "ملف بيانات لون الجسم الأسود" . vendian.org.
  31. داني باسكال (2003). "مراجعة لمساحات ألوان RGB" (ملف PDF) . Babel Color. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 يوليو 2011.
  32. مصادر الضوء الأبيض المكافئة، ومصادر الإضاءة CIE (ملف PDF) ، مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-05-2005 ، تم استرجاعه بتاريخ 11-12-2017
  33. بيانات الطيف من سلسلة CIE F، CIE 15.2:1986 ، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 25-07-2011 ، تم استرجاعها بتاريخ 11-12-2017
  34. علم قياس الألوان، الطبعة الرابعة ، المجلد CIE 015:2018، doi : 10.25039/TR.015.2018 ، ISBN  978-3-902842-13-8
  35. 47 CFR § 73.682 (20) (iv)
  36. "التوصية ITU-R BT.470-6 - أنظمة التلفزيون التقليدية، ص 16" (PDF) .
  37. بوينتون، تشارلز (2003). الفيديو الرقمي والتلفزيون عالي الوضوح : الخوارزميات والواجهات . سان فرانسيسكو، كاليفورنيا: دار مورغان كوفمان للنشر. ص 643. ISBN   9781558607927... من المعتاد أن يتوافق اللون الأبيض المرجعي مع الضوء الذي له الخصائص الطيفية و/أو اللونية لـ CIE Illuminant D65 (باستثناء اليابان، حيث يكون اللون الأبيض المرجعي القياسي 9300 كلفن).
  38. «التوصية BT.470-6: أنظمة التلفزيون التقليدية» (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للاتصالات . 30 نوفمبر 1998. ص 16. تاريخ الاطلاع: 5 نوفمبر 2016. في اليابان، يتم ضبط لون شاشات الاستوديو على درجة حرارة لونية بيضاء (D-white) تبلغ 9300 كلفن. 
  39. "دليل قياس الألوان لنظام إنتاج التلفزيون عالي الوضوح 1125/60" (ملف PDF) . رابطة صناعات وشركات الراديو (باللغة اليابانية). 21 يوليو 1998. ص 4. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 13 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2016 . "D93: D93は9,305 K色温度であり、日本けるモニタの基準白色として使用されている.." [D93 يمثل لونًا درجة الحرارة 9,305 كلفن، وهي المرجع الأبيض المستخدم للشاشات في اليابان.]
  • جداول قياس الألوان المختارة في برنامج Excel ، كما نُشرت في CIE 15:2004
  • كونيكا مينولتا سينسينج: مصادر الضوء والإضاءة