Lightingdesigner.dk / TM-30 - den nye standard efter CRI?
CRI, Ra, CQS og TM-30 er alle udtryk for lyskilders egenskaber inden for farvegengivelse.

Lyskilders egenskaber inden for farvegengivelse har betydning for, hvordan vi, som mennesker, opfatter farver på objekter vi observerer.

Tøjbutikker har fokus på farvegengivelse, idet kunders opfattelse af farven på tøj de køber, meget gerne skal være lig den opfattelse de får, når de ser tøjet f.eks. udenfor i solskin eller senere derhjemme.

Slagterbutikker har en interesse i at fremhæve en bestemt farve, og det er den røde.

Lyskilder til slagterbutikker fremhæver den røde farve, så kødet fremstår mere friskt, og derved ser mere lækkert ud, og øger kundernes lyst til at købe det.

Bageren bruger også bestemte lyskilder, der får brødet til at fremstå sprødt. Bagerens valg af lys er varmt og gult.

Desuden har der tidligere været benyttet specielt lys til offentlige toiletter, hvor man ikke ønskede narkomaner skulle have mulighed for at fixe. Lysets farvegengivelse gjorde det simpelthen umuligt for narkomanen at se blodårerne og umuliggjorde derved operationen.

Som en ny ting er man også begyndt at se på farvet lys på hospitalers operationsstuer, hvor det er muligt at designe lyset til at fremhæve organer og blodårer.

CRI

CRI er en forkortelse for Color Rendering Index, og CRI angiver, hvor godt en lyskilde gengiver en række testfarver set i forhold til gengivelsen, når testfarverne belyses med en reference lyskilde.

Reference lyskilden er en glødepære, når det gælder test af lyskilder med farvetemperatur mindre end 5000K og dagslys, når farvetemperaturen er større end 5000K.

CRI er udarbejdet af CIE (International Commission On Illumination) og CIE benytter 14 standard testfarver.
 
De første 8 testfarver er pastelfarver, og testfarverne 9-14 repræsenterer farver med speciel betydning. Den specielle betydning kan være kunst, hudfarver eller vegetation.

Gengiver en lyskilde testfarven fuldstændigt, som under belysning af reference lyskilden, tildeles lyskilden værdien 100 for test af denne farve. Afvigelser, i forhold til reference lyskilden, betyder tildeling af en værdi mindre end 100. Gengives farven overhovedet ikke tildeles værdien 0.

Den værdi man møder i datablade fra lyskildeproducenter er ofte CRI (Ra), og værdien repræsenterer gennemsnitsværdien for test af de første 8 testfarver.

CRI har dog begrænsninger, hvilket CIE også har erkendt.

Begrænsninger som LED lyskildernes fremmarch på markedet har gjort tydeligere.

Først og fremmest er en begrænsning, at to lyskilder, med ens CRI værdi, ikke nødvendigvis gengiver farverne på samme objekt ens.

Billedet herunder viser objekt belyst med to forskellige lyskilder med enslydende CRI værdi.

Det efterfølgende billede viser to forskellige lyskilder med ens CRI værdi.

Til venstre en LED lyskilde og til højre en fluorescerende lyskilde.
 
Billedkilde: TM-30-15: A new method fpr meauring color rendition / Bridgelux
 
Billedkilde: www.energy.gov
 
En anden begrænsning er, at forskellige lyskilde typer testes med forskellige reference lyskilder. Det betyder, at sammenligningen af farvegengivelse for forskellige lyskilde typer kan være problematisk.

En tredje begrænsning er, at den kromatiske tilpasning udføres ved hjælp af Von Kries transformation, og denne transformation er blevet fundet utilstrækkelig til formålet.

For det fjerde er antallet af testfarver begrænset.

Den femte begrænsning medtaget her er, at det er tvivlsomt om reference lyskilderne reelt set gengiver referencefarverne korrekt.

Et eksempel på problematikken omkring CRI er f.eks. producenters påstande om LED lyskilder med Ra svarende til farvegengivelsen på den traditionelle glødepære.

Glødepæren anses for at have en CRI på 99-100 og for at gengive alle spektrets farver næsten 100%.
 
Det er ikke Lightingdesigner.dk´s opgave at vurdere om udsagnet er korrekt.

Men glødepærens naturlige store indhold af rødt er ikke en egenskab LED har, så hvis en lyskilde med Ra 99 skal ligne en glødepære, så må den være testet for farven rød (R9), som ikke normalvis tages med i Ra værdien.

Læg mærke til spektral kurverne herover for glødelampen (incandescent) og LED Cool White og LED Warm White.

Det skal selvfølgelig pointeres, at der er producenter, der benytter flere af de 15 testfarver ved angivelse af CRI værdi.

Nogle medtager blot den røde 9. farve og kalder det Ra9. For applikationer, hvor det er vigtigt at den røde farve gengives.

Andre har testet farverne 13 og 14. Farverne 13 og 14 er specielt velegnet, når hud skal gengives farvemæssigt korrekt.

Nedenstående eksempel viser en leverandør, Molto Luce, som ønsker at tilbyde kunderne en bedre CRI kvalitet.

Her kalder firmaet CRI for hhv. Standard CRI (test med 8 pastelfarver) og Premium CRI (test med alle 14 farver).
 
Billedkilde: Molto Luce 2017 katalog
 
TM-30-15
 
En ny testmetode fra 2015 er TM-30.

TM-30 er udviklet af IES (Illuminating Engineering Society) og én væsentlig forskel mellem IES testmetoden og metoden fra CIE er antallet af testfarver.

TM-30 foretager test med 99 specielt udvalgte farver.
 
Billedkilde: www.energy.gov
 
En lyskilde testet efter TM-30 vil på dataarket oplyse følgende (bemærk der kan forekomme flere oplysninger end opgivet i denne artikel)

Rf = fidelity index

Index sammenlignligt med CRI, blot er TM-30 gennemsnittet af 99 farver

Rg = gamut index

Index som angiver farve mætning.
 
En neutral score (= ref. lyskilde) er 100 og en værdi større end 100 betyder tiltagende mætning og en score under 100 betyder aftagende mætning.

Farve vektor = en grafisk repræsentation af farvegengivelsen i forhold til referencen
 
Billedkilde: www.energy.gov
 
Den sorte ring på farve vektoren er referencen.

Pilene på vektorerne indikerer afvigelser i forhold til referencen.
 
Billedkilde: Development of the IES method for evaluating the color rendition of light sources.
 
Figuren viser at en lyskilde kan inducere forskellige farveskift vist i et todimensionelt plan.

1 / en aftagende mætning af farven (desaturating)

3 / en tiltagende mætning af farven (saturating)

2 / en farveændring (hue shift)

På nedenstående billede ses hvordan et objekt ændres, når det udsættes for ovenstående ændringer.
 
Billedkilde: Lightingdesigner.dk
 
TM-30 arbejder altså med

Rf (fidelity)
Rg (gamut)
Et vektor diagram, som uddyber ændringer i forhold til referencen.

På nedenstående billede ses hvordan Rf og Rg forholder sig til hinanden.

Det grå område viser kombinationer, som ikke er mulige for det hvide lys.

Rg (mætning) kan variere fra 60 til 140 (100 er neutral), når Rf (farvegengivelse) er 60 og Rg variationen snævres ind jo mere Rf går mod 100.

Ved Rf 100 vil Rg også være 100.
 
Billedkilde: Lightingdesigner.dk
 
Ud fra farve vektoren er det derfor muligt for køberen af lyskilder at vurdere, hvilken lyskilde der fremhæver de ønskede farver bedst, eller nedtoner uønskede farver.

Som tidligere beskrevet er der situationer, hvor det er ønskeligt at fremhæve visse farver, som f.eks. ved slagteren og bageren.

De efterfølgende billeder viser jordbær udsat for farve minipulering i billedbehandlingsprogram.

De tre første billeder viser ændringer i Rg værdien (gamut = mætning) og de efterfølgende tre billeder viser ændringer med hue-shift (farveskift).
 
Rg under 100 - Desaturated
 
Original
 
Rg over 100 - Saturated
 
 
Hue shift
 
Original
 
Hue shift
 
På linket her kan ses et dataark for en LED lyskilde.

CIE Ra værdien er angivet til 95, det ses ligeledes, at gengivelsen for den røde farve R9 er særdeles god.

I henholdt til IES TM-30 angives Rf = 91 og Rg = 107, og på farve vektoren, som ses herunder, er det helt klart den grønne farve som vil fremstå mere mættet belyst med denne lyskilde end belyst med reference lyskilden.
 
 
Ønsker du nu at vide mere om TM-30 er www.energy.gov et godt sted at gå hen og læse om TM-30.

Muligvis CIE adopterer TM-30 og lader den erstatte CRI, men det må tiden vise.

Under alle omstændigheder må CRI anses for værende ikke tilstrækkelig.
Gem
Gem
Gem
Gem
Gem
Gem
Gem
Gem
Lightingdesigner.dk | Tranevænget 8, Hobro - Danmark | Tlf.: +4520165291 | mail@lightingdesigner.dk