Файл: Расчёт индекса цветопередачи по дисциплине Основы светотехники и колориметрии.docx

В расчетах индекса CQS для определения предполагаемых цветовых сдвигов ΔEi вместо W*U*V* цветового пространства используется уже CIELAB.

Общий индекс цветопередачи Ra вычисляется таким образом, что цветовые различия ΔEi для первых восьми эталонных образцов просто усредняются. Это позволяет считать цветопередачу вполне удовлетворительной, даже когда один или два эталонных образца имеют большие цветовые различия. Чтобы цветовое различие для любого эталонного образца оказывало заметное влияние на величину CQS, при ее расчетах используется среднеквадратичное отклонение сдвигов цвета каждого отельного образца:

2. Расчет общего индекса цветопередачи Ra

Для того чтобы приступить к расчету общего индекса цветопередачи, загрузил файл со спектральным распределением энергетического потока СД светильника Cap Down 03 и построил график спектрального распределения энергетического потока, показанного на рисунке 3.


Рисунок 3 — График спектрального распределения энергетического потока СД светильника Cap Down 03

1. Расчёт координат цвета и цветности испытуемого источника в системе XYZ

Для расчёта координат цвета необходимы кривые сложения. Подключил файл с кривыми сложения XYZ и построил график, показанный на рисунке 4.



Рисунок 4 — График кривых сложения системы XYZ
После того, как построил график кривых сложения, нахожу координаты цвета самосветящихся объектов в системе XYZ по формулам






где k=100/Y – масштабный множитель;

- удельные координаты цвета;

– шаг.

После нахождения координат цвета для источника, записал их в таблицу 1.

Таблица 1- Координаты цвета самосветящегося объекта СД светильника Cap Down 03

---

X	Y	Z
1,2909413726495	1,3278104876600	0,8393722244727

Далее находим координаты цветности по формулам



Рассчитываю координаты цветности u,v равноконтрастного графика МКО 1960г. Для испытуемого источника света по формулам



Полностью расчет можно увидеть в документе Excel, на листе «Расчёт координат»

2. Расчёт коррелированной цветовой температуры испытуемого источника

Расчет КЦТ можно произвести несколькими способами. Сначала рассчитал КЦТ по методу Мак Ками, который вычисляется по формуле

где n=(x-0,3320)/(y-0,1858)

Т_КЦТ = 4257 К
Расчет можно увидеть в файле Excel,на странице «Расчет координат»

Так же нашел КЦТ по методу Робертсона, расчет выполнен в программе Excel , на странице «Метод Робертсона»
Т_КЦТ=4315 К

3. Расчёт спектра эталонного источника света

Если КЦТ<5000K , то эталоном является спектр чёрного тела для данной КЦТ, если больше, то эталоном будет спектр фазы дня. В нашем варианте КЦТ<5000K.

1. Расчёт спектра чёрного тела для заданной коррелированной цветовой температуры

Для расчёта спектра черного тела используется уравнение М. Планка:

где с₁=3,741771е^-16 – радиометрическая постоянная;

с₂=1,4388е^-2 – радиометрическая постоянная.
По полученным данным, построили график спектра черного тела, рисунок 5.



Рисунок 5 — Спектр черного тела при Т=4315 К

2. Расчёт координат цвета и цветности чёрного тела в системе XYZ

Расчёт координат цвета черного тела в системе XYZ производится по формулам 3-5.

Расчёт координат цветности черного тела в системе XYZ производится по формулам 6-7.

---

Более подробный расчёт можно увидеть в файле Excel, на странице «Спектр распределения ЧТ»

4. Расчёт координат цвета XYZ контрольных образцов в отражённом свете испытуемого источника света

Загрузил файл «спектральные коэффициенты отражения контрольных образцов» и построил график рисунок 6.



Рисунок 6 — Коэффициенты отражения контрольных образцов
Далее нам нужно найти координаты цвета несамосветящихся объектов по формулам





где k- масштабный множитель;

– спектральное распределение энергетической величины;

– удельные координаты цвета;

– спектральный коэффициент отражения;

– шаг.

Подробно расчет можно увидеть в документе Excel, на странице «Исп. источник».

5. Расчёт координат цвета XYZ контрольных образцов в отражённом свете эталонного источника

Расчет координат цвета XYZ контрольных образцов в отраженном свете эталонного источника, находила по формулам 12-14.

Расчет можно увидеть в файле Excel, на странице «Этал. источник».

6. Преобразование координат XYZ контрольных образцов в отражённом свете испытуемого источника в координаты равноконтрастного цветового пространства МКО1964

После нахождения координат контрольных образцов по формулам 12-14, рассчитываю координаты цветности «x, y» контрольных образцов в отражённом свете испытуемого источника по формулам 6-7. Произвели такое же действие и для координат цветности «x, y» контрольных образцов в отражённом свете эталонного источника.

Далее нам необходимо преобразовать координаты цветности «x, y» контрольных пластинок в координаты u, v равноконтрастного графика МКО 1960 г. Рассчитали координаты цветности u, v равноконтрастного графика МКО 1960 г. для контрольных образцов в отражённом свете испытуемой лампы по формулам 8-9.

---

С учётом адаптации Фон Криса рассчитали координаты цветности u, v равноконтрастного графика МКО 1960г. Для контрольных образцов в отражённом свете эталонного источника по формулам 8-9.

Преобразовали координаты цветности в координаты равноконтрастного цветового пространства 1964 г. по формулам





Расчет произведен в файле Excel, на странице «Исп.источник»

7. Преобразование координат XYZ контрольных образцов в свете эталонного источника света в координаты равноконтрастного цветового пространства МКО 1964 г.

Рассчитал координаты цветности u, v равноконтрастного графика МКО 1960г. для эталонного источника по формулам 12-14.

Далее преобразовал координаты цветности в координаты равноконтрастного цветового пространства 1964 г. по формулам 15-17.

Расчет в файле Excel, на странице «Этал. источник».

8. Расчёт цветового различия ∆E для контрольных образцов в свете испытуемого и эталонного источников

После выполнения всех вышеперечисленных действий, нужно найти цветовое различие, которое находится по формуле

В таблице 2 указаны получившиеся цветовые различия для 8 образцов




Таблица 2- Цветовые различия для 8 контрольных образцов

TCS01	4,215
TCS02	2,816
TCS03	1,791
TCS04	4,031
TCS05	4,077
TCS06	2,820
TCS07	2,525
TCS08	7,380

2.9 Расчёт специальных и общего индексов цветопередачи

Частные индексы цветопередачи нашел по формуле

---

В таблице 3 показаны частные индексы цветопередачи

Таблица 3- Частные индексы цветопередачи контрольных образцов

	Ri
TCS01	80,6126
TCS02	87,04669
TCS03	91,76156
TCS04	81,45855
TCS05	81,24648
TCS06	87,02898
TCS07	88,38698
TCS08	66,05189
	663,5937

Находим общий индекс цветопередачи по формуле

Для приведенного источника света СД светильник Cap Down 03 общий индекс цветопередачи R_a получился 82,94922.

Все вышеперечисленные расчеты можно увидеть в файле Excel, на странице «Исп. источник»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе были изучены метрики цветопередачи. Все описанные метрики имеют способность дополнять друг друга, что даёт более точное описание качества света.

Индекс цветопередачи позволяет различать цвета объектов с незначительными различиями в их цветовых тонах.

Чем больше индекс цветопередачи лампы, тем более естественным будет казаться цвет освещаемого объекта. Данный индекс не способен полностью охарактеризовать такие параметры, которые связаны с понятием цветопередача, как естественность, различимость и насыщенность цветов.

В результате курсовой работы, научился определять общий индекс цветопередачи. Общий индекс цветопередачи Ra СД светильника Cap Down 03 составляет 82,94922.

.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике / Ю. Б. Айзенберг, М.М. Гуторов. — М: Энергоатомиздат,1995.
   
2. 
   ГОСТ Р 54350–2015. Приборы осветительные. Светотехнические требованияи методы испытаний [Текст]. — введен 2016­01­01. — М.: Стандартинформ, 2015. — 41 с.
   
3. 
   ГОСТ Р 55703–2013. Источники света электрические. Методы измерений спек­тральных и цветовых характеристик [Текст]. — введен впервые. — М.: Стандартинформ, 2015. — 57 с.
   
4. 
   Мальков М. Метрики цветопередачи – в поисках лучшего / М. Мальков // Светотехника. — 2013. — № 2. — С. 58 – 64.
   
5. 
   Мальков М. Метрики цветопередачи – в поисках лучшего / М. Мальков // Светотехника. — 2013. — № 3. — С. 70 – 75.
   
6. 
   Мальков М. Метрики цветопередачи – в поисках лучшего / М. Мальков // Светотехника. — 2013. — № 4. — С. 59 – 62.
   

---