固态照明的出现，让普通消费者成为照明鉴赏家。人们很快意识到，有更多的选择可以选择，做出正确的决定非常重要——无论是家庭情感照明，和平高效的办公室照明，照亮手术等关键任务，还是商品的最佳展示。
以前一切都很简单，包括公认的灯泡性能指标。多年来，照明行业一直使用显色指数(CRI)作为平均保真度的简单表达来呈现一组标准颜色样本。样本集最多可包含14种颜色，包括中性柔和色调、饱和红、黄、绿、蓝以及标准化肤色。
在确定相关色温(CCT)之后，在待测光源中计算具有相同CCT的参考源，然后用测试源和参考源照射颜色样本。然后，确定照明颜色在CIE YUV颜色空间中的坐标，并且计算每个样本的坐标对之间的距离(Ei ),并用于生成表示每个样本的保真度的一组结果(Ri)。这些值的算术平均值给出了测试源的CRI。
CRI作为一个相对容易计算且容易被专家和消费者理解的简单指标，一直是很多人青睐的行业标准。年份。配合白炽灯使用就足够了，这使得厂家很少手动调节普通白光(消色差)光源的特性。然而，现在，制造led产生白光的复杂过程为制造商提供了更多的选择。CRI不能描述任何特定物体的颜色差异，因此它无法理解一个源如何使一个物体与另一个源相比较。此外，无良供应商可以利用CRI的简单性为劣质产品设计高分。照明行业和最终用户需要更强大和明确的指标来描述白光LED的颜色质量。
TM-30:旨在克服CRI的局限性。
美国照明工程研究所(IES)在2015年9月推出的新TM-30测试方法，可以改变所有类型的LED照明制造商的方式——从单一的发射器到LED模块、光引擎和灯——向目标市场描述产品。
TM-30测试法旨在弥补CRI的不足，即现代LED照明更具可调性；特别是，CRI量化了具有相同CCT的完美发射机的性能偏差，但没有定性描述缺陷。如图1所示，检测到的偏差可以是负的或正的颜色偏移，或者是负的或正的饱和度变化。
图1:保真度仅描述色调或饱和度偏移的幅度。
色彩再现取决于色彩辨别和色彩偏好，以及色彩保真度。因为这些都与饱和度有关，可以用色域来量化，所以TM-30建议用保真度和色域来表达色彩质量，还提供了色彩矢量图形，它提供了色相和饱和度变化的可视化描述。
色彩空间选择
TM-30使用了比CIE Y-U-V颜色空间更新的颜色空间，是二维的，与人类感知颜色的三维方式不一致。TM-30寻找一个更符合孟塞尔颜色系统的颜色空间，孟塞尔颜色系统用亮度、色调和色度来描述颜色感知。图2说明了该原理。2
图2:孟塞尔1929颜色系统。(图片：CC BY-SA 3.0)
下面的图3显示了颜色如何适应这个帧。亮度在垂直平面内变化，色度(饱和度)随离中心的距离和色相增加，随角位移变化。
图3:孟塞尔3D色轮。
与CIE YUV空间相比，孟塞尔系统更适合在三维空间中描述物体的颜色。然而，孟塞尔坐标很难计算。TM-30团队将CAM02-UCS颜色空间确定为一个实用的解决方案，它与Munsell系统对应得很好，并且允许用相对简单的数据计算物体颜色的三维坐标。此外，CAM02-UCS颜色空间中的距离与感知的色差精确成比例，对象的颜色随CCT变化很小，从而有助于将测试过程中意外的CCT相关影响降至最低。图4示出了CAM02的三维颜色空间。
图4: cam 02三维色彩空间。
更大的颜色评估样本集
然后选择一组测试颜色。主要目标是选择真实和测量的样本，这些样本代表一系列常见的对象，如油漆、纺织品、墨水和肤色，并均匀地跨越颜色空间，以提供包括饱和色在内的代表性选择。总共选择了99个颜色样本。这是一个比CRI测试中规定的数值大得多的数值，并且它被认为足以在不使测试过于复杂的情况下实现高精度。另一个重要的标准是选择颜色，使得来自光源的所有入射波长具有相似的反射特性。这被认为是有效防止供应商微调其光源以达到人为的高分。图5显示了99个样本。
图5:为TM-30选择的99个颜色评估样品。
参考源的混合
为了帮助测试人员确定合适的参考光源，TM-30还建议改变参考光源必须位于的轨迹。CRI在5000 K以下使用CCT上的普朗克黑体轨迹参考，在5000K以上使用太阳轨迹上的模型.TM-30在CCT系列的上端和下端使用相同的模型，但是指定了4500K到5500K的混合源.这导致平滑过渡，如图6所示，这更适合于现代的颜色可调的测试源。
图6: TM-30提出了更平滑的参考源混合。
更真实的色彩质量测量？
在用参考和测试源测试99个颜色样本后，用CAM02 -UCS颜色空间计算引擎分析结果。保真度Rf的计算方法与CRI Ra大致相同，为所有个体R值的算术平均值；尽管使用了较大的TM-30颜色样本集中的99 Ri值。
颜色矢量图是通过绘制CAM02中跨越整个色度范围的16个色调区域中每个区域的平均色度坐标而生成的。此图完全作为TM-30结果集的一部分呈现，也用于计算测试源的色域Rg。绘制坐标会在色度图上产生两组16个平均点：一组用于参考光源，另一组用于测试光源。将这些点连接在一起，为每组生成两个多边形，有效地将测试源的色域与参考的色域进行比较，如图7所示。这不仅有助于在视觉上识别那些或多或少由测试源准确表示的颜色，还允许将Rg计算为两个多边形之间的面积差。
图7:色彩矢量图用图形说明了色域，有助于计算Rg。
通过电子表格计算
使用99个颜色样本来测试和计算来自较大测量数据集的多个结果可能看起来比使用导出CRI所需的少量颜色样本的相对简单的Ra计算复杂得多。然而，注册的TM-30可以访问在线电子表格，允许自动生成Rf、Rg和彩色矢量图。Rf(保真度指数)可以具有高达100的值，如为CRI计算的Ra的平均值的情况。另一方面，因为测试灯可能具有比参考光源更大的色域，所以Rg可以超过100。TM-30，允许Rg的值高达140。
Rf和Rg也可以绘制在二维颜色再现图上，以进一步帮助可视化灯的性能。图8通过比较包括白炽灯、卤素灯和led在内的各种类型光源的颜色再现来展示该图的原理。
图8:彩色再现图比较了各种来源的TM-30指数。
结论
IES在2015年9月推出了TM-30，行业现在需要决定测试是否可以快速、准确和经济地进行，以及所有相关受众是否可以清楚地了解结果。这些受众不仅包括照明专家和设备制造商，还包括照明系统集成商、供应商、专业指定人员和消费者。
一段时间以来，业界已经认识到，在LED照明时代，需要更具描述性和更强大的色彩质量指标来支持原始设备制造商和最终用户。由照明工程专家开发的TM-30可以证明是每个人都在寻找的明确的测试方法。另一方面，计算和难以理解可能会耗费时间。IES现在有一个福音使命，向行业推广和解释它的建议。
虽然TM-30标准尚未被广泛采用，但Digi-Key库存中的各种led和配件可以立即集成到设计中。
标签：颜色TMCRI