TM-30 la nueva medida de la cromaticidad - el mejor Índice de Reproducción Cromática (IRC)

El nuevo estándar del índice de reproducción cromática

Junto con científicos de SORAA Inc. y la Illumination Engineering Society (IES), se ha desarrollado un nuevo y mejorado método para medir la calidad de la reproducción cromática de las fuentes de luz.

TM-30 es un método de alta precisión y científicamente fundamentado que supera al método anterior para determinar el llamado CRI.

Física
TM-30 considera los conocimientos científicos más avanzados de la física óptica, de la luz y de la descripción de los colores de la luz.
El resultado es mucho más significativo que el mero valor CRI.

Precisión
TM-30 proporciona información mucho más precisa, como un índice de viveza (Rf) de la reproducción cromática.
Este valor sustituye al anterior índice CRI. El nuevo índice permite así una predicción clara de lo fiel que aparecerán los colores a la realidad.

Mayor comprensión
TM-30 también ofrece una mayor comprensión del llamado índice de gama (Rg).
Este índice permite la representación gráfica de la saturación del color y la precisión alcanzada en la representación de cada color individual.

En una entrada anterior del blog, describí el CRI y sus colores de prueba.

Aquí queremos profundizar en esto y examinar más de cerca los factores de cómo los llamados desplazamientos pueden afectar los colores de un objeto.

En general, puede producirse una mezcla de desplazamiento de tono y desplazamiento de saturación (más o menos saturación). Como hemos visto, el CRI solo se interesa por la magnitud absoluta de este desplazamiento y, por lo tanto, no proporciona información sobre el tipo de desplazamiento, aunque esta información es relevante para nuestra percepción. Hoy quiero explicar cómo el TM-30 proporciona esta información adicional.

Primero, veamos cómo podemos visualizar los desplazamientos de color en un espacio de color. Un espacio de color es simplemente un espacio donde se categorizan todos los colores que podemos ver.

Aunque hay algo de matemáticas detrás, la interpretación es bastante intuitiva. La figura siguiente muestra un boceto de un espacio de color; diferentes colores se caracterizan por su tono y su saturación. La tercera dimensión no se muestra por simplicidad: corresponde al brillo, es decir, si un color es oscuro o claro. El color natural de un objeto iluminado por una fuente de luz corresponde a un punto en este diagrama; una fuente de luz (por ejemplo, un LED) puede causar un desplazamiento de color, haciendo que el objeto aparezca en un punto diferente. La figura 1 muestra el ejemplo de una fuente de luz LED que satura más los objetos rojos (desplazamiento de saturación positivo) y hace que los objetos naranjas parezcan amarillentos (desplazamiento de tono), todo esto en comparación con los colores naturales. Como vemos, al trazar flechas en el espacio de color, podemos ver cómo la fuente LED distorsiona los colores.

Figura 1. Izquierda: Boceto de un espacio de color. La saturación aumenta desde el centro hacia el borde del diagrama. En este ejemplo, las coordenadas de color de dos objetos (un tomate y una naranja) se registran bajo luz natural y bajo luz LED. La luz LED aumenta la saturación del tomate (haciéndolo parecer más maduro) y desplaza el tono de la naranja hacia el amarillo (haciéndola parecer más un limón). La apariencia correspondiente se muestra a la derecha.

Así es exactamente como funciona el método TM-30:

Examina noventa y nueve objetos reales con una variedad de colores, cuidadosamente seleccionados por sus propiedades de reflexión, ¡pero eso es otra historia! Por ahora, solo se muestra la paleta de colores del método TM30... en comparación, los 14 colores de prueba del CRI son manejables 😉

Para cada objeto, se calcula el desplazamiento de color causado por la fuente de luz en cuestión. Luego, los objetos se agrupan en rangos de tono y se calcula un desplazamiento promedio para cada rango. De esta manera, obtenemos el diagrama de la Figura 2, que se conoce como gráfico vectorial de color y forma parte de los resultados del TM-30. Este diagrama muestra cómo se distorsionan en promedio los diferentes colores. La interpretación visual es intuitiva: las flechas hacia afuera significan colores más saturados, las flechas hacia adentro significan colores más apagados, las flechas laterales significan un desplazamiento de tono, ¡y ninguna flecha significa que el color no está distorsionado!


Figura 2. Gráficos vectoriales de color de TM-30. Las flechas muestran cómo los colores se distorsionan de sus colores naturales (que se encuentran en el círculo blanco) por diferentes fuentes de luz. Los LED de baja calidad desaturan varios colores, especialmente los rojos y otros tonos cálidos, y los hacen parecer apagados: se caracterizan por un bajo Rf y un bajo Rg. SORAA Vivid reproduce colores naturales y apenas causa distorsiones: se caracteriza por un alto valor de Rf. SORAA Enhance aumenta selectivamente la saturación de los tonos cálidos: se caracteriza por un valor de Rf medio y un alto valor de Rg.

La siguiente pregunta es, por supuesto: ¿qué hacemos con esta información? Aquí se complica un poco, porque la respuesta depende de lo que esperemos de la fuente de luz.

Sin embargo, algunas cosas son generalmente válidas.

• No nos gustan los colores desaturados, especialmente los colores cálidos (rojo, rosa, naranja)
• No nos gustan los cambios de tono porque hacen que los colores parezcan inusuales
• En algunos casos, queremos que los colores se vean naturales, en cuyo caso no queremos ningún cambio de color.
• En otros casos, nos gustan los colores excesivamente saturados (aquí también, esto se aplica principalmente a los colores cálidos)

Una regla general sencilla es que las personas desean fuentes de luz que no distorsionen los colores, o fuentes de luz que "realcen" algunos colores, y todo esto se puede analizar y determinar utilizando el gráfico vectorial de color.

Esto nos lleva al siguiente paso en TM-30, que consiste en reducir este gráfico a solo dos números para simplificarlo. El primer número es el índice de fidelidad cromática Rf. Fidelidad cromática significa "sin distorsión de color". Rf simplemente mide la longitud promedio de las flechas en el gráfico vectorial de color. Si todas las flechas tienen una longitud de cero, los colores son "naturales" y Rf alcanza un valor máximo de 100. Si hay desplazamientos de color, las flechas se alargan y Rf disminuye (hasta un valor mínimo de cero). Esto es similar al CRI Ra, pero la ciencia más precisa y moderna en TM-30 hace que la predicción de Rf sea más precisa.

El segundo número es el índice de gama Rg. Indica si una fuente de luz, en promedio, sobresatura o subesatura los colores. Rg se calcula como el área de la forma que une las puntas de las flechas. Un valor de 100 significa que el área de la forma es la misma que bajo luz natural; en otras palabras, no hay un cambio promedio en la saturación. Un valor superior a 100 significa que la saturación tiende a aumentar, y viceversa para Rg por debajo de 100.

Es importante entender que Rf y Rg están estrechamente relacionados. Si Rf es igual a 100, no hay desplazamiento de color; en este caso, Rg también debe ser igual a 100. Si, por otro lado, Rf disminuye, se producen desplazamientos de color y Rg puede tomar un valor superior o inferior a 100. A grandes rasgos, podemos intercambiar un punto Rf por un punto Rg. Entonces, si queremos una fuente que "mejore el color" con Rg=120, Rf debe estar en o por debajo de 80. En otras palabras, no hay nada gratis: ¡una mayor saturación debe ir a expensas de la fidelidad del color!

Por lo tanto, las fuentes de luz se pueden organizar en un diagrama con valores de Rf-Rg, como se muestra en la Fig. 3.

Figura 3. Ilustración del compromiso entre Rf y Rg. Las fuentes solo pueden ubicarse en la región no gris. Tres zonas son de particular interés: en verde, la zona de alta fidelidad, donde se encuentra SORAA Vivid; en rojo, la zona de alta gama (gama de colores) de SORAA Enhance; en azul, los valles de los productos con mala calidad de color.

En esta figura, muestro varias regiones. Las tres regiones de interés son:

• La zona de baja fidelidad/baja gama, que a nadie le gusta realmente, pero donde se encuentran muchos productos porque es fácil hacer que tales fuentes de luz sean más eficientes en términos de lúmenes por vatio.
• La zona de alta fidelidad Rf, que corresponde a productos de alto CRI como SORAA Vivid y tiene un claro atractivo, pero conlleva ligeros compromisos en la eficiencia (lúmenes/vatio).
• La zona de alta gama Rg, que "realza" los colores, lo que puede ser deseable en algunos casos de aplicación.

Una advertencia sobre esto último:

Rg le dice que algunos colores se realzan, ¡pero no cuáles! Al final, los usuarios de fuentes que aumentan la saturación deben consultar los detalles del gráfico de distorsión de color para saber realmente lo que obtienen o qué colores y rangos de color se ven afectados.

Todo esto debería ayudarle a comprender uno de los problemas con el valor CRI simple. A veces asumimos que un CRI bajo (o un Rf bajo) es malo per se. No siempre es el caso: a veces, una fuente con un Rf moderado y un Rg alto también puede ser agradable.

Pero, en principio, la mayoría de las fuentes de bajo CRI en el mercado hoy en día también tienen un valor de Rg bajo, porque priorizan los lúmenes sobre el color o la fidelidad del color. O, dicho de otra manera, la integridad del espectro de color y un alto valor CRI para todos estos colores individuales cuesta eficiencia. Por lo tanto, el rendimiento de lúmenes/vatio es métricamente menor que el de un CRI bajo o un LED que solo muestra unos pocos colores con alta calidad de reproducción.

Ha sido mucha información sobre cómo entender el TM-30, pero espero haber aclarado un poco el panorama.

Para más información, el documento oficial TM-30 se puede descargar aquí. El artículo científico que describe el desarrollo del TM-30 está disponible gratuitamente aquí; de lo contrario, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

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