TM-30 und farbverbessernde Produkte | SORAA Color Enhance
Nachdem ich in einem weiteren Blog eine Einführung in das Konzept der Farbsättigung gegeben habe, möchte ich nun einen Blick auf seine Umsetzung in Produkten werfen. Der Einfachheit halber spreche ich in diesem Beitrag von der "Verbesserung" von Farben - gemeint ist dabei die Erhöhung der Sättigung von Farben. Die Effekte, der mit einer erhöhten Farbsättigung erreicht werden können, sind in manchen Beleuchtungssituationen sehr wünschenswert.
Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl von farbverstärkenden LED-Quellen, aber soweit ich die Produkte der Mitbewerber fair beurteilen kann, muss ich sagen, dass ich von dem, was ich bisher gesehen habe, nicht beeindruckt bin. Kurz gesagt, diese Produkte haben oft eine unangenehme Art, Farben zu sättigen und dabei einen rosafarbenen Lichtton zu erzeugen. Wir kennen diese Lichter z.B. von Fleisch- und Wursttheken verschiedener Supermarktketten. Ich vermute, dass dies zu einem großen Teil mit den veralteten farbwissenschaftlichen Werkzeugen zu tun hat, die für die Entwicklung dieser Produkte verwendet werden.
Das Ziel bei der Entwicklung solcher Lichtquellen sollte es sein, die Farben "genau richtig" zu verstärken, so dass sie angenehm, aber nicht unnatürlich aussehen. Bis heute sind die am weitesten verbreiteten Hilfsmittel für diese Aufgabe der CRI für Farbtreue und der Gamut Area Index oder GAI für die Farbsättigung. Die Hersteller streben einen recht hohen GAI-Wert an, während sie den CRI nicht zu niedrig ansetzen. Leider haben diese beiden Instrumente einige Schwachstellen. Ich habe die Mängel des CRI bereits in einem früheren Beitrag erörtert; im heutigen Kontext sind jedoch die Eigenschaften des GAI am wichtigsten.
Die erste Schwierigkeit besteht darin, dass der GAI nur eine einzige Zahl ist, die uns über die durchschnittliche Farbsättigung informiert, aber nicht darüber, welche Farben gesättigt sind. Wie wir gleich sehen werden, ist dies einfach keine hinreichende Information. Das zweite Problem ist die Verwendung einer veralteten Farbwissenschaft - insbesondere eines sehr uneinheitlichen Farbraums, der die Sättigung einiger Farben - vor allem im blauen Bereich - übermäßig hoch bewertet. Und schließlich wurden CRI und GAI unabhängig voneinander entwickelt und verwenden nicht die gleichen Berechnungsgrundlagen, so dass der grundlegende Kompromiss zwischen Farbtreue und Farbumfang bzw. Sättigung nicht exakt bewertet werden kann.
Die praktische Konsequenz dieser Faktoren ist nun folgende: Um den GAI zu erhöhen und gleichzeitig den CRI beizubehalten, ist es am einfachsten, einem Spektrum viele blaue Wellenlängen hinzuzufügen; dies erzeugt Licht mit einem rosa Farbwert, der die Sättigung von Gelb- und Blautönen verstärkt und den GAI-Wert maßlos in die Höhe treibt. Obwohl die resultierende Lichtquelle laut CRI und GAI eine hohe Bewertung erhält, ist sie in der Praxis nicht unbedingt angenehm. Die Frage der Chromatizität ist ein komplexes Thema, das eine separate Diskussion verdient. In manchen Fällen ist eine unter dem Planck'schen Wirkungsquantum liegende Tönung in der Tat angenehm; eine Metrik, die Sie ohne triftige Gründe in diese Richtung drängt, ist jedoch problematisch. Außerdem sind gelbe und blaue Farbverbesserungen bzw. Verstärkung der Sättigung in der Regel nicht sehr beliebt.
Lange Zeit war der GAI das einzige Tool zur Bewertung des Farbumfangs, und seine Existenz war trotz dieser technischen Unzulänglichkeiten dennoch ein Glücksfall. Aber heute stehen uns bessere Werkzeuge zur Verfügung, insbesondere die von TM-30 angebotenen, die diese Mängel beheben. Rf und Rg (die den CRI bzw. den GAI ersetzen) verwenden eine einheitliche Berechnungsmethode, so dass der Kompromiss zwischen Farbtreue und Farbumfang genau vorhersagbar ist. Sie verwenden zudem einen sehr einheitlichen Farbraum, so dass es keine Verzerrungen für bestimmte Farben gibt. Zusätzlich zu Rf und Rg gibt uns das Farbfeld des TM-30 wertvolle Informationen zu spezifischen Farbverbesserungen bzw. Verstärkungen und Abschwächungen.
Ein erster Vorteil von TM-30 besteht darin, dass es weniger Anreize gibt, die Farbigkeit der Quelle in Richtung eines rosafarbenen Tons zu ziehen: Vielmehr können wir die Farbigkeit und die Farbverstärkung unabhängig voneinander manipulieren. Insbesondere ist es möglich, ein Spektrum mit einer starken Sättigungsanreicherung zu entwerfen und dabei on-Planck zu bleiben.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das Farbfeld uns die Möglichkeit gibt, eine entscheidende Frage zu klären: Welche Farben sollten wir in welchem Umfang verstärken? Betrachten wir zum Beispiel die beiden Quellen in Abbildung 1. Beide haben eine ähnliche Farbtreue Rf = 80 und einen Farbumfang Rg = 110. Sie haben jedoch ganz offensichtlich sehr unterschiedliche Auswirkungen auf die Farben: die eine verstärkt die Gelbtöne, die andere die Rot- und Grüntöne.
Abbildung 1. Zwei Quellen mit denselben Rf- und Rg-Werten, aber sehr unterschiedlichen Farbverfälschungen. Beachten Sie, dass trotz der identischen Rg-Werte die zweite Quelle einen viel niedrigeren GAI hat.
Man kann sich nun fragen, ob beide Quellen bei Nutzern, subjektiv gleich gut bewertet würden. Wie bei allem, was mit individuellen Vorlieben zu tun hat, gibt es auch hier keine systematische Antwort. Die Forschung hat jedoch gezeigt, dass wir in der Praxis am empfindlichsten auf Sättigungsverbesserungen von warmen Tönen (wie Rot, Orange, Rosa und Hauttöne) reagieren - das bedeutet, dass die zweite Quelle in Abb. 1 mit größerer Wahrscheinlichkeit die Vorliebe der Nutzer trifft. Beachten Sie jedoch, dass der GAI für die erste Quelle viel höher ist (weil ihr Spektrum zufällig einen großen blauen Peak aufweist): Wenn wir uns nur vom GAI leiten lassen, könnten wir daher fälschlicherweise zu dem Schluss kommen, dass die erste Quelle bei der Farbverbesserung wahrscheinlich "besser" sei.
Unsere menschliche Vorliebe für die Sättigung von Rottönen und warmen Farben ist schon seit einiger Zeit bekannt, allerdings nicht in sehr ausgefeilter Form. Kürzlich hat SORAA dies jedoch in einer Forschungskooperation mit der Penn State University genauer untersucht. Mit Hilfe des TM-30 entwarfen die Forschenden eine Reihe von farbverstärkenden Quellen, bei denen die Richtung der Farbverstärkung fein variiert wurde, und befragten die Beobachter in einem Restaurant nach ihren Vorlieben (Abb. 2). Die Ergebnisse zeigten ganz klar, dass einige Objekte (wiederum meist warme Töne) am wichtigsten waren, und noch wichtiger, dass Farbverstärkungen mit einer bestimmten Richtung und Stärke am beliebtesten waren. An dieser Stelle sind die feingranulären Informationen des TM-30 wichtig. Anhand des Farbfeldes können wir Farbverzerrungen sehr detailliert nachvollziehen und zwischen verschiedenen "Geschmacksrichtungen" der Farbverbesserung unterscheiden. Zur Veranschaulichung zeigt Abb. 2 drei verbesserte Spektren: alle verbessern warme Farben, aber auf unterschiedliche Weise, und die Beobachter bevorzugten eines der drei.
Abbildung 2. Drei Quellen, die in der PSU/SORAA-Studie untersucht wurden. Alle haben ähnliche Rg-Werte, verstärken aber warme Farben auf unterschiedliche Weise. In einer Restaurantumgebung ist die Quelle in der Mitte die bevorzugte.
Der neue Enhance Snap-Filter von SORAA, der die SORAA High-Fidelity LEDs der Vivid Serie in High-Gamut-Lampen verwandelt, ist überwiegend ein Ergebnis dieser Studie. Er wurde entwickelt, um warme Farben auf die spezifische Art und Weise zu verbessern, die sich als optimal erwiesen. Gleichzeitig bleibt die Chromatizität des Lichts auf Plancksche Weise erhalten. Dies ist in einer Installation von unschätzbarem Vorteil, in der farbverbessernde Lichtquellen mit High-Fidelity-Quellen gemischt eingesetzt werden: Alle Lichtquellen behalten dieselbe Chromatizität, aber einige Lampen können die Farben entsprechend der Absicht des Lichtdesigners lokal verstärken. Also mein Beispiel der Fleischtheken in Supermärkten aufgreifend: Keine rosa-roten Lichtinseln mehr, sondern gleichbleibende Farbgebung bei gleichem Weißpunkt und trotzdem die gewünschte Farbverstärkung der Rottöne für die Auslage der Theke. Schließlich behält der SORAA Enhance Filter darüberhinaus auch die perfekt abgestufte Wiedergabe von Weißtönen bei, wie sie von den SORAA Vivid LED bekannt ist und geschätzt wird. Meiner Meinung nach sticht SORAA Enhance in der Landschaft der farbverbessernden Produkte wirklich heraus.
Ich hoffe, dass diese Erläuterungen Ihnen eine gute Vorstellung davon vermittelt haben, warum vertrauenswürdige Farbmetriken für Forscher und Hersteller so wichtig sind: Wir brauchen unvoreingenommene Werkzeuge, die es uns ermöglichen, die Eigenschaften von Licht auf objektive Weise zu qualifizieren, um uns bei der Weiterentwicklung der Forschung selbst und der daraus hervorgehenden, neuen Produkte zu unterstützen. TM-30 ist hierbei ein Meilenstein.
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