Cambios de la temperatura de color correlacionada e inconstancia del color para iluminantes led

Manuel Melgosa / Departamento de Óptica. Universidad de Granada. España.

Daniel Vázquez / Departamento de Óptica. Facultad de Óptica y Optometría. Universidad Complutense de Madrid. España.

Guihua Cui / College of Electrical and Electronic Engineering. University of Wenzhou. China.

Changjun Li / School of Computer and Software Engineering. University of Science and Technology Liaoning. China

0-Indice

1. Conceptos de temperatura de color correlacionada (CCT) e inconstancia de color.
2. Aplicación de dichos conceptos a los iluminantes LED propuestos por la CIE (CIE 015:2018), usando 2 conjuntos de objetos concretos: Las 85 muestras del Farnsworth-Munsell 100-Hue Test (D. Farnsworth, Journal of the Optical Society of America 33, 568‐578, 1943) y las 24 muestras de la GretagMacbetc (actualmente X-Rite) ColorChecker (C. S. McCamy et al. Journal of Applied Photographical Engineering 2, 95-99, 1976).
3. Análisis de la correlación entre los cambios de CCT e índice CIELAB de inconstancia del color para los iluminantes y conjuntos de muestras indicados en el punto anterior.

1-Antecedentes y objeto de la ponencia

La CCT es un parámetro de las fuentes de luz blancas muy usado en iluminación, que se suele asociar con el color de las mismas (rojizo si es baja, blanquecino si es alta). El cambio de color de un objeto cuando es iluminado por 2 fuentes de luz distintas se denomina ‘inconstancia del color’, siendo éste un concepto poco conocido y usado por los técnicos de iluminación. La inconstancia de color puede calcularse mediante una fórmula de diferencia de color (e.g. CIELAB), considerando el cambio de adaptación cromática que implica un cálculo previo de los llamados ‘colores correspondientes’. El objetivo de este trabajo es analizar hasta qué punto está relacionado el cambio de la CCT con la inconstancia de color para los iluminantes LED propuestos por la CIE, considerando 2 conjuntos de objetos: 85 muestras del Farnsworth-Munsell 100-Hue Test (FM-100) y 24 muestras de la GretagMacbeth ColorChecker (CC).

2-Desarrollo y contenido de la ponencia

Los 9 iluminantes LED de la CIE tienen CCTs entre 2724 K y 6598 K, pudiendo establecerse 36 pares de LEDs con diferencias de CCT que oscilan entre 9 K y 3874 K. Las 85 muestras del FM-100 constituyen lo que se denomina un ‘círculo de tonos’, que en nuestro caso se ha complementado con las muestras de la CC, que incluyen objetos usuales en la naturaleza (muestras 1-6) y también una escala de grises (muestras 19-24). Medimos la inconstancia de color en unidades CIELAB, con un cálculo previo de ‘colores correspondientes’ mediante un método basado en el modelo CAM16 (Li et al., Color Research and Application 43, 633-642, 2018). Para las muestras no acromáticas (1-17) de la CC, la inconstancia de color promedio de cada uno de los 9 LEDs de la CIE con respecto a los 8 restantes oscila entre 5.9 (LED B2) y 13.7 (LED RGB1) unidades CIELAB, lo que supone cambios de color elevados que serían claramente perceptibles por el ojo humano. La correlación entre el cambio de la CCT de los LEDs y la inconstancia de color promedio es muy baja: Concretamente, para los 36 pares de LEDs estudiados, el valor obtenido para el coeficiente de correlación lineal de Pearson (r) es 0.234 para las 85 muestras del FM-100 y 0.264 para las muestras no acromáticas (1-17) de la CC. Sin embargo, para las 6 muestras acromáticas (19-24) de la CC esta correlación promedio es mucho mayor (valores de r entre 0.892 y 0.971), como consecuencia de que la interacción luz-objeto es menor cuando las muestras son acromáticas.

3-Conclusiones

En general los cambios de CCT de los LEDs propuestos por la CIE guardan una baja correlación con los cambios de color promedio de los objetos iluminados por ellos (inconstancia de color), salvo en el caso de que dichos objetos sean acromáticos (e.g. muestras acromáticas 19-24 de la CC). Por tanto, en términos generales, para predecir el cambio de color de un objeto cualquiera cuando está iluminado por 2 fuentes de luz LED diferentes es mejor usar el índice de inconstancia de color CIELAB que usar el cambio de la CCT de esos LEDs.