Pracujete v oboru elektro-instalací? Registrací na IČ získáte v našem systému slevu 20% a další výhody individuálních slev.

Metriky barevných rozdílů LED: SDCM a MacAdamovy elipsy

SDCM je akronymem a zkratkou slov Standard Deviation Colour Matching - standardní odchylka při srovnávání barevnosti. SDCM má v analýze barevnosti stejný význam jako MacAdamovy elipsy. MacAdamova elipsa prvního stupně vymezuje zónu v barevném prostoru CIE 1931 2 deg (xy), při němž není již lidské oko schopné rozpoznat barevnostní rozdíly. Většina LED se nachází v rozmezí 4. až 7. stupně, tj. ještě lze vidět rozdíl v barevnosti mezi LED diodami, které mají zdánlivě stejnou barvu.

Věda, jenž napomohla rozlišit barevnostní rozdíly byla založena doktorem Davidem McAdamem v roce 1942 [MacAdam, D.L., Visual Sensitivities to Color Differences in Daylight, J.Opt.Soc.Am. 32, 247, 1942].

MacAdamovy experimenty se opíraly o vizuální porovnání tzv. Just Noticable Difference (JND) neboli "sotva viditelného rozdílu" mezi dvěma velmi podobně barevnými světly. Sotva viditelný rozdíl byl definován jako rozdíl v barevnosti, při němž 50 % pozorovatelů vidí rozdíl a 50 % nevidí rozdíl. Zóny tzv. "Standardních odchylek při srovnávání barevnosti" (SDCM) byly při tomto experimentu v prostoru CIE 1931 2 deg identifikovány jako elipsy různých velikostí a orientací. Velikost a orientace jednotlivých elips se velmi lišila podle toho, v jaké části diagramu se nacházely. Například v zelené části prostoru byly elipsy největší, menší pak v červeném a modrém prostoru. To znamená mimo jiné i to, že lidské oko je schopno méně rozpoznat odchylky v zelené části prostoru a naopak lépe v červené a modré části.

macAdam-vertical

Vzhledem k proměnné povaze barvy, kterou produkují LED diody s bílým světlem, je vhodnou metrikou k vyjádření rozsahu barevného rozdílu právě tato metoda. Pokud všechny testované chromatické souřadnice sady LED spadají do 1 SDCM (neboli do MacAdamovy elipsy prvního stupně), většina lidí neuvidí rozdíl. Jeli změna barvy taková, že odchylka v chromatičnosti se rozšiřuje na zónu, která je dvakrát větší - tedy 2 SDCM (nebo MacAdamova elipsa druhého stupně), začnou lidé vidět nějaký rozdíl v barevnosti. To znamená, že 2 SDCM (MacAdamova elipsa 2. stupně) je lepší než 3 SDCM - tj. třístupňová zóna a tak dále. Je třeba poznamenat, že SDCM elipsy jsou v barevném prostoru CIE diagramu často zobrazovány při desetinásobném zvětšení (viz obrázek vlevo), protože jinak by byly příliš malé a v při pohledu na celý CIE diagram by byly špatně vidět.

MacAdamovy experimenty prokázaly, že velikost elipsy SDCM je poměrně malá, což znamená, že systém lidského vidění je velmi dobrý při rozlišování barevných rozdílů při současném pohledu na dva světelné zdroje. Pokud vezmeme v úvahu velikost jednostupňové SDCM elipsy při libovolné 3 000K barevné teplotě, rozsah CCT je ± 30K a odpovídající rozsah UV (chromatické souřadnice v jednotném barevném prostoru CIE 1976) je ± 0,001. Jinými slovy, pokud vidíme dvě LED diody s rozdílem CCT více než 60K, je pravděpodobné, že uvidíme barevný rozdíl.


Níže uvedená tabulka uvádí počet stupňů elipsy SDCM v rozsahu CCT a barevných souřadnic pro zdroj světla o barevné teplotě 3000K.

SDCM CCT @ 3000K ΔUV
1x ±30K ±0.0007
2x ±60K ±0.0010
4x ±100K ±0.0020
7-8x ±175K ±0.0060

V rámci osvětlovacího průmyslu se často odkazuje na standardní normu IES LM-79-08 "Schválená metoda elektrických a fotometrických měření polovodičových svítidel", kterou vydala společnost "Illuminating Engineering of North America" (IESNA). Ta mimojiné odkazuje na americkou normu ANSI C78.377-2008 "Specifikace chromatických vlastností polovodičových osvětlovacích produktů", která řadí LED bílé světlo určené pro osvětlování do standardních barevných skupin, které mají všechny stejné "nominální" korelovatelné barevné teploty (= CCT - correlated colour temperatures). Velikost ANSI C78.377 nominálního CCT čtyřúhelníku odpovídá velikosti sedmistupňové MacAdamově elipse, tj. SDCM 7. Momentálním reprezentantem odlišnosti v chromaticitě u bílých LED s vysokým jasem, které se používají k osvětlení, je sedmi až osmistupňová SDCM elipsa.

Když vám tedy dodavatel LED hrdě prohlašuje, že vám nabízí LED diody s 4-stupňovou tolerancí MacAdamsové elipsy (nebo také 4xSDCM), mějte na paměti, že je to sice stále lepší než LED diody v pětistupňovém rozsahu, nicméně barevný rozdíl rozsahu LED dodávaných podle této specifikace se stále projeví.

zdroj: www.photometrictesting.co.uk