TM-30: Ödünleşimler (Trade-offs)

Metin: Aurelien David, Soraa

Son yazımızda çeşitli TM-30 metriklerinin anlamını ve aydınlatma tasarımcılarının bunların yol göstericiliğinden nasıl yararlanacağını açıklamıştım. Aynı zamanda TM-30, aydınlatma dünyasında üreticilerin de dahil olduğu diğer aktörler için de faydalıdır.

Bir ışık kaynağı tasarımı genellikle ödünleşimlere indirgenir; örneğin, lümene ya da renksel geriverime öncelik vermeye karar verebiliriz. Bu ödünleşimleri değerlendirmek için kullandığımız metriklerin mümkün olduğunca kesin olması çok önemlidir; böylelikle kimi soyut sayılardansa değerli ürün kalitesini optimize etmiş oluruz.

Bugün, Soraa’nın amiral gemisi Vivid serisi örneğini kullanarak bu tip ödünleşimlerin bir ürün tasarımına nasıl rehberlik edebileceğini göstermek istiyorum.

Vivid serisinde, beyazlar ve renkliler doğal ışık altında göründükleri gibi algılanır.

Soraa’nın full spektrum teknolojisi, bir mor pompasıyla üç fosforu birleştirir ve bu da pürüzsüzce değişen spektrumları doğal bir biçimde sağlar. Bunları dikkatlice dengeleyerek doğal ışık spektrumunu, Şekil 1’de görüldüğü gibi yakın tahmin edebiliriz. Bu da yüksek bir TM-30 sadakat endeksi Rf değeri ile ölçülen doğal renklere yol açar: Örneğin, düzgün spektrumla Rf = 95 değerine ulaşabiliriz.

 

Şekil 1: Doğal güneş ışığı, yüksek renk sadakat endeksi Rf’ye götüren Soraa’nın full spektrum yaklaşımıyla iyi tahmin edilebilir. Burada mor pompasının ve üç fosforun (mavi, yeşil, kırmızı) tek tek pikleri birleşerek full spektrum yaratır.

Ancak bunu yapmak, beyaz geriverimi konusunda önemli bir soruyu gündeme getirir; Beyazlar neden renklerden farklıdır?

Çünkü çoğu beyaz cisim/malzeme beyazlatıcı madde denilen ajanlar içerir; bunlar mor ötesi ışığı emip mavi ışığı yeniden yayar. Böylece görüş sistemimiz bunu beyazlık iyileştirmesi olarak algılar. Beyazlatıcı maddeler (whitening agent) çok yaygındır: Çoğu üretilmiş beyaz malzemede bulunur (kumaşlar, kağıtlar, plastikler…) ve dişlerimizde de doğal olarak vardır. Ancak hepimiz doğal ışığın yaydığı parlak beyazları sevsek de onu mümkün kılan zararlı UV radyasyonunu sevmeyiz. Elbette standart LED ürünleri UV emisyonundan kaçınır –ama bu da beyazlatıcı ajanları harekete geçirmeyip beyaz nesnelerin daha sarımsı ve soluk görünmelerine neden olur.

Soora, bu soruna çözüm buldu: Görünüşe göre beyazlatıcı ajanlar dikkatle seçilmiş dalgaboyunda zararsız mor ışıkla da harekete geçirilebiliyor. Doğal beyazları ortaya çıkaran, UV’yi doğru miktarda mor ışıkla değiştirmek: Bu durumda beyazlatıcı ajanlar, tıpkı doğal ışık altında olduğu gibi harekete geçiyorlar. Bunu Şekil 2’de görebilirsiniz.

Şekil 2: Doğal halojen ışığı, UV kuyruğu sayesinde beyazları ortaya çıkarır. Bir LED’de bu, UV radyasyonunun zararlı etkilerinden kaçınırken aynı zamanda beyazlatıcı ajanları harekete geçiren mor ışık piki ile taklit edilebilir.

Bu etkiyi nasıl formüle edebiliriz? Şaşırtıcı olmakla birlikte bunun standart bir cevabı yok. Bunun sebebi biraz da mavi-pompa LED kullanan ve beyazlara değinmek için hiçbir yöntemi olmayan aydınlatma sektörünün çoğunluğunun bu soruna ilgisiz olması. Açıklayıcı olması bakımından, renksel geriverim metrikleri (CRI ve TM-30 dahil) beyazların geriverimi konusunda hiçbir şey söylemez ki bu da bir kaynağın çok yüksek Rf değeri ancak berbat bir beyaz renk geriverimi olabileceği anlamına gelir. Neyse ki temelindeki renk bilimi oldukça iyi anlaşıldığından, Rf renk endeksiyle benzer olarak, beyaz nesnelerin geriverimini ölçen bir metrik türetmek mümkün.

Kendi araştırmaları ve akademik işbirliklerine dayanarak Soraa, tam da bunu yaptı ve beyazlık geriverim metriği Rw’yu yarattı. Tahmin edebileceğiniz gibi, doğal ışığın RW değeri yaklaşık 100.

Ve işte size vadettiğim ödünleşim burada ortaya çıkıyor. En iyi renk doğruluğunu elde etmek için doğal spektrumun şeklini mümkün olduğunca tahmin etmeliyiz –ancak UV’siz en iyi beyaz doğruluğunu elde etmek için spektruma sonradan doğal şeklinden ayrılan mor ışık eklemeliyiz!

Kısacası, renklerle beyazların rekabetiyle karşı karşıyayız. İşte bu noktada kesin metriklere sahip olmak çok önemlidir, çünkü bu ödünleşimi mümkün olduğunca kapsamlı bir biçimde optimize etmek istiyoruz!

Rf ve Rw rehberliğindeki donanımımızla, Vivid’in spektrumunu her ikisinden de yararlanacak şekilde tasarladık. Bunu, mor ve fosfor spektrumlarının dalgaboyu ve yoğunluğunu ayarlayarak başardık. İşimizi daha da iyi yapmak için kırmızı geriverimi ölçen ve CRI R9’un modern eşdeğeri olan, Rfh1 isimli bir diğer TM-30 endeksine özel önem gösterdik (daha fazla tartışmayı besleyecek bazı ilerlemeler getiriyor).

Gerçekten de kırmızıların geriverimi algımız için çok önemlidir –Rfh1 de en az Rf kadar hatta belki daha fazla önem taşır.

Sonuç olarak Vivid, tüm metriklerde çok yüksek değerler sunar: Rf = 91, Rfh1 = 95 ve Rw = 100.

Bu spesifik ödünleşimin hiçbir yönden vazgeçmeden optimize edilebilir olması çok şanslı bir durum.

Bir karşılaştırma yapmak amacıyla, yalnızca renkler için “naifçe” optimize edilebilecek bir LED kaynağı düşünün: Renk sadakati Rf = 95’e çıkabilir ama beyaz sadakati Rw = 0’a düşecektir. Bu örnek fazla dramatik geldiyse size bunun, piyasadaki ürünlerin büyük çoğunluğunu oluşturan bütün yüksek CRI mavi-pompa LED’lere karşılık geldiğini hatırlatayım…

Beyaz bir tişörtü bir Vivid lambanın bir de rakip LED’in altında gören herkesin onaylayacağı gibi, fark çarpıcıdır!

Şekil 3: TM-30 renk sapması ikonları. Solda, Soraa Vivid yüksek renk doğruluğu ve yüksek beyazlık doğruluğu sunuyor. Sağda, standart bir yüksek CRI LED, yüksek Rf değeri olmakla birlikte beyazları gerçek tonlarıyla ortaya çıkaramıyor.

Umarım bu hikaye birkaç önemli noktaya dikkat çeker. Birincisi, bir ışık kaynağının tasarımı, mühendislikle subjektif kanıları katıştıran beceri gerektiren bir iştir. İkincisi, kesin metrikler önemlidir. Çünkü bunlar, bu kanıları oluşturmak için kullandığımız tasarım aracıdır. Üçüncüsü ise yalnızca tek bir metriğe bağlı kalmayın. Bunun yerine uygulamanızla ilgisi olan gösterge çeşitlerine önem verin –günümüzden örnek verecek olursak, genel olarak renk doğruluğu, kırmızı tonlar ve beyazlar.