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On the Color Rendition of White Light Sources in Relation to Memory Preference

Babilon, Sebastian :
On the Color Rendition of White Light Sources in Relation to Memory Preference.
[Online-Edition: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/7799]
Technische Universität , Darmstadt
[Dissertation], (2018)

Offizielle URL: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/7799

Kurzbeschreibung (Abstract)

Due to their potential use as an internal reference, memory colors have proven to provide an excellent conceptional approach for the color rendition evaluation of white light sources in terms of predicting visual appreciation. However, there are still some major drawbacks that can be identified in the principal design of existing memory-based or memory-related color quality metrics, of which the most severe is most likely that none of them were devised under realistic adaptation and viewing conditions. With the aim of contributing to a more comprehensive understanding of the nature of memory colors, a new experimental approach based on the color appearance rating of real familiar test objects perceived in a more realistic contextual viewing environment should therefore be presented as a main part of the current thesis trying to overcome the shortcomings of previous work. Besides attempting to draw universally valid conclusions about the memory colors' general characteristics, additional focus should be on the investigation of the impact of both the white point of adaptation and the observers' cultural background on the memory color assessments. By providing a comprehensive statistical analysis of the experimental data, it is shown that a significant effect on the observers' color appearance ratings can be reported for these two potential impact factors. With the corresponding dependencies being eventually known, a further goal of the current work should be the development of an improved memory-based color quality metric providing a superior tool for developers and manufacturers that can be used for the optimization of state-of-the-art lighting solutions in cases where visual appreciation and high user acceptability are more important than color fidelity. In order to validate the excellent predictive performance of this new metric proposal, the results of a comprehensive meta-correlation analysis based on the data of several different psychophysical studies are additionally reported. From this evaluation, it can be concluded that the newly proposed color quality metric outperforms all alternative approaches considered in the analysis making it an excellent choice to finally replace the CIE general color rendering index (Ra) in its use as an optimization criterion for modern light sources to achieve high visual appreciation and observer preference for which the latter has actually not been intended at all.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2018
Autor(en): Babilon, Sebastian
Titel: On the Color Rendition of White Light Sources in Relation to Memory Preference
Sprache: Englisch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Due to their potential use as an internal reference, memory colors have proven to provide an excellent conceptional approach for the color rendition evaluation of white light sources in terms of predicting visual appreciation. However, there are still some major drawbacks that can be identified in the principal design of existing memory-based or memory-related color quality metrics, of which the most severe is most likely that none of them were devised under realistic adaptation and viewing conditions. With the aim of contributing to a more comprehensive understanding of the nature of memory colors, a new experimental approach based on the color appearance rating of real familiar test objects perceived in a more realistic contextual viewing environment should therefore be presented as a main part of the current thesis trying to overcome the shortcomings of previous work. Besides attempting to draw universally valid conclusions about the memory colors' general characteristics, additional focus should be on the investigation of the impact of both the white point of adaptation and the observers' cultural background on the memory color assessments. By providing a comprehensive statistical analysis of the experimental data, it is shown that a significant effect on the observers' color appearance ratings can be reported for these two potential impact factors. With the corresponding dependencies being eventually known, a further goal of the current work should be the development of an improved memory-based color quality metric providing a superior tool for developers and manufacturers that can be used for the optimization of state-of-the-art lighting solutions in cases where visual appreciation and high user acceptability are more important than color fidelity. In order to validate the excellent predictive performance of this new metric proposal, the results of a comprehensive meta-correlation analysis based on the data of several different psychophysical studies are additionally reported. From this evaluation, it can be concluded that the newly proposed color quality metric outperforms all alternative approaches considered in the analysis making it an excellent choice to finally replace the CIE general color rendering index (Ra) in its use as an optimization criterion for modern light sources to achieve high visual appreciation and observer preference for which the latter has actually not been intended at all.

Ort: Darmstadt
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Lichttechnik
Hinterlegungsdatum: 23 Sep 2018 19:55
Offizielle URL: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/7799
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-77995
Gutachter / Prüfer: Khanh, Prof. Dr. Tran Quoc ; Dörsam, Prof. Dr. Edgar
Datum der Begutachtung bzw. der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 7 September 2018
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
Aufgrund ihrer per Definition gegebenen Eigenschaft als interne Bewertungsreferenz für die Beurteilung der Farberscheinung wohlvertrauter Objekte zu dienen, können Gedächtnisfarben prinzipiell für die farbmetrische Beurteilung der Farbwiedergabeeigenschaften weißer Lichtquellen in Bezug auf visuelles Gefallen herangezogen werden. Aktuell zur Verfügung stehende, gedächtnisfarbenbasierte Farbqualitätsmetriken weisen jedoch einige deutliche Defizite auf, wobei die Tatsache, dass keine dieser Metriken unter Berücksichtigung realistischer Adaptations- und Bebobachtungsbedingungen abgeleitet wurde, wahrscheinlich als das schwerwiegendste zu betrachten ist. Mit dem Ziel, ein umfassenderes Verständnis von der Natur der Gedächtnisfarben zu erlangen, wurde daher im Rahmen dieser Arbeit eine neue Probandenstudie zur Untersuchung der Bewertung der Farberscheinung realer, wohlvertrauter Objekte konzeptioniert und entsprechend durchgeführt. Zur Überwindung der angesprochenen Defizite bisheriger Arbeiten wurde den Probanden ein kontextbezogenes Stillleben in einem entsprechend möblierten, der Realität nachempfundenen Experimentierraum präsentiert, dessen Farberscheinung diese dann hinsichtlich ihrer Präferenz bewerten sollten. Abgesehen von dem Versuch, allgemeingültige Rückschlüsse über die grundsätzlichen Eigenschaften von Gedächtnisfarben abzuleiten, wurden zusätzlich sowohl der Einfluss der Adaptationsbedingungen als auch des kulturellen Hintergrunds der Probanden auf deren Bewertung der Gedächtnisfarben untersucht. Basierend auf der Durchführung einer umfassenden, statistischen Analyse konnte gezeigt werden, dass diese beiden Faktoren nachweislich einen signifikanten Einfluss auf die Farberscheinungsbewertung der Probanden haben. Unter Kenntnis der entsprechenden Abhängigkeiten wurde als weiteres Ziel dieser Doktorarbeit eine neue, auf Gedächtnisfarben basierende Farbqualitätsmetrik entwickelt, welche im Vergleich zu bestehenden Metriken, speziell in Fällen, in denen das visuelle Gefallen und die Nutzeraktzeptanz eine wichtigere Rolle spielen als das Erreichen einer hohen Farbtreue, sowohl für Entwickler als auch Hersteller ein deutlich besseres Werkzeug für die Optimierung von State-of-the-Art Lichtlösungen darstellt. Ausgehend von einer umfassenden Meta-Korrelationsanalyse, basierend auf den experimentellen Daten mehrerer psychophysikalischer Studien zur Thematik der Farbpräferenz, konnten die herausragenden Vorhersageeigenschaften der neuen Farbqualitätsmetrik nachgewiesen werden. Es konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass dieser neue Vorschlag im direkten Vergleich besser abschneidet als alle möglichen Alternativen, die im Rahmen dieser Arbeit betrachtet wurden, so dass einer Ablösung der bisher (fälschlicherweise) weitesgehend verwendeten CIE Ra Metrik für die Optimierung von Lichtquellen zum Erreichen einer hohen Farbpräferenz durch die neuvorgeschlagene Farbqualitätsmetrik schlussendlich nichts mehr im Wege stehen sollte.Deutsch
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