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Optimierung von LED-Spektren für Museumsbeleuchtung mit einem Multi-LED-Beleuchtungssystem

Guo, Xue (2016):
Optimierung von LED-Spektren für Museumsbeleuchtung mit einem Multi-LED-Beleuchtungssystem.
Technische Universität Darmstadt, [Master Thesis]

Abstract

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Optimierung von LED-Spektren für Museumsbeleuchtung mit einem Multi-LED-Beleuchtungssystem (sog. SkyPanel), sowie der Durchführung und Auswertung eines visuellen Experiments. Die Arbeit besteht aus vier Teilen: Beruhend auf einer ausführlichen Literaturrecherche werden zunächst die theoretischen Grundlagen des menschlichen Sehsystems, der weißen LEDs und der Farbmetrik im ersten Teil vorgestellt. Die Betonung liegt auf den Grundlagen der Farbmetrik, inklusive der verschiedenen Farbräume, Farbunterschiede und der verschiedenen Farbqualitätsmetriken. Um die geeigneten Weißpunkte für das SkyPanel auszuwählen, wurde zunächst eine Kalibrierung für das SkyPanel durchgeführt, die mit Hilfe eines Messaufbaus im Labor erfolgte. Danach ließen sich die zu benutzenden Spektren nach den vorgegebenen Anforderungen auswählen. Der zweite Teil beschreibt das Versuchssystem, das die Lichtquelle, das Versuchsobjekt, die Kalibrierungsmethode und das Auswahlverfahren der Spektren beinhaltet. Zur Optimierung der Auswertungen wurden die aktuellen Ölfarben des ausgewählten Gemäldes statt der Testfarben der CIE verwendet. Die Messung der spektralen Strahldichtkoeffiizienten der Malfarben wird auch im zweiten Teil vorgestellt. Das visuelle Experiment mit den Probanden wird im dritten Teil beschrieben. Im Versuch werden die ausgewählten 19 Spektren als Lichtquelle verwendet. Die Testpersonen bewerteten die Farberscheinung des Gemäldes nach vorgegebenen visuellen Kriterien (allgemeines Gefallen, Natürlichkeit, Lebhaftigkeit, Farbübergänge). Schwerpunkt liegt hierbei auf der Versuchsmethode und der Struktur des Fragebogens. Nach dem visuellen Experiment werden die Ergebnisse im letzten Teil dargestellt. Um die genauen Ergebnisse zu erhalten, wurden die Testpersonen in empfindliche und unempfindliche Gruppen eingeteilt. Anschließend wurden die Korrelationen innerhalb und zwischen den Farbmetriken und Farbattribute berechnet. In weiteren Untersuchungen wird der Einfluss der verschiedenen CCTs und Delta-C-Stern-Malfarben auf die visuellen Variablen untersucht. Das Ergebnis zeigt, dass es für jedes Farbattribut einen besten Delta-C-Wert und eine beste CCT gibt. Der Schwerpunkt liegt auf der Kombination zweier Farbmetriken durch eine geeignete Gleichung. Das Ziel der Kombination ist, dass sich durch diese Kombiniation eine höhere Korrelation zwischen der neuen Farbmetrik und den visuellen Farbattributen ergibt. Damit ist es möglich, die Spektren für die verschiedenen Anwendungen dementsprechend zu optimieren.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2016
Creators: Guo, Xue
Title: Optimierung von LED-Spektren für Museumsbeleuchtung mit einem Multi-LED-Beleuchtungssystem
Language: German
Abstract:

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Optimierung von LED-Spektren für Museumsbeleuchtung mit einem Multi-LED-Beleuchtungssystem (sog. SkyPanel), sowie der Durchführung und Auswertung eines visuellen Experiments. Die Arbeit besteht aus vier Teilen: Beruhend auf einer ausführlichen Literaturrecherche werden zunächst die theoretischen Grundlagen des menschlichen Sehsystems, der weißen LEDs und der Farbmetrik im ersten Teil vorgestellt. Die Betonung liegt auf den Grundlagen der Farbmetrik, inklusive der verschiedenen Farbräume, Farbunterschiede und der verschiedenen Farbqualitätsmetriken. Um die geeigneten Weißpunkte für das SkyPanel auszuwählen, wurde zunächst eine Kalibrierung für das SkyPanel durchgeführt, die mit Hilfe eines Messaufbaus im Labor erfolgte. Danach ließen sich die zu benutzenden Spektren nach den vorgegebenen Anforderungen auswählen. Der zweite Teil beschreibt das Versuchssystem, das die Lichtquelle, das Versuchsobjekt, die Kalibrierungsmethode und das Auswahlverfahren der Spektren beinhaltet. Zur Optimierung der Auswertungen wurden die aktuellen Ölfarben des ausgewählten Gemäldes statt der Testfarben der CIE verwendet. Die Messung der spektralen Strahldichtkoeffiizienten der Malfarben wird auch im zweiten Teil vorgestellt. Das visuelle Experiment mit den Probanden wird im dritten Teil beschrieben. Im Versuch werden die ausgewählten 19 Spektren als Lichtquelle verwendet. Die Testpersonen bewerteten die Farberscheinung des Gemäldes nach vorgegebenen visuellen Kriterien (allgemeines Gefallen, Natürlichkeit, Lebhaftigkeit, Farbübergänge). Schwerpunkt liegt hierbei auf der Versuchsmethode und der Struktur des Fragebogens. Nach dem visuellen Experiment werden die Ergebnisse im letzten Teil dargestellt. Um die genauen Ergebnisse zu erhalten, wurden die Testpersonen in empfindliche und unempfindliche Gruppen eingeteilt. Anschließend wurden die Korrelationen innerhalb und zwischen den Farbmetriken und Farbattribute berechnet. In weiteren Untersuchungen wird der Einfluss der verschiedenen CCTs und Delta-C-Stern-Malfarben auf die visuellen Variablen untersucht. Das Ergebnis zeigt, dass es für jedes Farbattribut einen besten Delta-C-Wert und eine beste CCT gibt. Der Schwerpunkt liegt auf der Kombination zweier Farbmetriken durch eine geeignete Gleichung. Das Ziel der Kombination ist, dass sich durch diese Kombiniation eine höhere Korrelation zwischen der neuen Farbmetrik und den visuellen Farbattributen ergibt. Damit ist es möglich, die Spektren für die verschiedenen Anwendungen dementsprechend zu optimieren.

Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Light Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
Date Deposited: 18 Apr 2017 10:02
Referees: Khanh, Prof. Dr. Tran Quoc
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 27 April 2016
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