Yapay Işığın Renksel Özelliklerinin Tanımlanmasına Yönelik Güncel Yaklaşımlar
Bölüm-2

Prof. Dr. F. Rengin Ünver
 

[Yayım Tarihi: 10  Temmuz 2026]

3.2. Renksel Nitelik Ölçeği (Colour Quality Scale-CQS)

ABD-Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nde (NITS) geliştirilen Renksel Nitelik Ölçeği (Colour Quality Scale-CQS) yöntemi, CIE Renksel Geriverim İndeksindeki bazı sorunları gidermek amacıyla kurgulanmıştır (6, 8). CQS yönteminde, “Qa-temel renksel nitelik ölçeği” nin yanı sıra Qr, Qp ve Q9 olarak adlandırılan üç ölçek daha bulunmaktadır. CQS Qa, aydınlatılan varlıkların bağıl türselliğini (chroma) arttıran ışık kaynaklarına, aydınlanan nesnelerin öz renk-görünen renk uyumlarını derecelendirmek ve renksel geriverim indisine (Ra) benzer bir puan sistemini korumak için tasarlanmıştır. Böylece referans ışıklayıcılar için maksimum puan 100 olurken, diğer tüm test kaynaklarının puanı 100'ün altında kalmaktadır.

Temel renksel nitelik ölçeği Qa ile “renk dönmelerinin türsel yönü” belirlenebilmektedir. Bu ölçek, yüzey renginin bağıl türselliğini arttırmayan ışıklayıcılar (geleneksel boşalmalı lambalar) için de görsel değerlendirmelerde “renksel doğruluk ölçüsü” olarak da işlev görür. CQS yönteminde öz renk-görünen renk ayrımı hesaplamalarında, Munsell Renk Dizgesi’ deki orta değer ve yüksek doymuşluktaki 15 renk test örneği ve bunların CIE 1976 L*a*b* Renk Uzayı’ ndaki (CIELAB) konumları kullanılır (6). Şekil 4’te renk test örnekleri ve simgeleri verilmiştir. Şekil 5’te ise CQS Qa temel renksel nitelik ölçeğine göre, bir test örneğinin öz renk-görünen renk konumları CIELAB renk uzayında gösterilmiştir. Flüoresan ışıklayıcılar için, CQS Qa, CIE renksel geriverim indisi (Ra) ile daha tutarlı hale getirilmiştir. Ancak, LED tabanlı beyaz ışık kaynakları için Ra'dan çok daha büyük farklar ortaya çıkabilmektedir.

Şekil 4. Renksel Nitelik Ölçeği (CQS) için 15 renk test örneği (Munsell Renk Dizgesine göre soldan sağa doğru sırasıyla; 7.5 P 4 / 10, 10 PB 4 / 10, 5 PB 4 / 12, 7.5 B 5 / 10, 10 BG 6 / 8, 2.5 BG 6 / 10, 2.5 G 6 / 12, 7.5 GY 7 / 10, 2.5 GY 8 / 10, 5 Y 8.5 / 12, 10 YR 7/ 12. 5 YR 7 / 12, 10 R 6 / 12. 5 R 4 / 14 ve 7.5 RP 4 / 12).



Şekil 5. Renksel Nitelik Ölçeği CQS için, bir renk test örneğinin, referans ve farklı ışıklayıcılar altındaki öz renk-görünen renk değişimlerinin CIELAB Renk uzayında gösterimi (6).
 

3.3. Renksel Geriverim Vektörleri ve Renksel Bağıl Doymuşluk Göstergesi (Colour Rendering Vectors-CRV; Colour Saturation Icon-CSI)

Işık kaynaklarının renksel geriverimi hakkında daha ayrıntılı bilgi sağlamak amacıyla Van der Burgt ve de Beer vd. tarafından 2010 da, “Renksel Geriverim Vektörleri (Colour Rendering Vectors-CRV)” ve “Renksel Bağıl Doymuşluk Göstergesi (Colour Saturation Icon-CSI)” olmak üzere iki yöntem geliştirilmiştir (6). Bu yöntemler, o dönemde mevcut en iyi renk uzayları kullanılarak oluşturulmuş ve CIE renksel geriverim indisinin (Ra) temel hesaplama ilkeleri kullanılmıştır. 

Renksel Geriverim Vektörleri (CRV) yönteminde, 380-740 nm arasında 5 nm aralıklarla belli bir ışık yansıtma eğirisine sahip, renk uzayı üzerinde eşit olarak dağılmış “215 renk test örneği” kullanılır (6). İncelenen renk örneği sayısının artması, referans ışıklayıcıya göre test ışık kaynağından kaynaklanan renk dönmelerine/vektörlere daha genel bir bakış sağlar. Renk dönmeleri, CIE Lab renk uzayında tür açısının bir fonksiyonu olarak tür ve doymuşluk dönmeleri olarak ifade edilir. Renk farklılıklarının ortalama büyüklüğünün, CIE Ra için referans setleri ve diğer test renk setleriyle iyi uyum gösterdiğini göstermiştir. Her test renk örneği için referans aydınlatıcıya göre renk farkı renk uzayında Renksel Geriverim Vektörü (CRV) olarak gösterilir (Şekil 6A). Tür açısının bir fonksiyonu olan vektörler, her bir örnek için renk dönmesinin büyüklüğünü ve yönünü göstermektedir. Renksel Bağıl Doymuşluk Göstergesi (CSI) ise, doymuşluk artışının/azalışının göreceli boyutu da dahil olmak üzere hangi türlerin daha doymuş ve hangi türlerin daha az doymuş hale getirileceğine ilişkin basit bir görselleştirme ile gösterilir (Şekil 6B). 

Şekil 6. A-Standart soğuk-beyaz halofosfat flüoresan lamba için renksel geriverim vektörleri (CRV); B-renksel bağıl doymuşluk simgesi (CSI)” örneklemesi (CIE Lab renk uzayı).
 

Renksel Geriverim Vektörü (CRV) ve Renksel Bağıl Doymuşluk Göstergesi (CSI) yöntemlerinin en büyük avantajı, renk dönmeleri hakkında Ra da olduğu gibi, yalnızca tek bir değer yerine daha fazla ve daha iyi bilgi sağlanmasıdır. Doymuşluk dönmeleri, yorumlaması kolay bir görselleştirme olarak bir diyagramda, tür açısının fonksiyonu olarak verilmektedir. Ancak, vektörlerin doğru bir şekilde yorumlanabilmesi için belirli bir bilgi seviyesi gerekmektedir. Bu nedenle, sadece profesyonellerin ek bilgileri kullanacağı varsayılırken, tüketiciler için çok karmaşık olduğu düşünülebilir.

3.4. Karşıtlık Algı İndeks (Feeling of Contrast Index; FCI)

Aydınlatılmış bir ortamının görsel netliği, kullanılan ışık kaynağının renksel geriveriminin seçimini önemli ölçüde etkilenir. Hashimoto ve arkadaşları 2007 yılında, bir ışık kaynağının aydınlattığı mekanın görsel netliğine etkisini nicel olarak tahmin etmek için “Karşıtlık Algı İndeksi (Feeling of Contrast Index; FCI)” metriğini önermişler ve görsel netliğin aynı gözlem koşulları için karşıtlık duygusu ile yakından ilişkisi olduğunu varsaymışlardır (6). Bu hipotez, farklı renksel görüntüler oluşturma özelliklerine sahip çeşitli ışıklayıcılar altında, iki renkli ve dört renkli çeşitli kombinasyonlar kullanılarak, görsel netlik ve karşıtlık duygusu arasındaki ilişki incelenerek doğrulanmıştır. Çeşitli nesne renk kombinasyonları ve farklı renk oluşturma özelliklerine sahip ışıklayıcılar kullanılarak yapılan çok sayıda gözleme dayanarak, karşıtlık duygusunun belirli bir dört renk kombinasyonu kullanılarak etkili bir şekilde değerlendirilebileceği bulunmuştur. Bu kombinasyon, Şekil 7’de gösterildiği gibi, Munsell Renk Dizgesi’ ne göre kırmızı (5R 4/12), sarı (5Y 8.2/10), yeşil (5.5G 5/8) ve mavi (4.5PB 3.2/6) olmak üzere farklı değerdeki ve oldukça doymuş renklerden oluşmaktadır.

Araştırma sonuçları FCI yönteminin canlılık ile yüksek uyuma sahip olduğunu, karşıtlık duygusu ya da görsel netlik ile ilgili çeşitli aydınlatma tasarımı alanlarında uygulanabileceğini göstermektedir (6). Kullanıcılar renkli nesnelerin karşıtlığını artırmak ya da azaltmak istediklerinde FCI’ den bir kılavuz olarak yararlanabilir. Bir nesnenin rengi vurgulanmak isteniyorsa, FCI değeri yüksek ışık kaynakları uygundur. Bu yöntem ile FCI değeri düşük veya yüksek lambalar kullanılarak kontrast hissi kontrol edilebileceği ifade edilmektedir. 

3.5.    IES TM-30 Yöntemi (IES TM-30 Method)

ABD Aydınlatma Mühendisleri Birliği’nin (Illuminating Engineering Society; IES) hazırladığı “Işık Kaynaklarının Renksel Geriverimini Değerlendirme Yöntemi” başlıklı Teknik Rapor, 2015’te yayınlanmış ve 2018’de Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü (American National Standards Institute: ANSl) tarafından “ANSl)/IES TM-30-18” olarak güncellenmiştir (6). TM-30, rengin öznel niteliklerini doğrudan ölçmeye çalışmak yerine, öz renk-görünen renk ayrımındaki renk dönmelerini doğru bir şekilde göstermeye odaklanmıştır. 

IES TM-30 Yönteminde, renk dönmelerini objektif olarak karakterize etmek için, insan renk görmesi, nesnelerin tayfsal yansıtma çarpanları, referans ışıklayıcılar vb. çeşitli bileşenler için, mevcut en iyi renk görünüm modelleri bir araya getirilerek, temel bir hesaplama bütünü geliştirilmiştir. Bu bileşenlerin tümü, güncellenmiş renksel geriverim ölçümleri için son araştırmalara ve geçmiş önerilere dayanmakta olup IES TM-30 Yönetimi’nin temel özellikleri dört bölüm olarak aşağıda verilmiştir.

•    Renk görme: İnsan gözünün renksel uyma dönüşümü için, renk farkının tek tipleştirilmesindeki kanıtlanmış gelişmeleri nedeniyle renk görme fonksiyonları için CAM02-UCS renk uzayı seçilmiştir (6, 9). CAM02-UCS renk uzayında kırmızı bağıl türsellik algısı, CIE 1964 (u, v) Tekdüze Renk Uzayı’ na göre daha düzgün gösterilebilmekte olup, renk farkı saymaca renk sıcaklığına (Tcp) bağımlı değildir. CIE Referans gözlemcisinin renk eşleştirme fonksiyonları, mimari ortamlardaki görüntüleme koşulları için daha uygun olduğu için 1964 10° x, y olarak seçilmiştir. Referans ışıklayıcıyı belirlemek için gerekli olan saymaca renk sıcaklığının hesaplanmasında, CIE 1931 standart üçtürsel gözlemcinin verileri kullanılmaktadır.

•    Renk örnekleri: Deneylerde yüzey renk katısını eşit şekilde örnekleyen, 4 880 adet renk arasından seçilen 99 adet test örneği kullanılır (Şekil 8A). 4 880 renk örneği ise, tayfsal yansıtma çarpanları bilinen 100 000'den fazla gerçek bir malzeme setinden seçilmiştir. Örneklerin, dalga boyları ve renk katıları bilinmediğinden, gerçek nesne kümelerine uygulanmak üzere ortalama temsil oluşturacağı kabul edilmiştir. 

•    Referans ışıklayıcı: Test kaynağının saymaca renk sıcaklığı (Tcp) ile eşleştirilen referans ışıklayıcı, 4 000 K'nin altında iken Planck ışınımı, 4 001 K ile 4 999 K arasında iken Planck ışınımının orantılı bir karışımı ile bir CIE D Serisi ışıklayıcı, 5 000 K'de ve daha ya üzerinde ise CIE D Serisi ışıklayıcı olarak belirlenmiştir. Bu karışımlar, Planck ışınımından, CIE D Serisi ışıklayıcısına yumuşak bir geçiş sağlamak için kurgulanmıştır.

•    Hesaplamalar: CIE 224:2017'de verilen “doğru bilimsel kullanım için bir renk doğruluk indeks Rf” nin hesaplanması ile aynı biçimde yapılır. TM-30 deneylerinde, bir referans ışıklayıcıya göre renk dönmelerinin önemli yönleri ele alınır ve ölçme paketi kendi içinde tutarlıdır. Ek ölçümler ortalama gam alanı, renk türüne özgü bağıl türsellik kayması ve renk türü kayması olarak sıralanabilir. Bu bağlamda, TM-30’da “Renk Gamı İndeksi (Gamut Index, Rg)”, “Renk Vektör Grafiği (Colour Vector Graphic, CVG; Şekil 8 B)” gibi metrikler kullanılmaktadır.

Şekil 8. IES TM-30; A-5000K için 99 rengin gösterimi; B-CVG Renk vektör grafiği.

IES TM-30 yöntemi, örnek renklerin test kaynağının saymaca renk sıcaklığı (Tcp) ile eşleşen bir referans ışıklayıcıya göre değişimini ortaya koymak için yapılması gerek işlem dizisini tanımlamaktadır. Kullanıcıların belirli bir hedef veya görev için en önemli olan renk dönmesi özelliklerini seçmelerine izin verecek şekilde formüle edilmiştir. Bu yöntem, doğallık, canlılık ya da kullanıcı tercihi gibi renksel geriverim açısından öznel, algılanan aydınlatma kalitesini ölçmek için kurgulanmamıştır.


Bundan sonraki bölümde " Bellek Renksel Geriverim İndeksi (Memory Colour Rendition Index-MCRI; Rm),  Japon Ten Rengi Tercih İndeksi (Preference Index of Japanese Skin Colour-PS) , Sonuç "  anlatılacaktır.