用IES TM-30方法评价显色性：PNNL光谱计算工具演示

PNNL Spectral Calculator是由美国能源部（DOE）和太平洋西北国家实验室（PNNL）合作开发的一款在线光谱计算工具，可根据光源的光谱功率分布（SPD） 计算照明质量指标，并生成符合ANSI/IES TM-30-24附件D要求的规范报告。

PNNL光谱计算工具与IES Excel宏文件的计算结果完全一致，也是IES官方指定的参考实现。用户只需提供光源的SPD数据，即可按照TM-30规定的方法计算出如下参数：

• 保真度Rf（Fidelity）：测试光源与参考光源在各样本上颜色匹配的吻合度
• 饱和度Rg（Gamut）：测试光源相对参考光源的色域大小
• 色彩矢量图（Color Vector Graphic）：用极坐标图直观展示色相与色度的整体偏移方向与幅度
• CCT、Duv、x,y等辅助量

PNNL光谱计算工具的相关说明如下：

1. 访问网址

https://spectralcalculator.pnnl.gov/

2. Data Input（数据录入）

打开网页后，默认进入数据录入页面。该计算工具支持三种数据录入方式：

2.1 Call from Library （加载库文件）

用户可选择从“Example Library（示例库）”或者“User Library（用户库）”加载光谱数据，选中下拉菜单中的某个库文件后，其光谱数据会自动填充到右侧的数据表中，样本数据不可修改。

2.2 Import SPDX（导入SPDX文件）

用户可导入现有的的SPDX 文件，光谱数据会自动填充到数据表中，并可自由编辑样本信息。SPDX文件可以从在线工具报表告页、用户库或示例库中生成，其格式应符合ANSI/IES TM-27-20（光谱数据电子传输的IES标准格式）的要求。

2.3 Paste Data 粘贴数据

允许用户手动将光谱数据粘贴到工具中。先在页面左侧输入“Start Wavelength（开始波长）”、“End Wavelength （结束波长）”、“Interval （波长间隔）”三个参数，然后点击“Create Table（创建表格）”，在右侧数据表格的“Wavelength（波长）”栏会生成对应的数列。最后，在本地文件中复制光谱功率数据，粘贴到“Power（功率）”栏位中。

注意，光谱数据的最小计算范围是400~700 nm，最大范围不能超过380~780nm，超出的数据不会被用于计算。

注意2，波长间隔必须为1~5的整数，且必须和原始数据一致，以确保数据表中波长栏位能生成正确的数列。

注意3，只有可见的数字才能从Excel表格中复制，增加可见的小数位数可以提高计算精度。

2.4. Calculations to Perform计算选项

计算工具支持TM-30-24及CIE S 026/E:2018两个标准的数据输出，默认已勾选“IES TM-30 Color Rendition”，可填写的信息如下：

• Unique Identifier（唯一标识符），这将用作报告和库文件的标题
• Make or Manufacturer（制造或生产商）
• Model or Catalog Number or ID（型号）
• Description （样品描述），光源或灯具类型
• Document Creator（文件创建者）
• Measurement Equipment（测量设备），光度测量设备的品牌和型号
• Laboratory（实验室名称）
• Report Number（报告编号）
• Report Date（报告日期）
• Creation Date（创建日期）
• Comments（备注）
• Spectral Quantity (e.g., W/nm)（光谱数值），填写光谱数值单位或说明

PNNL光谱计算工具还支持CIE S 026的计算输出，勾选可选的“CIE S 026 Alpha-Opic”后，需要先确定SPD数据类型，可选项包括带量纲的绝对值和归一化的相对值，并填写由此带出的测量指标的类型、测量值单位和具体的光谱量值等内容。这部分计算使用了Alpha-Opic Luox的开源代码，如果需要了解光照暴露对人体生理和行为的影响，可以勾选此项一并计算。

。

 

3. Color Rendition Report 色彩还原报告

确认计算选项无误后，点击“Calculate（计算）”即跳转至报告输出页面，可查看CCT、Duv、Rf、Rg、色彩矢量图与 16 个色相角区间的计算结果，包括简单、中级和高级三种可选布局。

在报告页面可以下载的文件包括：

• 当前报告，有PNG和PDF两种可选格式
• SPDX文件，适用于SPD的标准化文件
• TM-30数据，包括所有与计算相关的输入和输出数据的文件，有JSON和XLSX两种可选格式

注意，输出报告已经支持P/V/F 设计意图框架、Rf,h1、Rcs,h1等参数，但标题为仍然使用“TM-30-20”字样，原因不详。

如果勾选了“CIE S 026 Alpha-Opic”计算项，还可以下载CIE S 026的计算报告：

4. User Library（用户库）

用户库列出了当前用户存档的样本数据，用户可以通过上传XLSX、JSON、SPDX文件添加样本到用户库中，还可以在报告页加入用户库。注意，如果刷新页面或退出线上工具会导致数据库清空，请务必手动备份，以便下次使用。

5. Example Library（示例库）

示例库提供了318个SPD数据作为参考用途，这些光谱数据来自现有文献和测量记录。用户可以通过排序或设置搜索条件，在示例库中查找需要的样本并查看报告，还可将示例库文件以PNG、JSON、SPDX格式保存到本地。

示例库涉及多种光源类型，包括LED、荧光灯、高压钠灯、金卤灯、汞灯、白炽灯、卤素灯及其他合成光谱。其中LED类数据占比65.4%，是库文件的主体，这也反映出该示例库主要服务于LED显色性研究的目的。