Вступление
Индекс цветопередачи светодиодных источников (ламп и светильников) влияют на наше восприятие цвета окружающих нас объектов. Вполне возможна ситуация, когда под светом купленного светодиодного светильника белый цвет будет нам видеться не совсем белым, а другие привычные цвета предметов станут иными. Этого допускать нельзя, нужно с индексом цветопередачи Ra (CRI) разобраться подробнее.
Спойлер: Большинство современных LED источников освещения имеют индекс цветопередачи близкий к норме 80, поэтому его не указывают в описаниях. Однако это нам не мешает понять, что всё это значит.
Индекс цветопередачи естественного света
Цель данной статьи показать вам, на что нужно обращать внимание при покупке современных светодиодных ламп и светильников, чтобы воспринимать цвета под их светом так, как вы их видели бы при естественном освещении.
Например, вы идете ночью домой. Улица освещена желтыми натриевыми лампами низкого давления. Попробуйте определить цвета автомобилей с этим освещением. Это будет сложно, вы не сможете отличить белый автомобиль от желтого или оранжевого, другие цвета спектра будут также необычными (не настоящими).
Причина этого эффекта проста — газоразрядные лампы низкого давления излучают только монохроматический свет. При желтом свете натриевой лампы мы сразу замечаем «неправильные» цвета.
Ситуация с неправильными цветами характерна для нашего зрения даже при уютном свете лампы накаливания. При ней синий и фиолетовый компоненты спектра выражены слабо. Полный спектр цветов мы видим в идеальных условиях, в полдень при дневном свете.
Наше восприятие цвета называют цветовой температурой. Значение 2700 Кельвинов соответствует свету от лампы накаливания. Он чаще выбирается у светодиодов для жилых помещений.
Рабочие места лучше освещать более холодным светом (нейтральный белый) с температурой около 4000 Кельвинов. Эта цветовая температура ближе к дневному свету и означает более нейтральные, более реалистичные цвета.
Почему люди могут различать цвета
Давайте разберемся почему люди могут видеть и различать цвета.
Человеческий глаз воспринимает свет как цветной, потому что каждый цвет соответствует разной длине электромагнитной волны.
Здоровый глаз имеет цветовые рецепторы для длин волн от 400 нанометров (фиолетовый) до 700 нанометров (красный). Ниже этого диапазона находится коротковолновый ультрафиолетовый свет, выше длинноволновый инфракрасный свет. Эти длины волн невидимы невооруженным глазом.
При этом, белый свет не имеет длины волны. То, что мы воспринимаем как белый свет, на самом деле является суммой или наложением всех длин волн в спектре.
Это можно увидеть с помощью спектрального разложения, когда белый свет проходит через призму из стекла. Из-за разной скорости распространения волн разной длины в среде стекла, на выходной стороне призмы создается цветовая полоса от красного через желтый, зеленый, синий и индиго до фиолетового.
Аналогичный эффект мы видим наблюдая за радугой после дождя. Капли воды в воздухе действуют точно так же, как призма, и разбивают солнечный свет на его спектральные цвета.
Спектральные цвета – это цвета которые нельзя разложить на другие цвета.
Человеку достаточно красного, зеленого и синего цветов, чтобы видеть белый свет. Если вы посмотрите на экран компьютера через увеличительное стекло, вы увидите, что светящиеся белые области состоят из красных, зеленых и синих точек. И наоборот: если некоторые цвета отсутствуют, мы сначала не заметим этого, потому что все еще можем видеть белый свет.
Солнечный свет покрывает весь спектр почти на сто процентов, однако цветовые составляющие его света меняются в зависимости от времени суток. В случае искусственного освещения, может случиться так, что полоса спектра будет прерывистой или менее выраженной в некоторых местах.
Лампочка накаливания излучает почти непрерывный спектр, как солнечный свет, так как её свет создаётся при нагревании металла (почти как солнце).
С развитием люминесцентных ламп в 1930-х годах впервые были использованы источники света, которые не покрывали весь цветовой спектр. Вместо непрерывного спектра здесь говорят о дискретном, то есть ограниченном или неполном спектре. Например, в отличие от солнечного света, ртутная лампа излучает только свет нескольких длин волн.
Мера цветового спектра: индекс цветопередачи светодиодных источников
С изобретением источников света, которые излучают белый свет, но не покрывают полный цветовой спектр, возникла необходимость ввести измеряемую величину для «полноты» света.
Неправильный выбор источника света может привести к тому, что объекты при освещении будут выглядеть совершенно иначе. Это важно, например, при презентации товаров и приготовлении блюд. В частности, мясо может выглядеть неаппетитно серым, если источник света имеет слабые места в красной области, что, к сожалению, часто случается с некачественными светодиодами (подробнее об этом позже).
Индекс цветопередачи (CRI) описывает качество цветопередачи источника света. Свет от солнца рассматривается как идеальный случай, который соответствует индексу цветопередачи 100.
Однако, на практике CRI не связан с идеальным непрерывным спектром. Его сравнивают с эталонным источником света той же температуры цвета. Чем ближе значение CRI искусственного источника света к 100, тем больше его спектр похож на эталонное освещение, и тем лучше человек воспринимает цвета.
Согласно DIN 6169, выбраны 14 цветов для оценки совпадений или возможных дефектов цветопередачи по сравнению с естественным светом или светом от ламп накаливания (об этом тут).
Первые восемь цветов Манселла (от темно-розового до лилово-пурпурного) используются в качестве стандарта для оценки качества света ламп. Спектральное распределение тестируемого источника света сравнивается со стандартным источником света при той же цветовой температуре пр помощи спектрорадиометра.
Отражение света измеряется с помощью цветовых таблиц сравнения с этими восемью цветами. Их спектральная отражательная способность (коэффициент отражения, R или Rho или ρ) известен.
Черное тело, используется в качестве стандартного источника света при цветовой температуре ниже 5000 Кельвинов. Естественный свет той же цветовой температуры, что и тестовый источник света, используется выше 5000 Кельвинов. Результатом являются индексы, обозначенные как R1 – R8 для первых восьми цветов Манселла. Среднее значение формируется из этих восьми значений, то есть значения складываются и делятся на восемь. Результат называется Ra. Индексная буква «а» означает общий, поэтому Ra – это аббревиатура для общего индекса цветопередачи.
Высокий цветопередачи светодиодных источников
Современные белые светодиоды имеют индекс цветопередачи CRI, который лишь немного ниже, чем у эталонного источника света.
Есть стандарты, регулирующие требования к качеству света. Европейский Регламент определяет индекс цветопередачи для интерьеров не ниже 80 . Для использования вне помещений и в промышленности достаточно индекса цветопередачи не менее 65.
Индекс должен быть указан на упаковке светодиодных источников света. Для жилых комнат рекомендуем индекс цветопередачи не менее 80Ra, лучше 90Ra.
Недостатки измерения индекса цветопередачи CRI
Индекс цветопередачи оправдан в дополнение к цветовой температуре и дает ценную информацию о качестве освещения. Однако не следует упускать из виду, что сегодняшнее его определение не позволяет абсолютно достоверно оценить качество освещения. Процедура определения CRI имеет следующие недостатки:
Во-первых, восемь цветов, используемых в соответствии с DIN 6169, представляют собой не более чем случайную выборку. Его нельзя использовать, чтобы определить, есть ли в спектре пробелы в других цветах.
Теперь существует индекс Re с 14 или 15 эталонными цветами. Для телевидения и кино появился индекс который измеряется 18 цветов и шестью оттенками серого.
Согласно сегодняшней методологии тестирования индекс Ra представляет собой среднее значение восьми отдельных величин. Это означает, что плохие характеристики источника света в одном из тестовых цветов учитываются при расчете только одной восьмой и могут быть компенсированы хорошими значениями для семи других цветов.
То есть усредненный индекс ничего не говорит о том, как отображаются предпочтительные цвета для зрителя.
Например, светодиоды имеют типичный провал в диапазоне длин волн 480 нанометров, что соответствует зелено-синему цвету. Свет, который даже не излучается источником света, не может отражаться освещаемым объектом, поэтому бирюзовый менее эффективный в качестве цвета при светодиодном освещении.
Индекс Ra не описывает абсолютное качество света во всем видимом спектре, а только сравнивает тестовый источник света с эталонным светом.
Например, лампа накаливания, которая светит теплым белым светом (около 2700 К), в значительной степени лишена синего и фиолетового компонентов цвета. Поэтому эти цвета плохо воспроизводятся при свете лампы накаливания (обычной и галогенной).
Если цветопередача светодиодного освещения сравнительно плохая, значение CRI остается высоким. Этот эффект является намеренным, потому что, когда вы покупаете светодиодный источник света в качестве замены вашей лампочки, вы хотите, чтобы впечатление от освещения было как можно более идентичным – со всеми недостатками, которые лампочка уже имела в прошлом.
Однако, если вы цените стопроцентно правильную цветопередачу, вы должны убедиться, что индекс Ra относится к эталонному свету с максимально полным спектром. Это, скорее всего, гарантировано лампами с цветовой температурой от 4500 до 6000 К (нейтральный белый, холодный белый или дневной белый).
Рекомендации по покупке светодиодов
Концовка получилась несколько путанной, поэтому практические советы.
Обсуждение особенно плохой цветопередачи носит не теоретический, практический характер и не только для типографий, медицинских лабораторий, комнат модельеров и поваров. Индекс цветопередачи светодиодных источников важен для жилых помещений, но в меньшей мере.
Принимая решение о покупке освещения для гостиной, покупатели в первую очередь обращают внимание на цветовую температуру ламп. 2700 К, теплый белый свет, соответствует естественному цвету света в утренние и вечерние часы, поэтому воспринимается как приятный. Если светильник продается, минимальное нормативное требование Ra 80 уже опредеоено. Конечно, вы можете купить светодиоды с Ra более 90 для спальни, но разница, вероятно, будет незаметна или заметна только для нескольких цветов, например, при выбюоре одежды на следующий день.
Кроме того, по причинам, указанным выше, высокое значение Ra не является гарантией стабильно хорошей цветопередачи. Например, есть светодиодные лампы с отличным индексом цветопередачи Ra≥90. Для них, часто слабо насыщен красный цвет R9=60. Для Ra (общего) это не имеет значение, потому что измерение заканчивается после первых восьми цветов, а насыщенные цвета вообще не учитываются.
На кухне важность качества света выглядит иначе, чем в спальне. Фактически, существуют мнения о том, что процесс приготовления пищи изменился или, по-видимому, дает разные результаты в зависимости от используемого освещения. Например, цвет мяса может восприниматься по-разному.
Невозможно оценить, действительно ли наблюдаемый эффект связан с индексом цветопередачи. Возможно, это все-таки связано с цветовой температурой, потому что, конечно, красное мясо выглядит по-разному, в зависимости от того, освещено ли оно люминесцентной лампой теплых тонов или нейтральным белым светодиодом с Ra от 65 до 80.
Заключение
Важен ли индекс цветопередачи светодиодных источников для приобретаемого светового прибора или лампы? Да важен, но если он продается, вам никогда не напишут, что Ra ниже 80. Если вы видите в описании, что Ra=90, это лучше, если сравнивать источник одной цветовой температуры. Если сравнивать разные цветовые температуры и разные Ra, сравнение опять будет некорректным. Покупая осветильный прибор по умолчанию принимаемого индекс цветопередачи равным 80, если не указано иное. С Ra 65-70 приборы в дом не покупаем, значению Ra=90 верим с оглядкой.
©ledinfo.ru
