Коэффициент цветопередачи: Индекс цветопередачи — Википедия — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

Индекс цветопередачи — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Изучение CRI лампы с помощью преломления узкого светового пучка на призме.

Индекс цветопередачи, коэффициент цветопередачи (англ. colour rendering index, CRI или R_a) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света^[1].

Необходимость во введении CRI была вызвана тем, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру, но передавать цвета по-разному^[2]. В свою очередь, индекс цветопередачи определяется как мера степени отклонения цвета объекта, освещенного источником света, от его цвета при освещении эталонным источником света сопоставимой цветовой температуры.

[3], обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета». В 2010 году, для более точной оценки качества передачи цвета, была разработана методика Color Quality Scale (CQS). Однако методика CQS не стала полноценной заменой CRI, так как также не учитывала тон и насыщенность цветов освещаемых предметов. Поэтому в августе 2015 года был разработан стандарт ТМ-30-15, который оценивает качество цвета не только по цветным шаблонам, но и встречающимся в повседневности предметам^[4].

Измерение коэффициента цветопередачи

Для получения коэффициента цветопередачи какого-либо источника света (лампы) фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 или 14 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов (шесть дополнительных цветов иногда используются для специальных нужд, но они не применяются для расчета индекса цветопередачи), наблюдаемый при направлении тестируемого источника света на эталонные цвета. Расчёт ведется по методике СIE, по которой получают численное значение отклонения цвета эталонов, освещенных исследуемым источником света. Чем меньше отклонение видимого цвета от естественного (больше индекс цветопередачи), тем лучше характеристика цветопередачи тестируемой лампы.

Источник света с показателем цветопередачи R_a= 100 излучает свет, оптимально отображающий все цвета, индекс цветопередачи у солнечного света также принимается за 100. Чем ниже значения R_a,тем хуже передаются цвета освещаемого объекта:

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи	Примеры ламп
Очень хорошая	1А	Более 90	Серная лампа, Лампы накаливания, Галогенные лампы, Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (Металогалогенные), светодиодные лампы
Очень хорошая	1В	80-89	Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая	2А	70-79	Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая	2В	60-69	Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная	3	40-59	Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая	4	Менее 39	Лампы ДНат (натриевые)

Тестируемые цвета (основные):


R1 увядшая роза	R2 горчичный	R3 салатовый	R4 светло-зеленый	R5 бирюзовый	R6 небесно-голубой	R7 фиолетовая астра	R8 сиреневый

Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания, и у неба северного полушария считается равным 100, при том, что ни один из них не является действительно безупречным (лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов, а северное небо при 7500 К, в свою очередь, слабо при освещении красных тонов).

Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы.^{[источник не указан 894 дня]}

См. также

Литература

Корякин-Черняк С. Л. Краткий справочник домашнего электрика. — СПб.: Наука и техника, 2006. — 272 с. — ISBN 5-94378-176-4.

Паламаренко С. И. Люминесцентные лампы и их характеристики // Радиоаматор-Электрик. — 2001. №1..8.

Примечания

у меня для вас плохие новости / Блог компании LampTest / Хабр

Все, кто разбирался с качеством света светодиодных ламп и все, кто читал мои статьи о светодиодных лампах, знают о таком параметре, как индекс цветопередачи (CRI, он же Ra). Считается, что у качественного света для жилых помещений CRI должен быть не меньше 80.
Недавно я столкнулся с лампой, CRI у которой был вполне приличным — 83.4, но она давала очень неприятный зеленоватый свет.

Я попытался разобраться, что с ней не так.

Индекс цветопередачи или colour rendering index — CRI (ru.wikipedia.org/wiki/Индекс_цветопередачи) — параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета тела видимому (кажущемуся) цвету этого тела при освещении его данным источником света был предложен в 1965 году.
CRI — это средний уровень передачи восьми цветов R1-R8.

Иногда, помимо CRI, указывается и измеряется индекс передачи красного цвета R9. Этот индекс влияет на качество передачи тона человеческой кожи. На lamptest.ru измеренный индекс R9 указан в карточке каждой лампы.
Ещё в 2007 году Международная комиссия по освещению отметила, что «…индекс цветопередачи, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета», однако так вышло, что все производители светодиодных ламп используют именно CRI.
В 2010 году, для более точной оценки качества передачи цвета, была разработана методика Color Quality Scale (CQS), оценивающая качество света по пятнадцати цветам.

В 2015 года был разработан стандарт ТМ-30-15, который оценивает качество света по 99 цветам.

У хороших ламп значения всех трёх индексов приблизительно равны.
А теперь вернёмся к лампе Gauss 207707102 190Lm 2W 2700K G4 12V, из-за которой я и затеял всё это исследование. Её цветовые индексы выглядят удивительно.
Значение CRI достаточно высокое — 83.4, TM30 Rf — 84.3, а вот CQS очень низкий — 35.8. Похоже, хитрый китаец намешал люминофор так, чтобы хорошо передавались именно те 8 цветов, которые учитываются при измерении CRI. Удивительно, что результат вроде как самого продвинутого индекса TM30 также оказался высоким.
Замечу, что из всех 1244 ламп, параметры которых я измерял, только у одной оказался такой низкий уровень индекса CQS. Даже у самых плохих безымянных китайских лампочек с CRI 60, CQS составляет не менее 50.
Я начал изучать значения CQS у ламп и выяснил, что встречается довольно много ламп, у которых CRI больше 80, а значение CQS составляет чуть выше 70, но свет таких ламп визуально вполне комфортный. А вот у некоторых ламп с CRI больше 80, CQS оказался около 60 и свет таких ламп визуально зеленоватый или желтоватый.
Возникает вопрос, что с этим всем делать. Наверное придётся добавлять на lamptest значение CQS и учитывать его при расчёте итоговой оценки ламп, чтобы не могло получится, что лампа с высоким CRI, но некомфортным светом получала высокую оценку.
P.S: Для развития проекта lamptest.ru ищу1. PHP-программиста, готового помочь с доработкой сайта.
2. Помощников, готовых заниматься покупкой и возвратом ламп в магазинах.
3. Лаборатории с фотометрическим шаром, готовые бесплатно измерить световой поток десятка моих образцов (для подтверждения точности моих измерений).
4. Человека, делавшего формулу расчёта оценки качества ламп в Excel (всё перелопатил, не могу найти контакты).

© 2017, Алексей Надёжин
Индекс цветопередачи CRI.
Индекс цветопередачи CRI — это часто неправильно понимаемый показатель качества цвета. Тем не менее, для любого применения, где важен внешний вид цвета, важно учитывать CRI.

Мы разработали следующее руководство, чтобы помочь вам понять, что это такое и как оно может помочь вам улучшить качество освещения.
Что такое индекс цветопередачи CRI ?
Проще говоря, Индекс цветопередачи CRI измеряет способность источника света точно воспроизводить цвета объекта, который он освещает. Это, казалось бы, простое определение, но нет, поэтому мы поможем разбить его на три части.
Часть 1. Индекс цветопередачи CRI — это оценка с максимальным значением 100.
Что означает измерение способность чего-то? Как и результаты тестов, CRI измеряется по шкале, где более высокое число представляет более высокую способность, а 100 — самое высокое. CRI — это удобная метрика, потому что она представлена в виде единого количественного числа. Значения CRI, которые равны 90 и выше, считаются отличными, в то время как оценки ниже 80, как правило, считаются плохими (Подробнее об этом ниже).
Часть 2. Индекс цветопередачи CRI используется для измерения искусственных источников белого света.
Источники света могут быть сгруппированы в источники искусственного или естественного света. В большинстве ситуаций нас беспокоит качество цвета искусственных форм освещения, таких как светодиодные и люминесцентные лампы. Это по сравнению с дневным светом или солнечным светом — естественным источником света.
Часть 3: Индекс цветопередачи (CRI) измеряет и сравнивает отраженный цвет объекта при искусственном освещении.
Во-первых, быстрое обновление того, как работает цвет. Естественный свет, такой как солнечный свет, представляет собой сочетание всех цветов видимого спектра. Цвет самого солнечного света белый, но цвет объекта под солнцем определяется цветами, которые он отражает.

Например, красное яблоко выглядит красным, потому что оно поглощает все цвета спектра, кроме красного, которое оно отражает. Когда мы используем искусственный источник света, такой как светодиодная лампа, мы пытаемся «воспроизвести» цвета естественного дневного света, чтобы объекты выглядели так же, как при естественном дневном свете.
Иногда воспроизводимый цвет будет выглядеть очень похожим, а иногда — совсем другим. Именно это сходство измеряет CRI.

Как вы можете видеть в нашем примере выше, наш искусственный источник света (светодиодная лампа с 5000K CCT) не воспроизводит такое же покраснение в красном яблоке, как естественный дневной свет (также 5000K CCT). Но обратите внимание, что светодиодная лампа и естественный дневной свет имеют одинаковый цвет 5000К. Это означает, что цвет света одинаков, но объекты по-прежнему выглядят по-разному. Как это могло произойти?
Если вы посмотрите на наш рисунок выше, вы увидите, что наша светодиодная лампа имеет другой спектральный состав по сравнению с естественным дневным светом, хотя она имеет тот же 5000K белый цвет.
В частности, нашей светодиодной лампе не хватает красного цвета. Когда этот свет отражается от красного яблока, красный свет не отражается. В результате красное яблоко больше не имеет того же яркого красного вида, которое оно имело при естественном дневном свете.
Индекс цветопередачи CRI пытается охарактеризовать это явление путем измерения общей точности различных цветов объектов при освещении под источником света.

CRI невидим, пока вы не осветите его на объекте.
Как мы упоминали выше, один и тот же цвет света может иметь различный спектральный состав. Поэтому вы не можете судить о CRI источника света, просто взглянув на цвет света. Это станет очевидным только тогда, когда вы направите свет на различные объекты разного цвета.
Как измеряется Индекс цветопередачи CRI?
Метод расчета CRI очень похож на пример визуальной оценки, приведенный выше, но выполняется с помощью алгоритмических вычислений после измерения спектра рассматриваемого источника света. Сначала необходимо определить цветовую температуру для рассматриваемого источника света. Это можно рассчитать по спектральным измерениям.
Цветовая температура источника света должна быть определена таким образом, чтобы мы могли выбрать подходящий спектр дневного света для использования для сравнения.
Затем рассматриваемый источник света будет фактически освещен серией виртуальных  образцов цвета, называемых пробными образцами цветов (TCS), с измеренным отраженным цветом.
Измерение цветовой температуры
Всего имеется 15 образцов цвета:

Мы также подготовим серию виртуальных измерений отраженного цвета для естественного дневного света той же цветовой температуры. Наконец, мы сравниваем отраженные цвета и формально определяем оценку «R» для каждого образца цвета.

Значение R для определенного цвета указывает на способность источника света точно воспроизводить этот конкретный цвет. Поэтому, чтобы охарактеризовать общую способность цветопередачи источника света к различным цветам, формула CRI принимает среднее значение R. Какие и сколько значений R усредняются, будет зависеть от того, какое определение CRI вы используете — общий CRI (Ra) или расширенный CRI.
Как насчет цветовой температуры без дневного света?
Для простоты мы взяли цветовую температуру 5000 К для наших примеров выше и сравнили ее со спектром естественного дневного света 5000 К для расчетов CRI. Но что, если у нас есть светодиодная лампа 3000K и мы хотим измерить ее CRI? Стандарт CRI гласит, что для цветовых температур 5000К и выше используется спектр дневного света , а для цветовых температур менее 5000К используется спектр излучения Планка.
Планковское излучение — это практически любой источник света, который создает свет, генерируя тепло. Это включает в себя лампы накаливания и галогенные источники света. Поэтому, когда мы измеряем CRI светодиодной лампы 3000K, ее сравнивают с «естественным» источником света, который имеет тот же спектр, что и галогенный прожектор 3000K. (Это верно — несмотря на ужасную энергоэффективность галогенных и ламп накаливания, они дают полный, естественный и превосходный спектр света).
Цветовая температура светодиодов
Каковы общие значения CRI и что является приемлемым?
Для большинства внутренних и коммерческих применений освещения 80 CRI (Ra) является общей базой для приемлемой цветопередачи. Для приложений, где цветовой вид важен для работы, выполняемой внутри, или может способствовать улучшению эстетики, 90 CRI (Ra) и выше могут быть хорошей отправной точкой. Огни в этом диапазоне CRI обычно считаются огнями с высоким CRI. Типы приложений, в которых 90 CRI (Ra) могут потребоваться по профессиональным причинам, включают больницы, текстильные фабрики, типографии или цеха покраски. Области, где улучшенная эстетика могла бы быть важными, включают отели высокого класса и розничные магазины, места жительства и студии фотографии. При сравнении продуктов освещения со значениями CRI выше 90, может быть очень полезно сравнить отдельные значения R, которые составляют показатель CRI, в частности, CRI R9.
CRI R9 является одним из тестовых образцов цвета (TCS), используемых при расчете расширенного CRI. Однако многие производители сообщают только об общем CRI, который не включает в себя показатель CRI R9. (Смотрите здесь для расширенного CRI против общего CRI ). Поэтому CRI R9 часто является полезным дополнительным показателем для оценки способности цветопередачи источника света, особенно в том, что касается объектов, спектры отражения которых содержат красные волны.
Подробное рассмотрение того, как рассчитывается R9, вместе с соответствующим образцом тестового цвета (TCS9) — это общая рекомендация для всех, кому необходимо знать о качестве цвета источника света.
Что такое индекс цветопередачи CRI R9?
R9 — это показатель, показывающий, насколько точно источник света будет воспроизводить яркие красные цвета.«Точный» определяется как сходство с дневным светом или лампами накаливания, в зависимости от цветовой температуры.

Как и при каждом расчете значения CRI R , R9 рассчитывается путем вычисления отраженного цвета от теоретического объекта с профилем отражения, определенным как TCS9. Спектры отражения представлены ниже:

Что примечательно, так это то, что спектр TCS9 почти полностью состоит из красного света. По спектру мы видим это как длину волны более 600 нм. Это означает, что если в источнике света недостаточно красного света, красный цвет будет казаться «выключенным» или другим. Ниже приведен типичный спектр светодиодов по сравнению с эталонным источником (дневной свет). Очень заметно отсутствие красного света, излучаемого светодиодом на длинах волн свыше 600 нм. В результате значение CRI R9 для этого светодиода составляет -1,4. (Это верно, отрицательное число!) Это несмотря на то, что общий CRI (Ra) входит в 79.

Почему CRI R9 важен?

CRI R9 является очень важным показателем, потому что многим источникам света будет не хватать красного, но этот факт будет скрыт из-за усреднения вычислений CRI, которые не включают R9. Как показано на диаграмме ниже, источник света действительно может работать достаточно хорошо с первыми 8 тестовыми цветными образцами, демонстрируя неплохие результаты для R1-R8. Для общей метрики CRI Ra это означает, что светодиод с плохой цветопередачей красного цвета все еще может обойтись с рейтингом 80 CRI (Ra).
Однако при более внимательном рассмотрении значения R9 видно, что свет будет очень плохим, в частности, для красных цветов.

Что такое хорошее значение CRI R9?
Хотя максимально возможное значение R9 также равно 100, в отличие от средних значений CRI, R9 следует оценивать немного по-другому. С математической точки зрения, R9 гораздо сложнее получить высокий балл по сравнению с другими значениями R, которые составляют вычисления CRI, и гораздо более чувствителен к спектральным изменениям. Следовательно, оценка R9, равная 50 или выше, будет считаться «хорошей», тогда как оценка R9, равная 90 или более, будет считаться «отличной». Поэтому вы обнаружите, что большинство осветительных продуктов, доступных на рынке, редко указывают значение R9, и когда они это делают, они редко гарантируют что-либо выше 50. Даже в Waveform Lighting мы указываем R9> 80 или R9> 90, и не может гарантировать что-либо выше, чем R9> 95 из-за этой чувствительности.
Это связано с тем, что CRI использует цветовое пространство CIE 1960 uv, которое искажено таким образом, что преувеличивает цветовые различия в красной области диаграммы цветности. Поскольку CRI является вычислением, которое количественно определяет различия в цвете между источником света и эталонным источником, большая вычисленная разница в цвете приведет к большему уменьшению показателя R.
Почему красный такой важный цвет?
Красный — важный цвет для многих применений, включая фотографию, текстиль и воспроизведение оттенков кожи человека. Многие объекты, которые не отображаются красным цветом, на самом деле представляют собой комбинацию цветов, включая красный. Например, на оттенки кожи очень сильно влияет покраснение крови, которая течет прямо под нашей кожей.
Следовательно, при отсутствии красного цвета человек выглядит бледным или даже зеленым. Это может быть проблематично для медицинских применений, где появление цвета имеет решающее значение для точной диагностики. В других приложениях, таких как фотография, эстетический внешний вид имеет решающее значение, и во многих случаях его невозможно исправить даже в пост-продакшн и цифровом редактировании. При поиске светодиода высокого качества, не забудьте узнать о CRI.
В чем разница между CRI и Ra?
Сравнивая продукты освещения, вы, несомненно, встретите показатели CRI и Ra для описания качества цвета. Вы можете предположить, что нет никакой разницы между CRI и Ra, но читайте дальше, чтобы узнать, как это может быть ошибкой!
Индекс цветопередачи CRI определен.
CRI является аббревиатурой от индекса цветопередачи и является наиболее широко принятым в мире показателем, описывающим способность источника света точно воспроизводить цвет.
Общая концепция предполагает использование набора из 15 предопределенных цветов, называемых образцами тестовых цветов (TCS),  и определение того, насколько точным источником света будет выглядеть каждый из этих цветов.
Ниже приведены 15 образцов цветовых тестов:

«Точный» определяется как сходство с естественным дневным светом или лампой накаливания, в зависимости от его цветовой температуры. (Это немного упрощение — подробнее см. Здесь ). Каждая из этих оценок TCS называется R i , где R обозначает оценку рендеринга, а  i является индексом TCS. Например, оценка для TCS4 («Умеренный желтовато-зеленый») будет рассчитана и помечена как R4. Как только каждое из значений R вычислено, могут быть вычислены два типа CRI, называемые общим CRI и расширенным CRI.
Общий Индекс цветопередачи CRI.
Общий CRI рассчитывается как среднее значение от R1 до R8. Формально это часто упоминается как Ra, где a является сокращением для «среднего».Обратите внимание, что используются только R1-R8, а R9-R15 НЕ используются при расчете Ra.
Расширенный CRI.
Расширенный CRI рассчитывается как среднее значение от R1 до R14. Иногда используется символ «Re», где буква «e» обозначает «расширенный». Примечательно, что расширенный CRI отражает влияние насыщенных цветов, таких как глубокий красный (R9) и ярко-синий (R12), чего нет в общем CRI. Это одна из критических замечаний общего CRI, и поэтому всегда полезно взглянуть на расширенный CRI и конкретные значения R при работе над проектом, где качество цвета имеет значение.
Что такое Ra?
Технически, Ra — это просто символ в формулах для общих вычислений CRI, но он стал широко использоваться в качестве синонима для общего CRI. Другими словами, Ra также является средним значением от R1 до R8.
Утрачено при переводе?
В Соединенных Штатах термин CRI используется для обозначения общего CRI (R1-R8), хотя это не обязательно имеет место в других регионах мира. В Китае и Европе , например, CRI , как правило , используется для описания расширенного CRI (R1-R14). В зависимости от того, с кем вы говорите, CRI может иметь совсем другое значение. Наша рекомендация должна быть ясной при обсуждении этих показателей с производителями и клиентами. При обсуждении общего CRI лучше всего использовать термин «CRI (Ra)» или общий CRI (R1-R8). При обсуждении расширенного CRI используйте термин «CRI (e)», «Re» или расширенный CRI (R1-R14). Как правило, расширенный CRI используется реже, чем общий CRI, но в случае сомнений всегда лучше уточнить!
В Waveform Lighting, чтобы избежать путаницы, мы прямо указываем, когда CRI используется для обозначения CRI Ra. Например, ниже приведен скриншот с нашей страницы продукта со светодиодной трубкой NorthLux T5 .

Почему высокий CRI всегда менее эффективен.
Являясь лидером в отрасли светодиодных осветительных приборов с высоким CRI , одной из наших задач было объяснить нашим клиентам, почему светодиоды с высоким CRI отстают от своих 80 CRI (или ниже) аналогов по своей световой эффективности (люмен на ватт).
Если вы прочитали некоторые другие наши сообщения в блоге , вы увидите, что мы одержимы наукой о цвете . Поскольку взаимосвязь между CRI и световой эффективностью часто замечают, но редко понимают, мы подумали, что это вопрос / тема, которая определенно заслуживает отдельного поста.
Чтобы понять Индекс цветопередачи CRI и люмены, посмотрите на спектр.
Как и во многих других областях науки о цвете, нам нужно вернуться к спектральному распределению мощности источника света. Индекс цветопередачи CRI рассчитывается глядя на спектр источника света, а затем моделируя и сравнивая спектр, который будет отражаться от набора тестовых образцов цвета.
В своих расчетах CRI использует SPD дневного света или черного тела , поэтому более высокий CRI также указывает на то, что спектр света аналогичен естественному дневному свету (более высокие значения CCT) или галогенам / лампам накаливания (более низкие значения CCT).
Спектр естественного дневного света (вверху)
Выходная мощность, измеренная в люменах, описывает яркость источника света. Яркость , однако, является чисто человеческой конструкцией! Это определяется тем, к каким длинам волн наши глаза наиболее чувствительны и сколько энергии света присутствует на этих длинах волн. Мы называем ультрафиолет и инфракрасное излучение «невидимыми» (то есть без яркости), потому что наши глаза просто не «воспринимают» эти длины волн как воспринимаемую яркость, независимо от того, сколько энергии присутствует на этих длинах волн.Чтобы лучше понять, как работает феномен яркости, ученые в начале 20-го века разработали модели систем человеческого зрения, и фундаментальным принципом, лежащим в основе этого, является функция яркости, которая описывает взаимосвязь между длиной волны и восприятием яркости.

Желтая кривая показывает стандартную фотопическую функцию (см. Выше)
Кривая яркости достигает пика между 545-555 нм, диапазоном длин волн светло-зеленого цвета, и довольно быстро спадает при увеличении и уменьшении длины волны. Очень важно, что значения яркости очень низкие — 650 нм, которые представляют собой длины волн красного цвета. Это говорит нам о том, что длины волн красного цвета, а также длины волн темно-синего и фиолетового цветов очень неэффективны при ярком освещении. Или, наоборот, зеленые и желтые волны наиболее эффективны для яркого освещения. Интуитивно понятно, что это может объяснить, почему защитные жилеты и подсвечники высокого обзора чаще всего используют желтый / зеленый цвета для достижения их относительной яркости.
Наконец, когда мы сравним функцию яркости со спектром для естественного дневного света, должно стать ясно, почему высокий CRI, и особенно R9 для красных , расходится с яркостью. Для достижения высокого коэффициента цветопередачи почти всегда полезен более полный и широкий спектр, но для достижения более высокой светоотдачи наиболее эффективным будет более узкий спектр, сфокусированный в зелено-желтом диапазоне длин волн.
Именно по этой причине в стремлении к повышению энергоэффективности качество цвета и CRI почти всегда отводятся в приоритет. Справедливости ради следует отметить, что в некоторых приложениях, таких как наружное освещение, может быть более высокая потребность в эффективности, чем в цвете. Тем не менее, понимание и оценка задействованной физики могут быть очень полезны при принятии обоснованного решения в осветительных установках.
Световая эффективность излучения (LER)
До сих пор в этой статье мы несколько свободно поменяли термины эффективность и действенность. Хотя они оба влияют на конечное количество люменов, испускаемых на ватт электрической энергии, технически эти термины означают разные вещи.
В строго научном смысле эффективность описывает общую потребляемую электрическую энергию (вход) по сравнению с полной энергией, излучаемой в виде света. Поскольку это соотношение, вход и выход описываются в ваттах, а выходная мощность обычно описывается как «радиометрические ватты». Короче говоря, радиометрической выходной энергией является энергия в форме электромагнитного излучения, независимо от ее влияния на воспринимаемую яркость. Эффективный светодиод на 50% преобразует 100 Вт электрической энергии в 50 Вт электромагнитного излучения и 50 Вт тепловой энергии.
Теперь, когда мы переходим к эффективности. Мы привносим функцию светимости в нашу дискуссию. Световая эффективность описывает, насколько эффективен конкретный световой поток при создании восприятия яркости. Свет с низким CRI с большим количеством зеленой и желтой энергии длины волны благодаря функции светимости будет иметь более высокую световую эффективность, в то время как свет с высоким CRI, спектр света которого является более полным и равномерно распределенным, будет иметь более низкую световую эффективность, потому что длины волн менее эффективны при создании воспринимаемой яркости.
Глубоко в научно-исследовательских лабораториях разработки светодиодов инженеры постоянно оценивают этот компромисс между качеством цвета и эффективностью. Удобная мера, называемая световой эффективностью излучения, или сокращенно LER, помогает количественно оценить это.
По сути, LER исключает из уравнения аспект электрической эффективности светодиодов и фокусируется на радиометрическом выходе и его эффективности при создании воспринимаемой яркости.
LER может варьироваться в диапазоне от 0,0 до 1,0 в зависимости от спектрального распределения мощности и может использоваться для оценки фактической световой эффективности в люменах на ватт с использованием следующего уравнения:
LPW = Fe x LER x 683
LPW: световая эффективность, в люменах на ватт
Fe: радиометрическая эффективность (обычно 30-50% для светодиодов)
LER: световая эффективность излучения (обычно 0,2 — 0,5 для светодиодов)
683: коэффициент для преобразования LER в LPW
Так, например, если у нас есть светодиод с радиометрической эффективностью 40% и LER 0,40, мы можем оценить, что он будет давать значение светоотдачи примерно 110 люмен на ватт.
В качестве примечания можно также сделать вывод, что максимальная световая отдача 683 лм / Вт может достигать 100% электрически эффективного светодиода со 100% LER (который излучает только при 555 нм).
Еда на вынос? Можно не только увеличить световую эффективность, увеличив электрическую эффективность, присущую светодиоду и его системе, но также взглянуть на LER, который может быть получен непосредственно из спектра света.
Нижняя линия
Итак, у вас есть это — всесторонний взгляд на то, почему более высокий CRI и, следовательно, более широкий спектр, почти неизбежно приведут к более низкой световой эффективности. Это фундаментальная физическая проблема, и для ее решения необходимо определенное время, чтобы определить, когда и где следует идти на компромисс между эффективностью и эффективностью в сравнении с качеством цвета.
Как приклеить светодиодную ленту
Что такое индекс цветопередачи и почему он важен при выборе освещения

Индекс цветопередачи – параметр, который обязательно упоминают, говоря о характеристиках лампы или другого осветительного прибора. Что именно демонстрирует этот показатель и каким образом можно измерить его величину? Насколько индекс цветопередачи отличается у разных типов ламп и какое влияние это оказывает на зрительный комфорт? Узнайте ответы на эти вопросы из нашей новой статьи.

Две лампы различного типа, имеющие аналогичную цветовую температуру и обладающие одинаковой величиной светового потока, часто передают оттенки освещаемых объектов как абсолютно разные. Это связано с определенной неравномерностью, характерной для спектра свечения, поэтому возникают отличия в передаче цвета в зависимости от интенсивности энергии источника в конкретном цветовом спектре.

Цветопередачей называют воздействие спектрального состава источников освещения на визуальное восприятие цветных объектов, сравниваемое с восприятием этих же объектов, которые освещены источником света, принятым за эталонный. Числовое выражение правильности передачи каждого из цветов и называют индексом цветопередачи.

Что означает индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи – это количественное выражение меры соответствия видимых глазом цветов объектов окружающего пространства, освещаемых определенным источником искусственного света, их реальным цветам, освещенным ярким солнцем. Чем незначительней отличия между видимыми цветами и естественными, тем более высоким показателем цветопередачи обладает тестируемый световой источник.

Индекс цветопередачи обозначается Ra или же CRI – Color Rendering Index, и выражается числом от 1 (наихудшая передача цвета) до 100 (идеальная, абсолютно точная цветопередача).

Методики определения индекса цветопередачи

Важность точной передачи оттенков освещаемых предметов источниками освещения осознали достаточно давно. Существуют целые сферы человеческой деятельности, где уровень качества передачи цветов освещаемых объектов – необходимое и обязательное условие успешной работы: контроль готовой продукции на швейных и текстильных фабриках, художественные мастерские, музеи, полиграфия, салоны красоты, зубоврачебные кабинеты и т.д.

Для решения этой задачи в 1965 году была предложена методика вычисления индекса цветопередачи, названная Color Rendering Index – CRI. Согласно действующим международным стандартам, все производители светодиодной техники обязаны проводить тестирование своей продукции с помощью этой методики.

Color Rendering Index (CRI)

Суть применения методики состоит в вычислении цветовых смещений для набора тестовых образцов под светом исследуемого светового источника сравнительно с освещением солнечного спектра либо же световым потоком, излучаемым абсолютно черным телом той же цветовой температуры.

Процедура вычисления коэффициента цветопередачи проходит в несколько этапов:

образец-шаблон освещается световым потоком исследуемого источника света;
проводятся измерения цвета образца посредством использования специализированных приборов;
тестовый образец освещают эталонным источником света;
измеряют оттенок образца, освещенный эталонным светом;
с помощью специальной методики производится расчет уровня отклонения полученных цветов под светом исследуемого источника и эталонным.

Данная последовательность действий повторяется с каждым из шаблонных образцов, затем следует вычисление среднего арифметического значения CRI. Чем ближе полученный результат к 100, тем точнее и правильней передает цвета изучаемый источник света.

До 1974 года тестовые карты включали набор из 8 цветов (R1-R8), затем к основным цветам были добавлены еще 6 дополнительных (R9-R14). Все эти цвета зафиксированы в DIN 6169, однако для стандартных вычислений применяют базовые 8 основных цветов, тогда как 6 дополнительных – только в исключительных случаях.

На основе полученных данных можно разделить осветительные приборы по степени цветопередачи, как показано в таблице ниже.

Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи	Характеристика цветопередачи
1А	Более 90	Очень хорошая
1В	80–89	Очень хорошая
2А	70–79	Хорошая
2В	60–69	Хорошая
3	40–59	Посредственная
4	Менее 39	Плохая

Несмотря на очевидные достоинства, методика CRI имеет свои недостатки. Объясняется это просто: изначально метод создавался для вычисления цветопередачи ламп непрерывного спектра, с высоким (более 90) индексом цветопередачи. Говоря «непрерывный спектр», мы подразумеваем спектральный состав белого света, который содержит набор разных цветов, дающих в итоге белое свечение с определенной цветовой температурой.

Спектральным составом света называется набор излучений волн различной длины (цвета), составляющий световой поток источника. Степень излучения конкретного цвета определяется исходя из спектрального состава светового потока. А источниками непрерывного спектра называют осветительные приборы, содержащие в своем спектральном составе волны всех видимых длин – именно эти приборы отличает максимальная точность отображения передаваемых оттенков. К ним, помимо солнечного света, относятся источники галогенного типа, а также лампы накаливания.

Color Quality Scale (CQS)

Данная методика была разработана NIST и опубликована в 2010 году с целью увеличения точности оценки уровня цветопередачи. Метод CQS базируется на применении насыщенных цветов, которые в условиях искусственного освещения сильнее подвержены искажениям. Метод расчета цветовых сдвигов был также изменен и оптимизирован, чтобы высокое искажение по какому-то шаблону не позволяло итоговому значению индекса оставаться высоким.

Однако, данная методика также имеет свой недостаток. Известно, что особенности спектра излучаемого света оказывают определенное влияние на восприятие цветов, делая их визуально ярче или более приглушенными. При этом такие актуальные характеристики, как насыщенность оттенка, как и его тон, методом CQS не учитывается.

Стандарт IES ТМ-30-15

Данный стандарт был представлен в 2015 году. В соответствии с ним уровень качества цветопередачи выражается посредством двух значений: точности (fidelity) – Rf и насыщенности (gamut) – Rg. Индекс Rf рассчитывается, исходя из данных, полученных путем сравнения не только 99 тестовых оттенков, но и объектов, которые встречаются в быту. Процедура исследования проводится стандартно: тестовая карта освещается светом, принятым за эталонный, затем – тестируемым источником света, после чего производят расчет цветовых искажений и определяют числовое значение коэффициента.

Индекс Rf по сути аналогичен CRI, его значение также находится в диапазоне 0 – 100, при этом для наивысшего качества освещения характерен показатель 100.

Числовое выражение индекса Rg рассчитывается несколько иным способом: исходному уровню насыщенности оттенков отвечает показатель Rg = 100. В случае, когда особенности спектра света, излучаемого изучаемым источником, делают цвета визуально более тусклыми, индекс Rg обретает значения меньше 100, а если яркость цветов повышается – Rg больше 100. У большей части бытовых источников значение этого параметра находится в диапазоне 60 – 140.

Индекс цветопередачи ламп различных типов

Лампы накаливания

Индекс цветопередачи этих моделей считается наивысшим для искусственных источников света, их коэффициент передачи цвета максимально близок к 100 Ra, и соответствует степени 1А. К сожалению, малый рабочий ресурс, низкая энергоэффективность и высокая температура нагрева колбы существенно сужают сферу использования этих лампочек – их нежелательно применять рядом с легко воспламеняющимися объектами.

Галогенные лампы

Эти источники света, как и лампы накаливания, имеют непрерывный спектр, приближенный к спектральному составу излучения абсолютно черного тела с цветовой температурой 2800-3000 К, это делает их индекс Ra очень высоким: 99-100. Однако, использование таких источников имеет свою специфику: температура их колбы настолько высока, что создает повышенную пожарную опасность, поэтому следует гарантированно исключить возможность контакта работающей галогенной лампы с воспламеняющимися объектами или человеческим телом.

Светодиодные лампы

На вопрос о точности передачи оттенков LED-источниками нельзя ответить совершенно однозначно, поскольку данная характеристика зависит как от качества люминофора, использованного для изготовления светодиодов, так и от технических решений, примененных производителем лампы или светильника. Индекс цветопередачи таких источников освещения колеблется от 60 Ra (самые бюджетные экземпляры) до 95 Ra (наиболее качественные источники света от ведущих производителей).

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

Эти источники света отличаются большей экономичностью и пожарной безопасностью, чем лампы накаливания, однако уступают по этим характеристикам светодиодным моделям. Коэффициент цветопередачи таких источников, обычно находится в диапазоне от 60 до 90 Ra, и может отличаться в зависимости от производителя и конкретной серии ламп.

Лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные)

Предназначенные для организации промышленного, уличного и производственного освещения, эти источники характеризуются достаточно низким уровнем цветопередачи – не более 40-59 Ra, вследствие чего их используют только в таких пространствах, где высокая точность передачи цветов не требуется. Такими лампами пользуются для освещения складских и сельскохозяйственных помещений, парковок, строительных площадок и других подобных объектов.

Натриевые лампы

Работающий источник света такого типа дает яркий свет оранжево-желтого спектра, что делает качество цветопередачи неудовлетворительным – меньше 40 Ra, поэтому использовать такое освещение в местах длительного пребывания людей не рекомендуется. Эти лампы применяют, в основном, как декоративную и архитектурную подсветку, также они достаточно эффективны для уличного освещения в условиях тумана.

Подводя итоги, подчеркнем, что индекс цветопередачи – одна из важнейших характеристик качества освещения, позволяющая человеческому зрению правильно различать оттенки и цвета окружающих объектов. Для жилых помещений лучше приобретать такие модели ламп, которые имеют индекс цветопередачи выше 80 Ra, этого уровня вполне достаточно, чтобы освещение было комфортным для человека. Однако, для пространств с повышенными требованиями к уровню цветопередачи (парикмахерские, салоны красоты, художественные салоны, картинные галереи и т.д.) следует выбрать источники света, передающие цвета на уровне не ниже 90 Ra.

Помните, что качественное освещение поможет сохранить ваше зрение здоровым на долгие годы.

Индекс цветопередачи — Википедия. Что такое Индекс цветопередачи

Изучение CRI лампы с помощью преломления узкого светового пучка на призме.

Термин появился приблизительно в 1960—1970-х годах. Изначально CRI был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым значением индекса цветопередачи, но с сильно различающейся видимой передачей цвета. В 2007 году Международная комиссия по освещению отметила, что «…индекс цветопередачи, разработанный комиссией^[3], обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета». В 2010 году, для более точной оценки качества передачи цвета, была разработана методика Color Quality Scale (CQS). Однако методика CQS не стала полноценной заменой CRI, так как также не учитывала тон и насыщенность цветов освещаемых предметов. Поэтому в августе 2015 года был разработан стандарт ТМ-30-15, который оценивает качество цвета не только по цветным шаблонам, но и встречающимся в повседневности предметам^[4].