Что такое индекс цветопередачи

Свет в доме во многом определяет настроение и атмосферу, с его появлением мир приобретает краски и наполняется жизнью.

Чтобы понять какие именно лампы помогут нам добиться комфортной среды, наряду с мощностью и цветовой температурой нужно обратить внимание на ее цветопередачу. Для начала поймем что же это такое: индекс цветопередачи или colour rendering index - CRI - параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета предмета видимому (кажущемуся) цвету этого предмета при освещении его данным источником света. Другими словами будут ли окружающие нас предметы такими же по цвету как и при дневном освещении.

В реальной жизни, при освещении лампами с плохой цветопередачей - мы сталкиваемся с искаженным восприятием цветов в окружающем нас пространстве именно из-за того, что источники искусственного освещения имеют низкий коэффициент цветопередачи.

Качественный же источник света должен обеспечивать максимально близкое к естественному отображение цветов.

При этом важно понимать, что цветопередача не определяется цветовой температурой освещения. На протяжении светового дня цветовая температура естественного освещения изменяется от 2000 К до 7000 К, но при этом глаз человека правильно распознает большинство цветовых оттенков, благодаря способности нашего зрения адаптироваться к цветовой температуре. Светодиодные источники света с разной цветовой температурой (например «теплый белый» (2700 К - 3500 К) и «холодный белый»(3500 К - 6500 К)) могут отображать цвета одинаково хорошо. С другой стороны, две различные лампы с одинаковой цветовой температурой (например 3000 Кельвин) могут передавать цвета по-разному, то есть иметь различный индекс цветопередачи.

Даже для источников с очень низкой цветовой температурой, например для пламени свечи (2000 К - 2300 К), CRI может быть высоким. Но стоит учитывать, что возможность нашего зрения к различению цветов при столь низких цветовых температурах уменьшается.

На Рисунке 1 можно увидеть разницу в цветопередаче для источников света с разными Ra .

Как мы видим для источника с Ra =60 цветопередача значительно хуже, чем для 80 или 90 .

Рисунок 1.

Пример изменения искаженного восприятия цвета при освещении лампами с низким индексом цветопередачи.

Эталонным является источник света с показателем цветопередачи Ra =100 , который излучает свет, оптимально отображающий все цвета. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

В большинстве случаев в качестве такого эталонного источника можно использовать дневной свет.

В Таблице 1 приведены примеры различных источников света и типовые значения цветопередачи.

Таблица 1.

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи	Примеры ламп
Очень хорошая			Серная лампа, Лампы накаливания, Галогенные лампы, Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (Металогалогенные)
Очень хорошая			Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
			Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
			Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная			Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
			Лампы ДНат (натриевые)

При выборе светодиодных ламп стоит ориентироваться на индекс цветопередачи не ниже 80 .

Однако, стоит отметить, что при выборе светодиодных ламп или светильников стоит учитывать особенность деятельности в помещениях, которые требуется освещать.

Для примера рассмотрим студию по печати фотографий, либо лабораторию по подбору красок для автомобилей. В данном случае, коэффициент цветопередачи является очень важным параметром, т.к. при плохой цветопередаче очень часто будут возникать ошибки, связанные с определением соответствия цветов, и как следствие дополнительные потери материалов и времени на исправление таких ошибок.

Или другой пример - магазин одежды. Здесь также важно обеспечить правильную цветопередачу, т.к. иначе покупатели могут испытывать разочарование, увидев, что цвет, который они видели в магазине не соответствует тому, что они видят на улице, или дома. Это безусловно будет приводить к потере лояльности клиентов, и как следствие снижение выручки такого магазина.

Методика измерения CRI была разработана Международной комиссией по освещению (МКО) еще в 70 -х годах прошлого века. Первоначально методика основывалась на восьми ненасыщенных цветах (TS1 - TS8), с дополнительным TS9 насыщенным красным.

В последствии в нее также были включены еще 4 насыщенных оттенка.

Для более точной оценки качества передачи цвета, Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) была разработана методика Color Quality Scale (CQS). Она основывается на использовании более насыщенных цветов, сильнее подверженных искажениям при искусственном освещении, а также на более совершенных методиках расчета.

На Рисунке 2 можно увидеть пример тестовой таблицы цветов.

Рисунок 2.

Однако она не учитывает насыщенность цветов освещаемых предметов отдельным дополнительным параметром. Это важно, так как особенности спектра освещения могут сделать цвета объекта более «приглушенными» или, наоборот, более яркими. Но CRI или CQS при этом будут одними и тем же.

Различия в яркости при освещении различными источниками света можно увидеть на Рисунке 3.

Рисунок 3.

Для повышения точности определения качества цветопередачи, в августе 2015 года Североамериканским светотехническим обществом (Illuminating Engineering Society of North America — IES) был разработан стандарт ТМ-30-15, который оценивает точность (fidelity) — R f и насыщенность (gamut) — R g цвета. Причем для измерений используются не только по цветные шаблоны, но и встречающиеся в повседневности предметы.

Пример такой таблицы можно увидеть на Рисунке 4.

Рисунок 4.

Цветовые оттенки, используемые при измерениях по стандарту IES ТМ30-15

На сегодняшний день стандарт IES ТМ-30-15 не является обязательным к исполнению ни в одной стране мира. Тем не менее, производители могут при желании измерять цветопередачу своей продукции и по данной методике в дополнение к измерениям, предусмотренным стандартами, обязательность которых установлена законодательством.

В России измерение индекса цветопередачи определяется ГОСТ Р 8.827-2013 ГСИ «Метод измерения и определения индекса цветопередачи источников излучения», базирующееся на рекомендации МКО CIE 177:2007.

Чтобы не ошибиться в существующем многообразии предложений, или вы сомневаетесь в том, какие светодиодные лампы или светильники оптимально подойдут под вашу задачу, мы с удовольствием поможем вам сделать правильный выбор. В нашем магазине вы получите всю исчерпывающую информацию об осветительном оборудовании .

Все светодиодные лампы в нашем магазине имеют качественную цветопередачу и отвечают необходимым нормам, утвержденным МКО. Также мы всегда рады помочь нашим клиентам в выборе светодиодных ламп, подходящих даже под самую сложную задачу.

Статьи о светодиодном освещении

Эта статья для тех, кто впервые задался подобным вопросом и не имеет технического образования. Светодиодное освещение - это освещение чего-либо с использованием относительно новых источников света - светодиодов. Светодиод это промышленно созданный кристалл, который при подключении к электричеству начинает излучать свет. Справедливо говоря, новым источником света светодиод назвать нельзя, т.к. он изобретен уже несколько десятков лет назад, но активно развиваться и использоваться во всех сферах нашей жизни он стал только в начале 2000 годов, благодаря новым открытиям в технологической области и существенным снижением стоимости производства.

Современные технологии не стоят на месте и научно-технический прогресс не оставляет без внимания такую сферу нашей жизни, как освещение. Развитие происходит как в сторону повышения светотехнических характеристик, так и в сторону появления дополнительных смежных технологических устройств, повышающих полезность светильников и системы освещения вообще. Мы говорим о многочисленных разновидностях светодиодных светильников со встроенными датчиками.

Мы решили сделать обзор, в котором будут собраны наиболее интересные отзывы о светодиодных лампах. Эти отзывы мы собрали как с наших покупателей (и продолжаем собирать), так и из интернета - с различных форумов, блогов, тематических порталов и прочих ресурсов. Получив большой объем данных мы его систематизировали, обезличили и получился некий набор интересных мнений и советов реальных людей, использующих светодиодные лампы дома, на даче, в офисе и т.д.

Клиенты нашего Интернет-магазина часто задают вопросы - какие светодиодные лампы лучшие, каких фирм? Чем конкретно они лучше? Можно ли доверять характеристикам ламп, указанным на упаковке? Можно ли покупать светодиодные лампы, изготовленные в Китае? Можно ли использовать светодиодные лампы в детских комнатах? Это лишь часть вопросов, которыми задаются покупатели при выборе лучшего для себя варианта. Причем подобные вопросы возникают тогда, когда покупатель уже знает какой именно тип ламп нужен и с какими характеристиками. В этой статье мы постараемся дать ответы на все эти вопросы и избежать новых головоломок для потребителя:-)

Светодиод - это полупроводниковый прибор, трансформирующий электрический ток в световое излучение. У светодиода есть общепринятая аббревиатура - LED (light-emitting diode), что в дословном переводе на русский язык означает "светоизлучающий диод". Светодиод состоит из полупроводникового кристалла (чип) на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Непосредственно излучение света происходит от этого кристала, а цвет видимого излучения зависит от его материала и различных добавок. Как правило, в корпусе светодиода находится один кристалл, но при необходимости повышения мощности светодиода или для излучения разных цветов возможна установка нескольких кристаллов.

Это, безусловно, важнейший вопрос, поскольку мир сегодня стоит на пороге новой эры в технологиях освещения и надо быть уверенными в том, что светодиодное освещение не наносит вред здоровью. На сегодняшний день (2014 год) данный вопрос нельзя считать досконально изученным, поскольку период внедрения светодиодного освещения в жизнь человека еще достаточно мал и необходимое количество статистических данных для анализа еще не накоплено. Тем не менее, на текущий момент имеется огромное количество фактов и мнений профессионалов в этой области, свидетельствующих об отсутствии какого-либо вреда от светодиодного освещения.

Эта статья для тех, кто не разбирается в лампочках, типах их цоколей и электричестве вообще, но уже понимает, что использовать светодиодные лампы экономически гораздо выгоднее, чем лампы накаливания и даже чем люминесцентные (их часто называют "энергосберегающими"). Подобрать нужные светодиодные лампы очень просто и мы поможем Вам сделать правильный выбор, следуя по инструкциям ниже. Либо Вы можете сразу позвонить нам и мы с удовольствием поможем с выбором.

В этой статье мы расскажем о выгоде использования светодиодных ламп по сравнению с люминесцентными (их часто называют "энергосберегающими"), галогенными и лампами накаливания. Во второй части мы приведем экономический расчет окупаемости при замене ламп на светодиодные. Экономическая эффективность светодиодных ламп настолько очевидна, что Вам не потребуется никаких специальных знаний для того, чтобы самостоятельно сделать выводы.

Одна из задач с которой зачастую сталкиваются при глубоком ремонте или строительстве жилых и офисных помещений, это уровень достаточного освещения. В ситуации, когда в качестве источников света используются обычные лампы накаливания, по опыту можно примерно определить необходимое количество и мощность лампочек, а вот если есть идея сделать жилье более современным и удобным, а при этом еще и регулярно экономить на освещении весьма существенные суммы, то имеет смысл присмотреться к светодиодному освещению. Так, какое количество и каких именно светодиодных ламп требуется установить, чтобы в помещении было комфортно?

В одной из наших статей мы рассказали о том, что такое светодиод и как он развивался. Сейчас мы хотим подробнее остановиться на нынешних лидерах отрасли - тех, кто производит светодиоды и светодиодные лампы. Это не одно и тоже, поскольку производители ламп не всегда делают светодиоды и наоборот, производители светодиодов не всегда занимаются массовым производством ламп на их основе. По официальным данным компании IMS Research на февраль 2013 года производство светодиодов сосредоточено в Китае (более 50%), далее Тайвань (около 20%), Южная Корея (около 10%), Япония, США, Европа и другие регионы (совокупно 20%).

Эта статья представляет собой практическое пособие для тех, кто собирается делать глобальный ремонт в квартире или доме и размышляет над тем, как сделать освещение будущего жилища удобным, уютным, уникальным, простым в обслуживании, но при этом экономным и экологичным. На сегодняшний день, действительно, есть над чем задуматься, так как светодиодное освещение становится совсем недорогим. Выбор мощности, размеров и внешнего оформления источников света очень богатый и свою фантазию можно не ограничивать. С чего же начать? Как правильно подойти к задаче? Для этого нужно понять, что именно Вы хотите сделать, а затем найти наиболее эффективные решения как с практической, так и с экономической точек зрения. Это не так сложно как кажется и мы с удовольствием поможем Вам в этом.

В нашем Интернет-магазине Вы можете приобрести светодиодные лампы и светодиодные светильники, подобрав их под задачу освещения любого объекта. Но наша деятельность ограничиваются далеко не только продажей - в составе нашей команды есть и многоопытные инженеры в области проектирования, производства, установки и дальнейшей эксплуатации систем управления освещением. Нашими партнерами являются многие инжиниринговые и дизайнерские компании, вместе с которыми мы можем реализовать проекты систем освещения объектов любого масштаба и сложности. Данное направление деятельности нашей компании представлено на рынке как проект WLightiT.

Создавая своими руками системы освещения в своем доме нужно хотя бы на начальном уровне разбираться в наиболее важных параметрах не только осветительных приборов, но и источников света. При этом выбор лапочки для подсветки играет важную роль в создании комфортных условий для пребывания в помещении. Одним из наиболее важных параметров для лампочек является индекс цветопередачи, который обозначается как CRI (color rendering index) или Ra.

Индекс цветопередачи

Самые важные моменты, касающиеся данного показателя, нами будут рассмотрены в этой статье.

Основные параметры индекса

Такой параметр, как коэффициент или индекс цветопередачи, можно встретить на упаковке любого источника света. Коэффициент Ra отражает то, насколько достоверно и точно выбранная вами модель будет передавать истинный цвет объектов, освещаемых световым потоком по отношению к лампам накаливания и солнечному свету. Таким образом, чем выше будет этот показатель, тем более натуральнее и естественнее будут выглядеть подсвеченные объекты.

Обратите внимание! Это утверждение будет справедливым лишь для людей, которые не имеют серьезных нарушений со стороны зрительной системы.

Вариант подсветки предметов

Стоит отметить, что коэффициент цветопередачи является относительной величиной. Он определяется в диапазоне от 0 до 100. Его величина отражает степень соответствия цвета объекта его естественному цвету при подсветке различными осветительными приборами.
Сегодня расчет CRI осуществляется по методике CIE (1995), которая была разработана Международной комиссией по освещению. Индекс определяется исходя из разницы в цветности, которая возникает при сравнительной подсветке 8 стандартных цветов на тестируемом образце. При этом оценка соответствия опирается на эталонный источник света, которые обладает той же цветовой температурой. В результате, чем меньше определится средняя разница, тем CRI значение будет больше.
Данная методика имеет следующие особенности:

включает определение сдвига от идеальных значений для нескольких стандартных цветов;
тестируемая модель по методике направляется на восемь эталонных цветов (из 14 существующих);
затем необходимо вычислить численные значения получившегося отклонения для каждого из них.

Измерение параметра

Данная методика, в качестве эталонных цветов, используемых в вычислениях, использует такие цвета:

светло-коричневый;
грязно-розовый;
пастельно-голубой;
оливковый;
пурпурный;
бирюзовый;
светло-фиолетовый;
Светло-зеленый.

Теперь осталось определить лишь значения, которые может иметь индекс цветопередачи. Как мы уже выяснили, чем меньше будет отклонение реально полученных цветов после подсветки от эталона, тем большими значениями станет определяться данный параметр.
Оптимальное значение этого коэффициента, как не сложно догадаться, будет у солнечного света. Именно он в методике расчета принимается за 100. Рост отклонения приводит к уменьшению показателя, отображая тем самым ухудшение передачи цветности.

Обратите внимание! Для человеческого глаза оптимальным будет значение CRI в диапазоне от 80 до 100.

Параметры индекса для различных источников света

Для того чтобы на понятном примере разобраться с коэффициентом цветопередачи, рассмотрим этот параметр у наиболее распространенных на сегодняшний день моделей:

лампа накаливания. Создает поток, максимально приближенный к солнечному. Имеют самый высокий CRI среди всех моделей. Он здесь приближен к 100;

Свет лампы накаливания

галогеновые лампочки. Практически не отличаются от ламп накаливания по данному параметру;
люминесцентные лампочки. Продукция известных производителей современных энергосберегающих ламп имеет CRI в диапазоне от 80 до 90 (оптимальном для человеческого глаза);
светодиодные лампочки. Это наиболее современные модели, которые имеют много положительных характеристик, в том числе и индекс цветопередачи. CRI у таких лампочек находится в одном диапазоне с люминесцентными моделями (80 и выше);

Обратите внимание! На рынке все еще встречается светодиодная продукция старого образца, имеющая не только определенные недостатки из-за несовершенства конструкции, но и низкую цветопередачу.

Свет от светодиодной лампы

лампы высокого давления газоразрядного типа. Для таких изделий характерны самые низкие значения CRI. Это показатель не дотягивает и до 40. Хоте некоторые современные модели имеют CRI на уровне 90 и выше.

Свет от галогеновой лампы

Теперь вы знаете характеристики различных источников света по данному критерию оценки, что поможет вам выбрать более подходящий вариант для каждого конкретного случая.

Заключение

Для того чтобы освещение было полноценным и приятным для ваших глаз, необходимо выбирать осветительные модели не только по стоимости и сроку службы, но и по индексу цветопередачи. Это будет самым правильным решением.

Как сделать бумажный светильник своими руками
Как проверить работоспособность светодиодной ленты
Как сделать подключение светодиодной ленты к компьютеру

Верно отображать цвета освещаемых объектов в сравнении с идеальным или естественным источником света. R a принимает значения от 1 до 100 (1 - наихудшая цветопередача, 100 - наилучшая).

Необходимость

Необходимость во введении индекса цветопередачи (CRI, R a) была вызвана тем, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру , но передавать цвета освещаемых объектов по-разному. Индекс цветопередачи определяется как мера степени приближения цвета объекта, освещаемого источником света, к его цвету при освещении эталонным источником света сопоставимой цветовой температуры.

Термин появился 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 (CIE) отметила, что «…индекс цветопередачи, разработанный комиссией , 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 по встречающимся в повседневности предметам .

Методика оценки

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):

Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания , и у неба (дневной свет) считается равным 100, при том что ни один из этих источников света не является действительно безупречным - лампа накаливания слаба в освещении синих тонов, а небо при 7500 К слабо в освещении красных тонов .

Индекс цветопередачи (CRI, или коэффициент цветопередачи) – параметр, который характеризует соответствие естественного цвета тела кажущемуся при освещении.

Дело в том, что освещение предметов разными лампами позволяет увидеть, что возможны разные варианты результата. В некоторых случаях цвета выглядят более естественно и точно, в других случаях они выглядят далеко не так, как при дневном освещении. Выходит, что две лампы различных типов могут иметь одну цветовую температуру, однако передавать цвета по-разному. Спектр свечения светильников неравномерен, цветопередача зависит от их энергии в определенном участке спектра.

Характеристика цветопередачи светильника описывает, насколько натурально видятся окружающие предметы в свете лампы. А в качестве количественной меры применяется индекс цветопередачи. Это величина от 0 до 100, характеризующая уровень соответствия цвета, полученного от тестируемого светильника, к естественному цвету тела. Результат 100 – полное совпадение – будто при солнечном свете, – то есть цвет передаются максимально верно.

Термин появился в 60-70-х годах прошлого века. Изначально CRI был разработан с целью сравнения источников светового излучения непрерывного спектра, чей коэффициент CRI был выше 90, так как ниже 90 могут быть два источника с одним и тем же CRI, но с сильно отличающейся передачей цвета.

Измерение коэффициента цветопередачи

Чем меньше отклонение кажущегося цвета от естественного (лампы с высокой цветопередачей), тем лучше характеристика CRI источника.

Источник света с показателем R a = 100 излучает свет, который оптимально отображает все оттенки. При более низких значениях оттенки передаются хуже:

Характеристика	Степень	Коэффициент CRI
Низкая	4	< 39
Достаточная	3	40-59
Хорошая	2В	60-69
Хорошая	2А	70-79
Очень хорошая	1В	80-89
Очень хорошая	1А	> 90

Существует система, которая математически сравнивает изменение расположения излучения в спектральной шкале в сравнении с цветами, освещаемыми эталонным источником светового излучения. Затем средние различия вычитаются из 100 и получается индекс CRI.

Таблица основных оттенков, точность передачи которых определятся индексом CRI:

Для человеческого глаза комфортное значение CRI – от 80 до 100 R a Здесь индекс цветопередачи светодиодных лампоптимален.

По определению, если нет разницы, как выглядят цвета освещенных предметов, источнику излучения присваивается CRI, равный 100. Таким образом, малые различия в цветопередаче приближают значение CRI к 100, тогда как более существенные различия приведут к меньшей величине коэффициента CRI. При сравнении цветовых температур диапазон 2000 – 5000 К, эталонным источником светового излучения считается «излучатель черного тела», с цветовыми температурами более высокого диапазона – дневной свет.

Светодиоды и индекс цветопередачи

Проводятся исследования, согласно которым обнаруживается, что белый свет, получаемый в результате смешения красных, синих и зеленых светодиодов, предпочтительнее, чем световое излучение, которое создается лампами накаливания и галогенными светильниками, даже если у ламп накаливания более высокие показатели CRI. На самом деле технический отчет под названием «Цветопередача белых светодиодных источников света» сообщает, что разработанный комиссией коэффициент CRI обычно неприменим для проведения прогнозов параметров цветопередачи источников света, если среди них есть светодиоды белого излучения.

Это проистекает из рассмотрения множества анализов, в которых изучались и сине-красно-зеленые (RGB) светодиодные кластеры, и белые светодиоды, покрытые фосфором. Обозреватели оценили внешний вид сцен, освещенных при использовании светильников с разными индексами цветопередачи, и выяснили, что не существует точной взаимозависимости между подсчитанными показателями CRI и классификациями. Во многих случаях светодиоды RGB имели индексы цветопередачи, приблизительно в районе 20, однако при этом хорошо зарекомендовали себя при передаче цветов. Возможное объяснение данному факту заключается в том, что, как правило, они имеют склонность без смещения цветопередачи оттенков повышать насыщенность восприятия большинства цветов.

Департамент энергетики США дает следующие рекомендации: проводятся долгосрочные разработки и исследования в области создания обновленной системы для точной оценки качества светового излучения, которая могла бы быть применена к любому источнику излучения. Пока же индекс цветопередачи светодиодных ламп можно считать одним из параметров при оценке их самих и систем, основанных на них. Он не должен применяться для выбора конкретного изделия светотехники без тестирования изделия и предварительных персональных оценок на предполагаемом месте использования.

Определите визуальные задачи, которые, как ожидается, будут выполняться данным источником света при освещении. Если верность цветовоспроизведения имеет критическое значение (например, в пространстве, где ткани или цвета сравниваются и при электрическом, и при дневном освещении), показатели индекса цветопередачи имеющейся метрической системы могут быть полезны и пригодны для применения при оценке светодиодных изделий.
Если более важен внешний вид цвета, а не верность цветовоспроизведения, не стоит исключать белые светодиоды лишь по причине их сравнительно низких показателей CRI. Некоторые изделия с CRI даже столь низкими, как 26, все же могут излучать приятный визуально белый свет.
Коэффициент CRI можно сравнивать, если источники света имеют равную цветовую температуру. Данный тезис применим ко всем источникам света, а не только к светодиодам. Различия в величинах CRI меньше пяти единиц не существенны. Это значит, что источники света, имеющие индексы цветопередачи, например в 82 и 85, практически одинаковы.
В случаях, когда внешний вид цветов или верность цветовоспроизведения являются важными факторами, следует лично оценивать светодиодные системы, и если это возможно, то на предполагаемом месте эксплуатации.

Необходимо отметить, что современные методы компьютерной обработки данных и анализа спектра позволяют полностью автоматизировать измерение индекса цветопередачи, исключив из него использование пластин заданного цвета. Определяется зависимость спектральной плотности светового излучения от длины волны. И по результатам данного исследования с помощью специального алгоритма происходит прямое вычисление CRI.

Различия между цветовой температурой и индексом цветопередачи

Часто использование терминов «Цветовая температура» и «Индекс цветопередачи» (CRI) сбивает пользователей с толку. Что же эти понятия на самом деле означают?

Цветовая температура источника света определяется его теплотой или холодностью и выражается в градусах Кельвина (К). Термин происходит из теории физики. При нагреве объекта, именуемого «абсолютно черным телом-излучателем», его цвет меняется от черного до красного, затем до желтого, белого и, наконец, до голубого. В нижнем участке этой шкалы объект считается «более теплым» по цвету, в то время как в верхнем участке его цвет считается «более холодным». В более теплом диапазоне шкалы свеча будет иметь цветовую температуру приблизительно в 1800 К, в то время как небо в северном полушарии достигнет отметки в 28 000 К. На практике мы обычно рассматриваем цвета источников искусственного освещения в диапазоне приблизительно от 2000 до 10000 К.

Любопытно, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру, но передавать цвета по-разному. К примеру, люминесцентные лампы SP и SPX компании General Electric имеют приблизительно ту же цветовую температуру, что и лампы накаливания, но у первых гораздо меньше энергия в красной области спектра. За счет этого красные цвета выглядят ярче при освещении лампами накаливания, чем при освещении люминесцентными источниками света. 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. Термин появился приблизительно в 1960-1970-х годах, когда была разработана система, математически сравнивающая, насколько источник света изменяет расположение в спектральной шкале восьми определенных пастельных цветов по сравнению с теми же цветами, освещенными эталонным источником цвета той же цветовой температуры, согласно определению Международной комиссии по освещению (СIE). Средние различия затем вычитаются из 100, и получается индекс цветопередачи. Шесть дополнительных цветов иногда используются для специальных нужд, но они не применяются для расчета индекса цветопередачи. По определению, если не существует разницы в том, как выглядят цвета предметов, источнику света присваивается индекс цветопередачи 100. Таким образом, при малых различиях CRI будет ближе к 100, в то время как более серьезные различия приведут к получению меньшей величины индекса цветопередачи. Когда происходит сравнение цветовых температур в диапазоне от 2000 К до 5000 К, эталонным источником света является «излучатель черного тела», а с цветовыми температурами выше этого диапазона – дневной свет. Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания, и у неба северного полушария считается равным 100, притом, что ни один из них не является действительно безупречным. Лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов (попробуйте, к примеру, отличить носок темно-синего цвета от носка черного цвета в комнате, освещенной лампами накаливания). В свою очередь, северное небо при 7500 К слабо при освещении красных тонов. Тем не менее, индекс цветопередачи, вопреки своим ограничениям и слабостям, все еще применим и пригоден для определения «качества» цвета. 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 индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета. Технически индекс цветопередачи можно сравнивать только у источников света, которые имеют одинаковую цветовую температуру. Тем не менее, как правило, источники света с высокими индексами цветопередачи (80-100) обычно способствуют тому, что люди и вещи выглядят лучше, чем при источниках света с менее высокими CRI.

Индекс цветопередачи и светодиоды

В настоящее время проводится исследование, согласно результатам которого обнаруживается, что белый свет, получаемый при смешении красных, зеленых и синих светодиодов, предпочтительнее, чем свет, излучаемый галогенными светильниками и лампами накаливания, даже если у последних более высокие показатели индексов цветопередачи. На самом деле в техническом отчете «Цветопередача белых светодиодных источников света» Международной комиссии по освещению указывается: «Технический комитет заключил, что индекс цветопередачи, разработанный комиссией, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Такая рекомендация проистекает из изучения множества академических анализов, в которых рассматривались и покрытые фосфором белые светодиоды, и красно-зелено-синие (RGB) светодиодные кластеры. Обозреватели оценили внешний вид освещенных сцен при использовании ламп с различными индексами цветопередачи и обнаружили, что в целом не существует точной взаимозависимости между классификациями и подсчитанными показателями CRI. Во многих случаях RGB-светодиоды имели индексы цветопередачи в районе 20, но при этом хорошо показывали себя при передаче цветов. Одно из возможных объяснений этому заключается в том, что они обычно склонны повышать воспринимаемую насыщенность большинства цветов без смещения цветопередачи оттенков.

Департамент энергетики США рекомендует следующее: «Проводятся долгосрочные исследования и разработки в области создания обновленной метрической системы для оценки качества цвета, которая была бы применима ко всем источникам света. Пока же индекс цветопередачи можно считать одним из информационных параметров при оценке светодиодных изделий и систем на их основе. Он не должен использоваться для выбора конкретного светотехнического изделия без предварительных персональных оценок и тестирования изделия на предполагаемом месте эксплуатации.

1. Определите визуальные задачи, которые будут выполняться при освещении конкретным источником света. Если верность цветовоспроизведения критически важна (к примеру, в пространстве, где цвета или ткани сравниваются и при дневном, и при электрическом освещении), показатели индекса цветопередачи существующей метрической системы могут быть пригодны и полезны для использования в оценке светодиодной продукции.

2. Индекс цветопередачи можно сравнивать только у источников света равной цветовой температуры. Это относится ко всем источникам света, не только к светодиодам. Вдобавок, различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, не значительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи в 80 и 84 практически одинаковы.

3. Если внешний вид цвета более важен, чем верность цветовоспроизведения, не исключайте белые светодиоды только по причине их относительно низких показателей CRI. Некоторые светодиодные решения с CRI столь низкими, как 25, все же излучают визуально приятный белый свет.

4. В случаях, когда верность цветовоспроизведения или внешний вид цветов являются важными факторами, оценивайте светодиодные системы лично, и если возможно, на месте предполагаемой эксплуатации.

Заключение

Тогда зачем же использовать CRI, если у этой величины так много недостатков? В настоящее время это единственная признанная на международном уровне система оценки цветопередачи, которая дает потребителям некоторые ориентиры. Тем не менее, стоит заметить, что в этой области ведет работу Государственный институт стандартов и технологии (NIST) США, разрабатывающий Шкалу качества цвета для решения некоторых проблем существующей системы оценки цветопередачи CRI, но пока еще эта шкала повсеместно не принята.

Дик Эрдманн, инженер-технолог компании GE