Индекс передачи цвета: RA, CRI и CQS

Любой продукт имеет ряд характеристик, которые ассоциируются у нас с понятием его качества. И цвет среди них, пожалуй, одна из важнейших. Ведь именно по цвету можно судить о свежести многих продуктов, объектов интерьера, это особенно важно, если в этой комнате вы рисуете, вышиваете, занимаетесь покраской чего-либо или выполняете другую зрительную работу, в которой значительное место занимает отличие цветов предметов. Поэтому главным условием правильного освещения является использование источников света с хорошей цветопередачей.

Характеристикой источников белого света, которая определяет качество цветопередачи, является индекс цветопередачи (CRI — color rendering index с англ. «Индекс цветопередачи» или Ra). Он описывает способность источника света передавать реальные цвета объектов, освещаемых ими и должен быть не менее Ra = 80 (рис.1). Если индекс низкий, то цвета и оттенки предметов в помещении будут выглядеть неестественно. Это может иметь значение не только для галерей, выставочных помещений, торговых залов и бутиков, но и для жилой квартиры. Например, предметы декора и дорогие отделочные материалы потеряют свою презентабельность, если сэкономить на качественных источниках света с высоким CRI.

Для светодиодной осветительной продукции ключевым моментом является достижение идеального баланса между световым потоком, эффективностью, цветовой температурой и спектром излучения. Сочетание этих параметров определяет стоимость светодиодного прибора. Эффективность и стоимость одного люмена являются одними из ключевых показателей для распространения светодиодного изделия на рынках. Эти два параметра учитывают все вышеперечисленные особенности светодиодного светильника, так как, например, организация теплового режима, стоимость которого в собранном светильнике играет важную роль, может увеличить световую эффективность и продлить срок эксплуатации устройства. В свою очередь, с помощью оптической системы светильника можно повысить световой поток и при этом создать небольшую добавку к стоимости. В зависимости от сферы применения светильника инженеры разработчики находят баланс между стоимостью единицы светового потока и эффективности устройства.

индекс передачи красного цвета

Рисунок 1 — отметка индекса на упаковке

На что влияет цветопередача?

Если изучать цвет с позиции классической физики, то можно узнать, что цвет — это не только свойство поверхности, но и электромагнитное излучение с определенным спектральным составом. Цветовое восприятие может вызываться не только электромагнитным излучением от какого бы то ни было источника и поверхностью, но также сном, галлюцинациями и воспоминаниями. Цвет — это ощущение, возникающее в головном мозге после того как он обработал сигнал, посланный сетчаткой глаза, возбужденного так называемым стимулом. Вообще, цвет — эфемерное понятие, так как связано исключительно с «потребителем» (человеком или другим живым существом), подобно тому, как свет может существовать только при его движении.

Восприятие цвета — одна из важнейших свойств органа зрения человека, позволяет лучше ориентироваться в окружающем мире и познавать его закономерности. При попытке обобщить все значения слова «цвет» оказывается, что оно является почти синонимом слова «свет». Осложнения в понимании слова «цвет» частично связаны с тем, что один и тот же объект может визуально восприниматься по-разному. Процесс зрительного восприятия — это комбинация двух основных факторов, которые можно выразить следующими словами: «что мы видим в действительности» и «что нам кажется, что мы видим».

Понятие свет и цвет очень тесно связаны друг с другом. Только свет (часть излучения в диапазоне 370-770 нм (рис.2), которую эффективно воспринимает глаз человека) может позволить нам вообще что-либо увидеть. В данном случае важную роль в цветовом восприятии играет ДС.

индекс цветопередачи 80Рисунок 2 — Непрерывный спектр солнечного излучения

Стоит отметить, и это на первый взгляд кажется обычному человеку странным, что все окружающие нас предметы бесцветные. Это становится ясным при рассмотрении механизма возникновения цветового ощущения (рис. 3).

коэффициент цветопередачиРисунок 3 — Схема возникновения цветового ощущения

 

В органе зрения существует 3 сенсора, которые воспринимают цвета: красный, зеленый, синий. Также можно сказать, что глаз воспринимает не цвета, а длину волны, из которой эти цвета состоят. А все многообразие цветов, воспринимаемое глазом происходит благодаря условному смешиванию трех основных вышеперечисленных цветов. Как человек воспринимает цвета? Возьмем к примеру яблоко. В полной темноте яблоко не имеет цвета. Для того, чтобы получить восприятие цвета нам нужен источник света. Говоря проще, отраженный от поверхности объекта свет попадает в глаза, информация о нем передается в мозг, который воспринимает цвет. Яблоко имеет красный цвет, потому что его поверхность отражает красную составляющую и поглощает другую часть светового спектра. Затем отраженный свет попадает в глаз, а оттуда передается в мозг человека.

Все эти факторы в комплексе с условиями наблюдения, должны учитываться для корректного отображения и, соответственно, восприятия цвета. Основным приемником видимого излучения, как известно, является глаз. Рассмотрим механизм его работы. Основой восприятия видимого излучения является светочувствительные клетки (фоторецепторы). Одни из них делают возможным цветовое зрение (колбочки), другие — нейтрально-серое (палочки). В основе восприятия лежат биохимические реакции светочувствительных пигментов колбочек и палочек, которые под действием излучения подвергаются обратимым химическим изменениям. В колбочках есть 3 рецептора, реагирующие соответственно на красную, синюю и зеленую части спектра. А палочки отвечают еще и за так называемый сумеречное зрение (восприятие изображения в неполной темноте). В это время цветовое зрение частично отключается.

Способы измерения качества света

Индекс цветопередачи показывает, насколько естественный цвет имеют предметы при освещении. Эталоном принято считать солнечный свет, CRI которого равна 100. До 1974 года методика Международной комиссии по освещению (МКО) подразумевала сравнение 8 эталонных цветов с цветами, полученными от тестируемого источника света . В 1974 году к 8 эталонным ненасыщенным цветам добавилось еще 6, но уже насыщенных цветов.

Более современная методика CQS, разработанная Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в 2010, использует 15 насыщенных цветов, подверженных цветовых изменений (рис. 4).

хорошая цветопередачаРисунок 4 — Шкала цветов методики CRI и CQS

 

В августе 2015г. в Америке представили новый метод измерения качества света IES ТМ-30-15, где за эталон принимается идеальный источник света. Метод включает в себя 2 индекса:

Rf (fidelity — точность) показывает соответствие 99 цветов от тестируемого источника света. Измеряется в диапазоне от 0 до 100;
Rg (gamut — насыщенность) показывает насыщенность этих цветов. Измеряется от 60 до 140.

цветопередача светильникаРисунок 5 — Цветовые оттенки, используемые при измерении по стандарту IES ТМ-30-15

 

Выводы

Согласно действующим международным стандартам, все производители светодиодной техники обязаны проводить тестирование своей продукции перед распространением на светотехнических рынках. Из всего вышеописанного следует вывод, что коэффициент цветопередачи в светодиодных лампах, несмотря на присущие методике недостатки, имеет такое же важное значение, как и другие технические характеристики (световой поток, цветовая температура и др.). Низкокачественные светодиодные лампы способствуют формированию неправильного восприятия цветов окружающих предметов. Поэтому при выборе светодиодной продукции, для создания комфортного для человека освещения следует отдавать предпочтение лампам и светильникам, которые имеют Ra> 80. Для освещения мест, требующих четкой видимости Ra = 90-100. Светодиодные лампы с Ra <80 лучше применять в технических и складских помещениях.

Индекс передачи цвета

При разном освещении одна вещь может смотреться по-разному. На этот процесс влияет передача цветов.  Именно она определяет параметр и подачу света. Этот вопрос особенно важен в вопросе оттенков и правильной подаче зрительной информации.

Основные понятия

Коэффициент цветопередачи – это величина, при которой рассматривается отношение между светом и видимой окраской. Или это можно охарактеризовать тем, насколько колорит будет соответствовать действительности. Самый распространенный момент – ювелирные украшения. Драгоценные камни очень яркие под лампами магазина. В обычной жизни они не сияют и не блестят так, как на полке. Так соответствие краски может измениться с изменением источника освещения.

Цветовая температура и индекс цветопередачи разные термины. Светильники могут иметь одинаковую температуру, но абсолютно по-разному передавать цвет.

Красный цвет отдельно добавляют в шаблоны. Индекс передачи красного цвета r9 ответственен за естественный красивый внешний вид человеческой кожи. Лучшими считаются от 90% и выше.

Калибровка экранов техники и их влияние на зрение

Производитель не всегда заботится об качественном световом отображении картинки. Хорошая нагрузка на глаза потребителя служит залогом долгой работы человеческого организма. Слишком тусклое или слишком яркое излучение приводит к повреждению роговицы, искажению хрусталика и излишнему напряжению. Настройка цветопередачи на экране монитора поможет избавиться от большинства негативных последствий.

Алгоритм проведения отладки подачи изображения:

  • Первым шагом будет поиск в системе Window приложения утилиты. Вспомогательное приложение находится в общем составе программного обеспечения и не потребует дальнейшей установки;
  • Для дальнейшей работы понадобится картинка–эталон. На изображении находится набор цифр/букв. Каждый символ будет светлее на несколько тонов, чем предыдущий;
  • Пользователю потребуется зайти в настройки устройства. Конкретно – в экранные. Необходимо двигать ползунок по линии до тех пор, пока изображение для тюнинга не станет видимым без больших усилий;

Характеристики источников освещения

Индекс цветопередачи светильника принимается за 100. Тело накала пропускает через себя электрический заряд, испуская световые волны. Делается основной сдвиг в сторону Ик-диапазона и используются преимущественно теплые цвета. Этот вид считается наиболее комфортным и приятным человеческому глазу.

Недостатки:

  • При работе серьезно нагреваются, из-за чего запрещены в ряду стран;
  • Не рекомендуется ставить рядом с легковоспламеняющимися поверхностями;
  • Низкий срок эксплуатации;

В случае люминесцентных ламп ток нагревает ртутные пары внутри устройства. Благодаря этому возникает свечение. Его мощность начинается от 80 Ra, лучшим считается отметка в 90. Большинство характеристик прибора зависят от одноименного люминесцентного раствора. Из-за этого нельзя подвести однозначный вердикт индекса цветопередачи лампы. Но, ориентируясь на количество компонентов можно составить примерную мощность. От трёх мощность будет достигать 80, от пяти и больше 90. Основные цвета холодные, резкие. Встречаются марки с уклоном в более «теплую» сторону.

Цветопередача светодиодных ламп очень похожа на люминесцентную. Объясняется это похожим составом и внутренним строением. Поэтому характеристики светильника светодиодного и люминесцентного практически совпадают.

Читайте в нашел блоге — Почему LED лампы плохо продаются?