Информация
Почему индекс цветопередачи светодиодов бывает отрицательный
- автор: admin
- 27.07.2023
Цветопередача светодиодных ламп Индекс цветопередачи (CRI) светодиодных ламп это важная характеристика, которая влияет на психологическое восприятие света от этих ламп. В этом смысле индекс цветопередачи,… Подробнее » Почему индекс цветопередачи светодиодов бывает отрицательный
Почему звонится земля с нулем
- автор: admin
- 27.07.2023
Между землей и нулем напряжение. Методы определения Между землей и нулем напряжение. Методы определения Рассмотрим способы определения нулевого и заземляющего проводников, от очень простого к… Подробнее » Почему звонится земля с нулем
Почему за свет пришло в два раза больше
- автор: admin
- 27.07.2023
Вам пришла квитанция за свет на большую сумму… Что делать? Приходилось прямо на месте разбираться: и счетчик проверять, и пересчитывать квитанции. И вот к каким… Подробнее » Почему за свет пришло в два раза больше
Почему используют переменный ток а не постоянный
- автор: admin
- 27.07.2023
Почему в бытовых электросетях используется переменный ток, а не постоянный? Давно победила трёхфазная система переменного напряжения.. Она обладает рядом преимуществ: переменное напряжение с помощью трансформирования… Подробнее » Почему используют переменный ток а не постоянный
Почему диэлектрики приобретают заряд при трении
- автор: admin
- 27.07.2023
Почему диэлектрики приобретают заряд при трении ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСТВО — возникновение электрич. зарядов при трении. При трении двух химически одинаковых тел положит. заряды получает более плотное из… Подробнее » Почему диэлектрики приобретают заряд при трении
Почему индекс цветопередачи светодиодов бывает отрицательный
Многие люди замечали, что при свете одного светильника цвета яркие и теплые, а при использовании другого они теряют насыщенность и становятся бледными. А все потому, что у них разный индекс цветопередачи светодиодов – параметр, характеризующий соответствие зрительного восприятия цвета объекта, освещенного тем или иным источником света.
Показатели, влияющие на качество света
Предположим, что у нас есть два светильника, спектрофотометрическая температура и мощность которых идентичны. Оба источника света излучают приятное белое свечение. Но, как это ни удивительно, цвет освещаемых ими предметов выглядит по-разному. Почему же так происходит? Всё дело в коэффициенте цветопередачи. Чем он выше, тем лучше различаются цвета освещаемых светильником предметов. Измеряется индекс цветопередачи светодиодных ламп в специальных единицах, Ra. Его значение варьируется от 0 до 100. Существует специально разработанное Международной комиссией по освещению (МКО) испытание, во время которого восемь цветовых образцов освещают светильником, который тестируют, и источником света с CRI 100 Ra. После чего полученные результаты сравниваются. Этот метод называется CIE.
Для различных помещений используются светодиодные светильники с разным индексом цветопередачи:
- Ra 90-100 — мастерские по пошиву одежды, клинико-диагностические лаборатории, фотостудии;
- Ra 70-90 — жилые и офисные помещения;
- Ra 50 — склады и промышленные помещения.
Индекс цветопередачи у каждого вида светильника свой:
- Лампа накаливания – 60-90;
- Люминесцентная лампа – 70-80;
- Галогенная лампа – 80-100;
- Светодиодный светильник – 0-100.
Коэффициент цветопередачи светодиодных светильников
Первые светодиодные светильники появились в шестидесятых годах прошлого века. Из-за того, что изначально они не давали белый свет, область их применения была ограничена. Но шло время и технологии производства постоянно усовершенствовались. Сегодня, чтобы получить белое свечение от светодиодов, используют два метода:
- Красный, зелёный и синий светодиоды соединяют вместе, при свечении они дают белый цвет. Светильники этого типа называются RGB. Но у них имеется недостаток – неравномерный световой поток. Из-за этого пастельные тона выглядят не совсем естественно. Индекс цветопередачи светодиодов таких светильников довольно низкий – в переделах 20-30 Ra.
- Свет, исходящий от синего светодиода, пропускают через люминофор желтого свечения, что позволяет конвертировать синий цвет в белый. Коэффициент цветопередачи светильников достигает 95 Ra. На CRI влияет качество люминофора. Чем выше значение Ra, тем дороже стоит такой светильник.
При покупке светодиодных светильников обязательно обращайте внимание на маркировку:
- 1А (свыше 90) – отличная светопередача;
- 1В (80-89) – очень хорошая;
- 2А (70-79) – хорошая;
- 2В (60-69) – удовлетворительная;
- 3 (40-59) – посредственная;
- 4 (менее 39) – плохая.
Разбираемся в терминах
Величина коэффициента цветопередачи (CRI) варьирует от 0 до 100 Ra. За эталон принимают дневной свет, но иногда используют лампы накаливания, имеющие индекс цветопередачи свыше 97 Ra.
- CRI 100 – все цвета отлично различимы;
- CRI 80 – не все цвета различимы, некоторые выглядят одинаково;
- CRI меньше 70 – нет возможности чётко различить оттенки и цвета.
Индекс цветопередачи важен в музеях, магазинах тканей и одежды, офисных помещениях, а также в архитектуре. Ведь из-за плохой цветопередачи не удастся передать всю красоту архитектурных форм и сооружений.
К источникам света, которые обладают высоким CRI, можно отнести лампочки накаливания, галогеновые и светодиодные лампы. Последние не нагреваются, служат в 10 раз больше остальных и экономят до 30% электроэнергии.
Белые светодиоды: перспективы развития
Для сравнения качества разных типов светодиодных светильников длительное время применяли коэффициент цветопередачи. Однако около восьми лет назад работники МКО решили, что нельзя только по одному этому показателю производить оценку качеству освещения. В ходе исследований было выявлено, что свет некоторых светильников с CRI 30 Ra участники эксперимента считали более приятным, чем свет светодиодных ламп с индексом цветопередачи 50 Ra. Поэтому была разработана новая шкала, получившая название CQS. Для испытания брали уже не восемь, а 15 образцов, при подборе которых учитывали цветоощущение испытуемого и его предпочтения.
LED-технологии усовершенствуются с каждым днем, а качество продукции улучшается. Сейчас производители ищут новые составы люминофоров. И уже сегодня люминофорные светодиоды могут похвастаться высокой светоотдачей, по сравнению со светильниками типа RGB.
При создании белого светодиода не обошлось и без нанотехнологий. Вместо люминофорной краски стали использовать коллоидные полупроводниковые нанокристаллы. Благодаря этому CRI увеличилось до 90 Ra.
Производители светодиодных светильники делают всё, чтобы качество света и световая отдача увеличились, а цена продукции – снизилась. Сегодня, несмотря на то, что стоимость светодиодного светильника выше, по сравнению с другими видами ламп, это не мешает им занимать лидирующее место на рынке.
Об индексе цветопередачи светодиодных ламп
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 Ra = 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:
R1 – цвет увядшей розы; R2 – горчичный цвет; R3 – салатовый цвет; R4 – светло-зеленый цвет; |
R5 – бирюзовый цвет; R6 – небесно-голубой цвет; R7 – цвет фиолетовой астры; R8 – сиреневый цвет. |
Для человеческого глаза комфортное значение CRI – от 80 до 100 Ra Здесь индекс цветопередачи светодиодных ламп оптимален.
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. 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.
Не помешает знать:в чем измеряется световой поток
Рекомендации для светодиодов и CRI
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.
Индекс цветопередачи CRI уже не тот — как оценить качество света с помощью коэффициентов.
Еще в 70-е годы прошлого века, ученые и исследователи в области света, начали измерять и оценивать качество цветопередачи от различных источников, при этом описывая полученный результат всего одной цифрой.
Этот параметр или коэффициент назвали CRI. У него есть еще и другое обозначение — Ra. По сути это одно и тоже.
CRI расшифровывается как Color Rendering Index — индекс отображения цвета.
Что такое CRI
Именно он отвечает за то, что один и тот же апельсин, в одном случае будет выглядеть вполне натурально, а в другом совсем не будет похож сам на себя. Это и называется естественность передачи цветов.
Кстати, многие наверное помнят загадку, разделившую интернет на два лагеря — «какого цвета на фото платье»? Этот индекс здесь сыграл существенную роль.
То есть, коэфф. отвечает насколько натурально и естественно выглядит объект под той или иной лампой или освещением. Для вас это может быть и без разницы, вы все равно съедите апельсин или наденете платье, а вот художнику или фотографу этот параметр ой как важен.
Кстати, этот момент относится не только к процессу написания картины, но и к ее демонстрации в галереях.
А еще это может увеличить или наоборот снизить продажи в продуктовых магазинах. Не каждый захочет купить подозрительно выглядящий лимон или другой фрукт.
Хотя на самом деле продукты будут абсолютно спелыми и здоровыми, но всю картинку испортит неправильно подобранное освещение.
Точно таким же образом супермаркеты могут и обманывать. Покупаешь вроде бы с витрины красивые и спелые яблоки, привозишь их домой, разворачиваешь, а они уже не выглядят так аппетитно как в магазине.
Испортится за такой короткий промежуток времени они безусловно не могли, однако нужно отдать должное местному персоналу, который в отличие от вас, оказался знаком с понятием цветопередачи и подбором нужного CRI.
Спектр света и его влияние
Максимальное значение CRI=100. Именно такой коэффициент у солнечного света. У искусственных светильников чем он выше, тем лучше.
Конечно здорово иметь светодиодную экономную лампочку на 100% имитирующую солнце. Но во-первых, это технически трудно реализуемо, во-вторых неоправданно дорого.
При этом не стоит путать такие понятия, как «цветовая температура» и «индекс цветопередачи». Это разные вещи.
Например два светильника могут одновременно иметь одну и ту же температуру, но передавать цвета при этом будут совершенно по-разному.
Перед тем, как непосредственно перейти к индексу и его методам расчета, стоит напомнить что такое спектральный состав излучения. Ведь это как раз таки напрямую влияет на CRI.
Так вот, любой свет имеет в своем составе сразу несколько цветов. А все что нас окружает, поглощает или отражает эти цвета.
При этом предметы или растения которые кажутся зелеными, потому и обладают данной расцветкой, так как именно зеленый они и отражают. Все остальные цвета на их поверхности в этом случае поглощаются.
Хотя по большей части, цвет формируется именно в нашей голове. Это некое ощущение. Каждый кто «получал в глаз», это может подтвердить
Предметы имеющие черный цвет, поглощают практически все падающее на них излучение. Вот и получается, что если в источнике света или лампочке изначально не будет какого-то цвета, то соответственно и отражаться будет нечему.
Поэтому ярко-красное платье при солнечном излучении, в котором вы были неотразимы, под искусственным светом софитов в клубе или ресторане, таковым может уже и не являться.
Как рассчитать CRI
Чтобы знать насколько хорошо искусственный источник света близок к солнечному, и придумали коэффициент цветопередачи.
Как он определяется и рассчитывается? Для его измерения берутся специальные образцы или шаблоны цвета и сравнивается цветовой сдвиг с подопытным светильником.
Первоначально было всего 8 шаблонов, но позже решили добавить к ним еще 6, более насыщенных по оттенку. Первые восемь образцов это основа. Именно они и учитываются в расчетах.
Сравнение сдвигов идет относительно солнечного света или так называемого идеального источника, аналогичного солнечному излучению. Весь процесс выглядит следующим образом.
Берется испытуемая лампочка или светильник, и свет от них поочередно направляется на каждый шаблон.
Далее специальными приборами замеряется цвет, который приобрел шаблон.
После этого, эти же самые образцы освещают солнечным эталонным светом и опять проводят измерения.
Все что осталось — сравнить разницу в цветах между первым и вторым облучением.
Когда сделаны все замеры, высчитывают среднеарифметическое значение между восемью основными шаблонами. Обязательно сравнивают именно 8, а не все 14.
Особенности красного цвета
Полная проверка происходит в отдельных случаях, однако при этом, очень часто в измерения добавляют шаблон №9 — насыщенный красный.
Для чего это делается? Сравнение с ним отвечает за естественность передачи оттенка кожи человека.
Наши глаза очень чутко реагируют на не естественное изменение именно этого оттенка. При некачественном освещении, мы моментально замечаем бледность кожи и все ее дефекты (прыщи, воспаления и т.п.).
Есть теория, что это было заложено в нас изначально с первобытных времен. Когда мать могла по незначительному изменению цвета кожи, моментально определить, болен ее ребенок или нет. Других то способов не существовало.
При этом по цвету лица, легко читались эмоции сородичей.
Хорошими значениями считаются коэффициенты цветопередачи от 90% и выше. При таком свете, глаза не будут напрягаться и уставать, даже если вы делаете какую-то сложную и мелкую работу.
Если у лампочки низкая цветопередача (менее 80Ra), то все предметы выглядят тускло. В результате теряется контрастность.
Отсутствие контрастности воспринимается нашим мозгом как потеря резкости. Он рефлекторно начинает напрягать мышцы глаз, чтобы вернуть резкость в норму.
Отсюда появляется напряжение, быстрая утомляемость и даже головокружение.
Рекомендуемые значения коэфф. CRI
А вообще стандартные значения CRI для различных помещений должны быть следующими: