Достижение оптимальной цветопередачи с помощью светодиодов

Обзор

В данном техническом документе объясняется цветопередача — то, как свет влияет на восприятие видимых нами цветов. Описываются различные системы, используемые для измерения способности источников света к цветопередаче, такие как индекс цветопередачи (CRI), индекс зоны охвата цветов (GAI), TM-30 и другие. Мы сравниваем эти методы и обсуждаем, как они эволюционировали, чтобы обеспечить более точную оценку светодиодов для различных задач освещения.

Правильно применяя эти индексы, вы можете создать подходящую схему освещения практически для любого типа среды — от розничных магазинов до операционных. В документе описываются превосходные возможности цветопередачи продуктов Luminus LED и то, как они помогают архитекторам и дизайнерам освещения достигать конкретных функциональных целей освещения.

Цветопередача

Цветопередача (часто называемая цветовоспроизведением) — это влияние света на восприятие цвета объектов. Международная комиссия по освещению (CIE) определяет цветопередачу как «влияние источника света на цветовое восприятие объектов путем сознательного или подсознательного сравнения с их цветовым видом при эталонном источнике освещения».

Ключевые концепции в понимании цветопередачи включают:

• Восприятие цвета человеком: Люди видят цвет, когда свет попадает в глаз и воздействует на сетчатку, содержащую чувствительные к цвету колбочки, которые взаимодействуют с мозгом.
• CIE Color Space: Математическая система, разработанная в 1931 году для количественного описания всех цветов, воспринимаемых средним человеческим глазом.
• Spectral Power Distribution (SPD): Спектральный профиль источника света, существенно влияющий на внешний вид окружающей среды и визуальное восприятие.
• Color Attributes: Основные характеристики, включая цветовой тон (конкретный цвет), светлоту (яркость/темноту) и насыщенность (интенсивность/чистоту цвета).

Области применения

Точная цветопередача важна во многих отраслях и сферах применения. Плохая цветопередача может сделать объекты непривлекательными, испортить атмосферу помещения или затруднить выполнение задач.

Retail Lighting

Розничная торговля предъявляет уникальные требования к освещению, где учитывается не только точность цветопередачи, но и усиление цветов. Цель состоит не обязательно в «идеальной» цветопередаче, а в создании «захватывающего» визуального вида с насыщенными цветами, которые привлекают внимание потребителей и повышают привлекательность товаров.

Освещение для гостиничного бизнеса

Гостиничные заведения, такие как отели, рестораны и бары, имеют сложные требования к освещению. Разные пространства требуют различных подходов — освещение лобби должно создавать тепло, в то время как освещение ресторана должно обеспечивать привлекательный вид блюд. Декоративное освещение также может быть частью комплекса для выделения архитектурных особенностей или произведений искусства.

Медицинские учреждения

В медицинских учреждениях точная цветопередача имеет критическое значение. Освещение в хирургических операционных должно гарантировать, что хирурги могут различать тонкие градации красных оттенков для дифференциации тканей, крови и телесных структур. Освещение для этой среды требует тщательного баланса между цветовой температурой и показателями CRI.

Специализированные среды

Другие специализированные применения включают:

• Освещение для пищевой безопасности: Нормативные требования предусматривают освещение, обеспечивающее четкую видимость для обнаружения загрязнений, с особым акцентом на передачу красного спектра длин волн.
• Освещение галерей/музеев: Требуется высокая цветопередача при защите произведений искусства от повреждающих УФ-волн.
• Сценическое освещение: Использует цвет для эмоционального воздействия, улучшения тонов кожи, оживления костюмов или изменения внешнего вида декораций.
• Видеосвет: Должен учитывать, как объекты фиксируются датчиками камеры и затем воспринимаются зрителями.

Модели цветопередачи

Существуют различные модели для описания способности источников света к цветопередаче. Эти модели обычно характеризуют один из трёх ключевых аспектов: цветовую точность (точная передача), цветовое предпочтение (приятный, насыщенный внешний вид) и цветоразличение (способность различать цвета).

Color Rendering Index (CRI)

CRI измеряет, насколько точно источник света передаёт цвета. Он сравнивает внешний вид восьми определённых эталонных цветовых образцов при реальном источнике света с их видом при эталонном освещении. CRI указывается как Ra — среднее значение образцов R1-R8.

Несмотря на широкое использование, CRI имеет ограничения:

• Основан всего на восьми цветовых образцах, которые считаются ограниченными и слишком пастельными
• Разработан до коммерциализации светодиодов, что может снижать точность для LED-источников
• Не учитывает перцептивные предпочтения человека к насыщенности цветов
• Может давать несогласованные результаты между устройствами со схожими значениями Ra

Gamut Area Index (GAI)

GAI представляет альтернативный вариант для определения цветовосприятия при светодиодном освещении. Он измеряет насыщенность оттенков и может использоваться в сочетании с CRI. Значения GAI могут превышать 100, причём более высокие значения указывают на большую насыщенность цветов и их различимость.

Эксперты предполагают, что GAI (характеризует насыщенность/интенсивность) и CRI (характеризует цветовую точность) взаимно дополняют друг друга. При совместном использовании они обеспечивают более полный метод оценки источника света.

ANSI/IES TM-30

TM-30 представляет собой новейший метод оценки цветопередачи светодиодных светильников. Ключевое отличие заключается в использовании 99 цветовых образцов вместо 8 образцов в CRI. TM-30 предоставляет две основные метрики:

• Rf (Fidelity): Измеряет сходство с эталоном, аналогично CRI
• Rg (Gamut): Описывает уровень насыщенности, аналогичный GAI.

TM-30-20 ввел дизайнерские "интенции" для балансировки критериев:

• Цветовое предпочтение (P): Стремление создать приятную, естественно выглядящую среду
• Цветовая насыщенность (V): Стремление создать яркую сцену
• Цветопередача (F): Стремление достичь сходства цветового восприятия с референсным источником освещения

Каждая дизайнерская задача включает три уровня приоритета, указывающие на строгость критериев, что помогает дизайнерам делать обоснованный выбор между различными целями цветопередачи.

Luminus Solutions для точной цветопередачи

Продукты Luminus LED демонстрируют высокие показатели по шкалам цветопередачи CRI и TM-30, предоставляя архитекторам и дизайнерам множество вариантов для точной передачи цвета в различных условиях.

Standard LEDs (AccuWhite™)

Светодиоды Luminus Standard (серия AccuWhite) обеспечивают высокую точность цветопередачи с постоянным значением Ra = 97 CRI и минимальным показателем 93 во всех угловых секторах оттенков. Данные продукты доступны в стандартных тёплых белых тонах (2700K и 3000K CCT) и вариантах свечного тепла (2200K и 1800K CCT).

Sensus™ для превосходного розничного освещения

Светодиоды Luminus Sensus обеспечивают стабильные яркие белые тона и чистые цвета с CRI 90+, Rf 93 и Rg 102 при 3000K. В отличие от большинства светодиодов для розничного освещения, продукты Sensus создают яркие белые тона и цвета без использования ближних УФ-волн для возбуждения оптических отбеливателей.

Светодиоды PerfectWhite™

Светодиоды Luminus PerfectWhite обеспечивают практически идеальную цветопередачу, что делает их идеальными для специализированной розничной торговли, фешенебельного гостиничного бизнеса, музеев и художественных галерей. Лампы PerfectWhite демонстрируют средний индекс Ra 93 по 15 образцам CRI и показатели TM-30: Rf = 92, Rg = 100.

Salud™ LEDs

Серия светодиодов Salud™ разработана для достижения целей ориентированного на человека (циркадного) дизайна освещения, обеспечивая при этом исключительную точность цветопередачи. Они достигают CRI Ra 90+ с высокими значениями красного R9.

Hospitality COB Series™ LEDs

Светодиоды Luminus Hospitality COB Series создают тёплое приветственное свечение с чистой белизной для высокоточной цветопередачи (CRI 90 и выше), идеально подходящие для отелей, ресторанов и других заведений сферы гостеприимства.

Color Mix Tunable LEDs

Настраиваемые светодиоды — это недавняя разработка, позволяющая пользователям регулировать характеристики света. Компания Luminus предлагает настраиваемые светодиоды Color Mix, которые можно регулировать в диапазоне спектральных распределений мощности для создания холодного или тёплого белого освещения. Эти продукты обеспечивают полный независимый контроль каждого канала для создания индивидуальной световой среды.

Заключение

Качество цветопередачи искусственных источников света, таких как светодиоды, определяет, насколько хорошо человек воспринимает окружающий мир в помещении и в ночное время. Источники света с хорошей цветопередачей обладают высокой точностью воспроизведения — они достоверно передают внешний вид людей, объектов и окружения для нашего восприятия.

Для некоторых областей освещения точность является наиболее важным качеством. Для других более важными могут быть соображения, касающиеся насыщенности, оттенка или эффективности. Понимая и применяя различные модели цветопередачи, мы можем определить, какие источники света создают оптимальные условия обзора для различных применений — от розничных магазинов до предприятий пищевой промышленности, от гостиных до больничных операционных.

Хотя каждая модель цветопередачи предлагает допустимые средства оценки характеристик светодиодов, комбинация нескольких методов — таких как CRI и TM-30 — может предоставить наиболее полную точку отсчета для архитекторов и дизайнеров освещения.

Благодаря стабильно высоким показателям по всем параметрам цветопередачи и эффективности, светодиоды Luminus предлагают решения практически для любого применения в области цветочувствительного освещения.

Приложения

Полная белая книга включает подробные приложения с:

• Приложение A: Показатели и графики, содержащиеся в отчетах ANSI/IES TM-30-18
• Приложение B: Спецификации цветопередачи и нормативные требования
• Приложение C: Полные данные о цветопередаче для продуктовых линеек светодиодов Luminus