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

Более 90

Очень хорошая

80–89

70–79

Хорошая

60–69

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.