В чем измеряется цветопередача. Что такое индекс цветопередачи CRI

Один из важных параметров осветительных приборов - индекс цветопередачи . Это своеобразный индикатором, который указывает, насколько точно будет передаваться натуральный цвет различных объектов при освещении их выбранным осветительным прибором. Наиболее точно цветовая гамма любых объектов воспринимается человеческим глазом при дневном освещении. Следовательно, хорошая лампа должна генерировать свет, который по своим параметрам приближен к дневному.

Насколько важен индекс цветопередачи источников света?

Владельцы ресторанов, баров, торговых залов и выставочных центров не зря обращаются к профессионалам при проектировании систем освещения, так как именно свет может свести на нет все старания маркетологов, продавцов, дизайнеров. Низкий индекс цветопередачи ламп является одной из причин снижения продаж, так как осветительные приборы сильно искажают естественные цвета.

Представьте ситуацию, покупатель захотел приобрести туфли приглушенного розового оттенка, выбрал подходящую пару, купил, а дома обнаружил, что обувь слишком яркая и не подходит к одежде. Конечно, это не понравится клиенту и он придет, как минимум, возвращать товар, если и вовсе не откажется от покупок в таком магазине.

Учитывать этот показатель необходимо и при покупке осветительных приборов для художественных галерей, так как передать всю красоту картин и других произведений искусства просто невозможно без хорошего освещения. Увидеть разницу передачи цвета можно на рисунке 1.

Индекс цветопередачи светодиодных светильников

Для создания современных систем освещения чаще всего используются LED светильники. Эти источники света отличают экономичным потреблением электроэнергии, долго служат, не нуждаются в дорогостоящем обслуживании. Кроме того, споты отлично передают натуральные оттенки объектов. В таблице 1 показан CRI разных типов ламп.

Цветовая температура осветительных приборов не оказывает влияние на коэффициент CRI. Светодиодные лампы с высоким индексом цветопередачи будут передавать цветовую гамму окружающих предметов одинаково хорошо и 2000K, и при 7000K. Но не стоит забывать, что при очень низкой температуре цвета восприятие оттенков может искажаться, что связано с особенностями строения человеческого глаза. При выборе осветительных приборов со светодиодами лучше отдать предпочтение приборам с CRI > 80 единиц. Кроме того, надо учесть, какой вид деятельности будет осуществляться в помещении.Методы измерения индекса цветопередачи

В Российской Федерации измерение индекса цветопередачи светодиодов , а также других приборов освещения проводится в соответствии с ГОСТ Р 8.827-2013 ГСИ. Стандарт базируется на MKO CIE 177:2007.

Документ разрабатывался Международной комиссией по освещению, и базировался на 8 ненасыщенных и 1 насыщенном цветах, после чего был дополнен еще четырьмя насыщенными цветами, что способствовало более точному сравнению (рис. 2).

Но и у доработанной методики были свои недочеты, в ней отсутствовал параметр, который бы учитывал, насколько точно передается цвет в свете различных приборов. Этот параметр важен, так как особенности освещения могут приводить к искажению натуральных оттенков, делая их более приглушенными, при этом коэффициент CRI будет высоким.

Пример изменения яркости цветов в свете разных осветительных приборов.

В своей работе многие производители пользуются международным стандартом TM-30-15. Этот документ не является обязательным к использованию, но часто просто необходим для решения поставленных задач, так как позволяет определить качество передачи цвета различных объектов. Для TM-30-15 была разработана новая шкала эталонных цветов, она приведена на рисунке 4.

Чтобы не допустить ошибки при подборе осветительных приборов, лучше всего доверить решение этого вопроса профессионалам. В нашем интернет-магазине GreenLED представлен широкий ассортимент трековых LED светильников с качественной передачей цвета, которые соответствуют всем утвержденным стандартам МКО. При необходимости, мы подберем споты, которые помогут реализовать даже самый сложный светотехнический проект.

Это относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы.

Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света (т.е. идеально передающего цвет предметов) принят за 100.

Чем ниже этот индекс у лампы, тем хуже ее цветопередающие свойства. Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100Ra.

Например у традиционной лампы накаливания индекс цветопередачи составляет 80Ra, при цветовой температуре в 2700К.

Если говорить о светодиодных лампах, то они обладают исключительно высоким индексом цветопредачи, который составляет 85-90 Ra.
Индекс цветопередачи - мера соответствия зрительного восприятия цветного объекта, освещенного исследуемым и стандартным источниками света при определенных условиях наблюдения. Объективной характеристикой здесь является значение индекса цветопередачи Ra, максимально возможное значение которого равно 100. Чем больше индекс, тем точнее будет восприятие цветов. Проводить сравнения различных источников по величине Ra лучше при близких цветовых температурах.
На практике обычно пользуются тремя категориями цветопередачи

Ra между 90 и 100.

Прекрасные цветопередающие свойства. Область применения: в основном там, где важна точная оценка цвета.

Ra между 80 и 90.

Хорошие цветопередающие свойства. Области применения: там, где точная оценка не является приоритетной задачей, но хорошая цветопередача все же важна.

Цветопередающие свойства от удовлетворительных до плохих. Области применения: там, где цветопередача не важна.
Максимальное значение коэффициента Ra составляет 100 (это значение принимается для солнечного света, а также для большинства ламп накаливания).

Характеристика цветопередачи лампы описывает, насколько натурально выглядят окружающие нас предметы в свете этой лампы. Выражением этого является общий индекс цветопередачи Ra. Для определения величины Ra, из окружающей среды выбирают 8 тестовых цветов, которые освещаются тестируемой лампой, а затем стандартной лампой, имеющей такую же цветовую температуру (от температуры "черного тела" до дневной). Чем меньше разница в цветопередаче между тестовыми цветами, тем лучше цветопередача исследуемой лампы. Максимальное значение Ra составляет 100 (как среднее для 8-ми тестовых цветов).

В зависимости от места установки лампы и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью общего индекса цветопередачи Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света

Для сравнения с рассмотренными источниками света фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 (или 14) указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого или эталонного источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значения Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Тестируемые цвета:

Дополнительные тестируемые цвета с насыщенными красками:

До недавнего времени основными источниками искусственного освещения выступали лампы накаливания. Они излучают мягкий, комфортный для глаз свет, но при этом не могут похвастаться высокой энергоэффективностью. КПД стандартной лампочки составляет 3–5%, т. е. основная часть потребляемого электричества перерабатывается в тепловую энергию, а не свет. Светодиоды устранили эти недостатки использования осветительных приборов. Их КПД достигает 80%, что позволило существенно сократить расходы на освещение. Это достоинство обеспечило LED-приборам широкое применение в бытовых и промышленных целях.

Классификация LED-лампочек

Существует несколько классификаций светодиодных ламп. Для разделения этих осветительных приборов на виды используют следующие параметры:

• область применения (для внутреннего освещения жилых или офисных помещений, для уличных прожекторов, для подсветки взрывоопасных объектов);
• тип колбы (шар, полусфера, спираль, свеча, капля, трубка);
• свойства излучаемого цвета.

Кроме этого, LED-лампы бывают прозрачными, матовыми или зеркальными. Такой ассортимент позволяет подобрать источник света с высоким КПД для осветительных приборов любого типа и назначения.

Разновидности и особенности LED-осветителей

Светодиоды поставляются в упаковках с детальным описанием, отображающим основные технические характеристики светодиодных ламп, такие как:

• класс энергоэффективности;
• срок службы;
• мощность;
• диапазон температур окружающей среды (при какой температуре работают);
• тип цоколя;
• величина светового потока;
• цветовая температура (цветопередача);
• коэффициент пульсации (выраженность мерцания).

Все современные светодиодные лампочки представляют собой осветительные приспособления с высоким показателем энергоэффективности категории «А» («А+», «А++»). Это означает, что для получения максимально яркого светового потока LED-устройству требуется минимально возможное количество электроэнергии. Причем производители предлагают лампы, работающие при температурах от -35˚C до +90˚C, что также отображается на упаковке. Эти особенности являются главными достоинствами LED-изделий.

При соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации срок службы основной массы светодиодов достигает 50 тыс. часов непрерывной работы. Мощность лампочки исчисляется в Ваттах (Вт). Значения этого параметра находятся в диапазоне 1–25 Вт, где 1 обозначают самые тусклые источники света, а 25 - самые яркие.

Помимо основных технических показателей на упаковке светодиодных излучателей указывают степени защиты изделия от влаги и пыли, а также уровень напряжения питания, который у большинства ламп составляет 12 или 220 В. Некоторые приборы китайского производства функционируют от напряжения в 110 В.

Цоколь

Для обозначения формы и размера цоколя светодиодов используется следующая маркировка:

Разнообразие цоколей позволяет заменить источники света устаревших модификаций на новые, энергосберегающие приборы.

Световой поток

Характеристика яркости светодиодной лампы измеряется в люменах (лм). До появления светодиодов интенсивность свечения лампочки отождествляли с ее мощностью в Ваттах. Поскольку светодиодные осветители продуцируют световой поток, потребляя в 7–10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, для обозначения яркости LED-устройств ввели новую характеристику - световой поток. На упаковках люмены приводятся в привязке к Ваттам. В зависимости от производителя яркость ламп составляет от 70 лм/Вт (тусклые) до 190 лм/Вт (самые яркие).

Угол направленности светового потока определяет степень рассеивания свечения в пространстве. Этот показатель измеряется в градусах, зависит от конструкции излучателя. Шаровидные лампы без абажура равномерно распределяют свет во все стороны, в то время как источники света с фокусирующими линзами дают узконаправленный луч, освещающий только конкретный предмет.

Цветовая температура

Определяет оттенок свечения, измеряется в градусах Кельвина, диапазон которых включает значения от 1500° до 8000°. При составлении градуации бралась температура, до которой необходимо нагреть абстрактное, абсолютно черное тело, чтобы оно начало излучать свет определенного цвета.

Различают три вида цветовой температуры:

1. Теплая, как свет от обычной лампы накаливания.
2. Нейтральная (белая), эталоном которой является дневной свет.
3. Холодная, для которой характерен голубоватый оттенок свечения.

Ниже представлена шкала Кельвина, схематическая таблица.

Оттенок излучаемого лампой света определяет восприятие человеком цвета освещаемого предмета. Далее на рисунке приведено пространство световых температур.

При равном КПД и потреблении электроэнергии лампы могут совершенно по-разному передавать цвета объектов. Для измерения визуального изменения цвета в зависимости от освещенности используют коэффициент цветопередачи. Индекс цветопередачи светодиодных ламп (CRI) выступает индикатором того, насколько естественно будет выглядеть объект в свете конкретного леда. Индекс измеряется в единицах, обозначаемых символом Ra. Индекс включает значения от 0 до 100 Ra, где 0 - плохая передача цвета, а 100 - максимально натуральная. Цветопередача теплых ламп составляет порядка 90–100 Ra. Холодные LED передают цветовую палитру хуже всего, у них значения индекса не превышают 80 Ra. Наиболее комфортными для глаз считаются леды со значением CRI 80–100 Ra в температурном диапазоне 2500–3500˚К.

Мерцание

Периодические колебания интенсивности светового потока приводят к возникновению специфического мерцания, которое называют пульсацией светодиодных ламп. Для обозначения степени мерцания излучателя ввели коэффициент пульсации, измеряемый в процентах. Он рассчитывается по формуле:

Кп= (Lmax – Lmin) / L0,

где Кп - коэффициент пульсации, Lmax и Lmin - максимальное и минимальное значения интенсивности светового потока, а L0 - его средний показатель.

Излучатели с высоким коэффициентом пульсации перегружают зрение, вызывают сухость глаз, а также негативно влияют на нервную систему человека. Длительное использование таких осветительных приборов приводит к мигреням и хроническим заболеваниям глаз, поэтому стоит отдавать предпочтение лампам с наименьшими коэффициентами.

Изначально LED-устройства для освещения имели заметное мерцание и высокие показатели коэффициента пульсации. Эти недостатки устранили посредством установки драйвера, который стабилизирует подачу тока к излучателю. Добросовестные производители оснащают свою LED-продукцию качественными драйверами, поэтому у них показатели мерцания не превышают 4%. Некачественные лампочки характеризуются пульсацией в пределах 20–50%.

Важные аспекты

При выборе светодиодных ламп для дома необходимо уделить внимание калибру и типу цоколя, а также размеру колбы. Перед покупкой стоит измерить плафон осветительного прибора или вовсе взять его с собой, чтобы избежать приобретения неподходящей по размеру лампочки.

Для ламп, используемых в бытовых целях, стоит выбирать устройства с индексом передачи цвета CRI более 80 Ra при цветовой температуре 2500–3500˚К (теплый белый). Наилучшее рассеивание света обеспечивают источники с углом рассеивания потока 150–170˚. Их лучше всего использовать для потолочных осветительных приборов. Для декоративной или точечной подсветки целесообразнее приобретать устройства с углом направленности светового потока до 40˚.

Некоторые лампы оснащены регуляторами интенсивности свечения. Такие устройства стоят дороже обычных LED-приборов, но обладают несколькими достоинствами:

• возможность менять яркость подсветки в помещении;
• более качественное исполнение изделия;
• высокий КПД;
• увеличенный срок эксплуатации.

Недостатки настраиваемых ламп:

• дороговизна;
• ограничения по сфере применения.

Опираясь на приведенные в статье сведения, каждый сможет подобрать лед, который не только позволит сократить траты на электроэнергию, но и обеспечит комфортную подсветку помещению любого назначения.

Видео по теме

Необходимость во введении CRI была вызвана тем, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру , но передавать цвета по-разному . 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. 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 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 встречающимся в повседневности предметам .

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Где лучше Цвет?

✪ Как мы видим цвет? и что такое CRI ?

✪ Светодиоды: важные характеристики

Субтитры

Измерение коэффициента цветопередачи

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:

Тестируемые цвета (основные):

Примечательно, что индекс цветопередачи и у ламп накаливания , и у неба северного полушария считается равным 100, при том, что ни один из них не является действительно безупречным (лампы накаливания очень слабы в освещении синих тонов, а северное небо при 7500 К, в свою очередь, слабо при освещении красных тонов).

Различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, незначительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи, скажем, в 80 и 84, практически одинаковы. [ ]

Индекс (иначе коэффициент) цветопередачи отвечает за соответствие реальных цветов предметов тому, как они передаются при освещении установленным источником света. Под реальным цветом предмета принимается его цвет при использовании особого источника, признанного эталонным.Высокое значение индекса цветопередачи положительно сказывается на отображении цветов в освещаемой зоне.

Однако каждый тип ламп обладает своим индексом, что определяет достоинства и недостатки каждого из них.

В связи с тем, что при одной и той же цветовой температуре две лампочки различного типа могут передавать цвета окружающей обстановки совершенно по-разному, необходимо было введение в обиход еще одного параметра, который поможет при их выборе.

Таким образом, был введен параметр CRI – индекс цветопередачи.

Определение индекса цветопередачи

Методика определения индекса цветопередачи ra, зародившаяся на стыке 60-х и 70-х годов прошлого века, включает в себя вычисление сдвига нескольких стандартных цветов от идеальных значений. Для этого тестируемый источник света направляется на 8 (из 14) эталонных цветов, после чего вычисляются численные значения отклонений каждого из них. Основными эталонными цветами, применяемыми для вычисления индекса цветовой передачи, являются:

• грязно-розовый,
• светло-коричневый,
• оливковый,
• светло-зеленый,
• бирюзовый,
• пастельный голубой,
• светло-фиолетовый,
• пурпурный.

Данная методика получила название CIE и была разработана International Commission On Illumination.

Значение коэффициента цветопередачи

Чем меньше отклонение реальных цветов от идеала, тем больше величина индекса цветопередачи cri, а, соответственно, и лучше характеристики имеющегося источника света. Оптимальное отображение всех цветов имеется у солнечного света, CRI которого принят за величину 100. С увеличением отклонения от идеала данная величина становится все меньше, то есть цвета освещаемых объектов и предметов передаются все хуже.

Лампы накаливания

Так, например, люминесцентные лампы, оснащенные тремя компонентами люминофора, имеют уже более низкую степень цветопередачи (1B), а их индекс колеблется в пределах 80-89.

Значение индекса цветопередачи люминесцентных ламп падает при упрощении конструкции лампы. Для моделей ЛБЦ и ЛДЦ он уже составляет 70-79, а для ЛД и ЛБ – 60-69. Однако, несмотря на невысокие значения, их цветопередача все же считается хорошей. При обязательно обращается внимание на индекс цветопередачи.

Галогенные лампы

Галогенные лампы также как и лампы накаливания, обладают очень хорошей цветопередачей с индексом более 90, что характеризует их как оптимальные лампы с точки зрения качества освещения и отображения цветов. Единственная сложность, что для подключения требуется специальный .

Галогенная лампа 26 Вт

Светодиодные лампы

Индекс цветопередачи светодиодных ламп зависит от производителя. Он может колебаться в пределах 60-89. Класс цветопередачи, который указывает на то или иное значение коэффициента, обычно упоминается производителем на упаковке светодиодов (1B, 2A, 2B). Индекс цветопередачи светодиодов считается довольно хорошим. Подробнее об их характеристиках .

Светодиодная лампа 9Вт

Светодиодная лампа 3Вт

Лампы ДРЛ (ртутные) и НЛВД

Третья степень цветопередачи с индексом 40-59 характерна для ламп ДРЛ и НЛВД.

Нельзя сказать, что они сильно искажают цвета, так как их цветопередачу принято считать достаточной.

Лампы ДНат

Самый низкий показатель отображения цветов у натриевых ламп. Низкая цветопередача, для которой характерны индексы менее 39, является одним из основных недостатков ламп ДНат. Их степень цветопередачи – 4.

Вывод

Рассматривая оптимальность применения того или иного типа ламп для освещения помещений с точки зрения качества передачи цветов, можно легко определить, что на первое место выходят привычные лампы накаливания, высокотехнологичные модели люминесцентных ламп и их галогеновые аналоги. Светодиоды, постепенно наверстывающие данное упущение, совсем немного уступают в борьбе за совершенство цветопередачи. В отличие от них натриевые и ртутные лампы показывают низкие показатели своей эффективности.