Что собой представляет индекс цветопередачи (CRI). Что такое индекс цветопередачи ламп

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. [ ]

Фактически показывает, насколько точно будет передан цвет освещаемого предмета при освещении исследуемой лампой и эталоном (Эталон - солнечным светом или лампой накаливания – цвета не искажаются).
Цветовая температура - фактически цвет света, которым светится лампа . (пример: цвет испускаемого света натриевой лампы и цвет люминесцентной лампы различны. У натриевой ламы он желтый, у люминесцентной чаще всего белый)
Цветовой температурой лампы является температура, до которой необходимо нагреть некое аморфное черное тело, чтобы цвет испускаемого им света был примерно того же спектрального состава и цветовой окраски, что и свет исследуемой лампы. Единица измерения – К (градус Кельвина) цвет свечения, для примера:
Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 К, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света - 6000 К
Цветность света - Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Образно говоря, понятие того или иного цвета - это всего лишь результат неписанного соглашения между людьми называть определённое ощущение зрительного нерва конкретным цветом, к примеру, «красным». Также известно, что с возрастом хрусталик желтеет, что приводит к нарушениям в идентификации цветов. То есть можно сказать, что адекватное цветовое восприятие - это результат скорее психологического процесса, чем физического.

Как видите, науке пришлось немало повозиться, что бы систематизировать и строго научно определить характеристики различных цветов спектра! Если цвет поверхности не нагретого неизлучающего предмета, то есть одну из его отражательных (а значит и фильтрующих) характеристик, можно описать длиной волны или обратной ей величиной - частотой, то с нагретыми и излучающими телами мы поступим по-другому.
Представим себе абсолютно чёрное тело, то есть тело, которое не отражает никакие световые лучи. Для примитивного эксперимента пусть это будет спираль из вольфрама в электрической лампочке. Соединим эту несчастную лампочку с электрической цепью через реостат (изменяемое сопротивление), выгоним всех из ванной комнаты, выключим освещение, подадим ток и будем наблюдать за цветом спирали, постепенно понижая сопротивление реостата. В один прекрасный момент наше абсолютно чёрное тело начнёт светиться еле заметным красным цветом. Если замерить в этот момент его температуру, то окажется, что она будет примерно равна 900 градусам по Цельсию. Поскольку все излучения происходят от скорости движения атомов, которая равна нулю при нуле градусов Кельвина (-273 °С) (на чём и основан принцип сверхпроводимости), то в дальнейшем забудем про шкалу Цельсия, и будем пользоваться шкалой Кельвина.
Таким образом, начало видимого излучения абсолютно чёрного тела наблюдается уже при 1200К, и соответствует красной границе спектра. То есть, попросту говоря, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжая нагревать нашу спираль, замеряя при этом температуру, мы увидим, что при 2000К её цвет станет оранжевым, а затем, при 3000К - жёлтым. При 3500К наша спираль перегорит, так как будет достигнута температура плавления вольфрама. Однако если бы этого не произошло, то мы увидели бы, что при достижении температуры 5500К цвет излучения был бы белым, становясь при 6000К голубоватым, и при дальнейшем нагревании вплоть до 18000К всё более голубым, что соответствует фиолетовой границе спектра. Эти цифры и назвали «цветовой температурой» излучения. Каждому цвету соответствует его цветовая температура. Психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) в десять раз ниже (холоднее) цветовой температуры морозного зимнего неба (12000К). Тем не менее это так, цветовая температура отличается от обычной температуры. Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой.

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

При всем разнообразии современных источников света в быту и освещении помещений лидирующими являются светодиоды и люминесцентные лампы, у них основной проблемой и темой для обсуждений является не энергосбережение, а индекс цветопередачи и качество света. Это такой параметр, который в большей мере определяет комфорт при работе под искусственным светом. В этой статье мы поговорим о том, что такое индекс цветопередачи, каким он должен быть и как измеряется.

Определение и историческая справка

Индекс цветопередачи – это величина, полученная из отношения реального цвета к видимому или кажущемуся цвету предметов. Иначе говоря, он показывает насколько цвета предметов, освещенных искусственным источником света, соответствует истине. Его обозначают как Ra или CRI, сокращенно от англ. Color Rendering Index, что в дословном переводе звучит, как «Индекс отображения цветов».

CRI – это лишь одна из методик определения цветопередачи. Она обязательна для проверки источников света всеми производителями. Это определение появилось примерно в 1960–1970 годах. До 1974 года проверка цветопередачи осуществлялась путем сравнения набора из 8 цветов, после было добавлено еще 6 дополнительных. В итоге при измерении индекса (коэффициента) цветопередачи используют 8 или 14 цветов, они указаны в DIN 6169.

При этом обязательная проверка заключается в сравнении первых 8 цветов спектра, сравнение 14 цветов осуществляется в случае необходимости или в специальных целях, но при расчетах индекса они не учитываются.

Измерение индекса цветопередачи

Измеряют индекс цветопередачи при разработке источников света. Для этого исследуемым источником света освещают на шаблон или поверочную таблицу, на которой нанесены стандартизированные цвета R1–R8.

Следующий этап – освещение поверочного шаблона эталонным источником света и снятие показаний с приборов для определения цветов.

После полученные данные обрабатываются по методике CIE и получают отклонение полученных цветов от эталонных.

Цвета обозначаются как Ri, где i – номер цвета. Их названия:

• R1 – увядшая роза.
• R2 – горчичный.
• R3 – салатовый.
• R4 – светло-зеленый.
• R5 – бирюзовый.
• R6 – небесно-голубой.
• R7 – фиолетовая астра.
• R8 – сиреневый.

В результате получают цифру от 0 до 100. Индекс цветопередачи равный 100 имеет солнечный свет. Чем меньше полученное значение, тем хуже передаются цвета. Полученные значения можно разбить на степени, указанные в таблице ниже.

Также иногда добавляю в оценку 9 цвет – насыщенный красный.

DIN 5035 описывает, где можно использовать лампы с определенным уровнем цветопередачи:

В DIN EN 12464-1 определены типы помещений и требуемых индексах цветопередачи, а также СНиП 23-05-95 в приложениях в качестве рекомендаций.

Проблемы CRI и его аналоги

CRI не всегда дает точные показания, дело в том, что изначально он разрабатывался под источники света с непрерывным спектром. Речь идет о спектральном составе белого света, в нем содержится определенный набор цветов, которые в результате дают белое свечение с определенным оттенком (цветовой температурой).

Спектральный состав света – набор излучений различных длин волн (цветов) в . По спектральному составу можно определить степень излучения того или иного цвета.

Когда источник света в своем спектральном составе содержит все видимые длины волн, тогда такой спектр называют непрерывным. Пример:

• солнечный свет;
• лампы накаливания;
• галогенные лампы.

От полноты спектрального состава зависит и соответствие видимых цветов реальным. Но не все лампы излучают в полном спектре.

У люминесцентных ламп так называемый рваный спектр. Он состоит из отдельных пиков в области различных длин волн. Если вспомнить о том, что мы сказали выше, то CRI не совсем корректно отражает индекс цветопередачи таких светильников.

Справка: 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».

Поэтому для повышения точности измерений светового потока в 2010 году разработали методику CQS, что расшифровывается, как Colour Quality Scale, или рус. Шкала качества цвета. Но и это не дало полноценной оценки качества источников света, потому что в ней не учитывалась насыщенность и тон освещаемых предметов.

И в 2015 году появился ТМ-30-15 – это стандарт, который учитывает больше параметров, а именно, кроме шаблонов, в оценке принимают участие тон, насыщенность и встречающиеся в быту предметы.

Однако ни в одной стране, на момент написания статьи, TM-30-15 не является обязательным для выполнения, но это не мешает уважающим себя производителям проверять продукцию и таким образом.

Зачастую при проверке значения по шкалам CQS и CRI выдают примерно одинаковые результаты, однако, происходит и так, что по TM-30-15 результаты оказываются ниже нормы. Пример измерения плохой цветопередачи светодиодной лампы описан в статье от независимых экспертов:https://geektimes.com/company/lamptest/blog/285034/

Скорее всего, причиной такого результата стал люминофор, специально подобранный для прохождения обязательных тестов, но все равно не обеспечивает нормальной цветопередачи.

Индекс цветопередачи различных типов ламп

Далее мы рассмотрим типовые индексы цветопередачи разных ламп. Индекс зависит от принципа действия и конструкции, а также используемых компонентов светильника. Как уже было сказано, за эталон принимается солнечный свет.

Лампы накаливания

Классические лампы накаливания, хоть и запрещены для использования в большинстве стран по причине их низкого КПД, но они имеют приближенную к солнечному свету цветопередачу, она близка к 100. Имеют выраженный сдвиг в область теплых цветов и ИК-диапазона.

Галогенные лампы

Галогенные лампы дают больший световой поток при том же потреблении мощности, что и лампы накаливания. При этом их цветопередача приблизительно на одинаковом уровне.

Натриевые лампы

Натриевые лампочки мало используются для освещения помещений, где работают люди. Это объясняется как техническими моментами, например, гудящий дроссель, долгий розжиг, так и низким индексом цветопередачи – 40 Ra. Натриевые лампы высокого давления, или ДНаТ используют для освещения больших площадей. Например, в уличном освещении, на фонарных столбах и прожекторах. Такое применение объясняется высоким световым потоком (150 Лм/Вт) и длительным сроком службы, более 25000 часов. Они относятся к газоразрядным источникам света. Имеют рваный спектр, с преобладанием красно-оранжевых тонов.

Тем не менее их используют и для выращивания растений в теплицах и гидропонных системах, благодаря их спектру. Промышленностью выпускаются специальные натриевые лампы для растений, в них выражены необходимые для их роста пики в световом спектре.

ДРЛ

Дуговые ртутные лампы или ДРЛ, по сфере использования подобны ДНаТу, за исключением освещения растений. Имеют срок службы около 10000 часов и высокий световой поток в 70–95 Лм/Вт, а их индекс цветопередачи до 40 Ra. Также у них рваный спектральный состав со смещением в область синего цвета и ультрафиолета.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы трубчатого типа и компактные люминесцентные лампы имели особую популярность до выхода на рынок дешевой светодиодной продукцией. Основным недостатком является необходимости применения пускорегулирующей аппаратуры, а также рваный спектральный состав света, обычно смещенный в область холодных цветов, но в зависимости от люминофора могут и излучать нейтральный и теплый свет.

Индекс цветопередачи люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, изменяется от 60 до 90 и более Ra.

Типовые значения:

• для трехкомпонентного люминофора – 80Ra и более;

• для пятикомпонентного люминофора – 90Ra.

Светодиодные лампы

Как уже было, сказано индекс цветопередачи светодиодных ламп зависит от состава люминофора, которым покрыты кристаллы светодиодов. Индекс лежит в пределах от 80 Ra, хорошим результатом является 90 Ra. Их используют в помещениях любого типа, насколько это позволяют конструктивные особенности.

Заключение

При выборе источника света нужно особое внимание уделить индексу цветопередачи, поскольку от него зависит точность восприятия цветов. Это особенно важно, если вы работаете с цветами, например, рисуете, или выбираете освещения для фотостудии. В любом случае нельзя экономить на освещении, поскольку от этого зависит здоровье ваших глаз.

Индекс цветопередачи – что это? На этот параметр при выборе светодиодного источника освещения обращается недостаточно внимания. Однако именно от него зависит, насколько реально будет выглядеть освещаемый объект.

На что влияет цветопередача (CRI)?

Цветопередача CRI – это величина, определяющая, насколько естественно выглядят объекты в свете какой-либо лампы. Она также называется индексом цветопередачи и коэффициентом передачи, и может обозначаться как CRI, так и Ra. Поток света любой лампы имеет собственный индекс цветопередачи. Если он 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, дорогостоящие отделочные материалы и предметы декора потеряют свою презентабельность, если сэкономить на качественных источниках света с высоким CRI.

Индекс цветопередачи 80 Ra – что это?

Что это – индекс цветопередачи 80 Ra? На сегодняшний день в светодизайне этот параметр упоминается все чаще.

• Солнечный цвет имеет индекс цветопередачи в 100 Ra;
• Для бюджетных моделей люминесцентных ламп характерен показатель в 60-70 Ra, модели известных брендов способны воспроизводить поток света в 80-90 Ra;
• Лампы накаливания и галогенные лампы имеют индекс цветопередачи, близкий к 100 Ra;
• Качественные светодиодные источники – от 80 Ra и выше.

Цветопередача именно в 80 Ra считается оптимальной для человеческого зрения, и не создает эффекта «тусклого» или искажающего свечения. Поэтому этот порог значения должен быть определяющим при выборе лампы. Все, что ниже этого показателя, будет ухудшать естественное восприятие цветов и искажать реальные оттенки освещаемых предметов.

Почему цветопередача 80 Ra считается наиболее удачной?

Современные LED-лампы, имеющие цветопередачу 80 Ra , обладают способностью точно передавать естественные цвета и оттенки предметов. Это качество позволяет использовать их не только в жилых, но и общественных помещениях. Например, – удачное решение для создания направленной подсветки как в квартирах, так и офисах и бутиках. Поток света в 80 Ra при высокой яркости и узком угле рассеивания обеспечит естественную передачу оттенков освещаемых предметов.

В ассортименте нашей компании представлены накладные, встраиваемые, подвесные и другие виды светодиодных светильников с индексом цветопередачи 80 Ra. Этот параметр подойдет для создания качественной подсветки жилых и общественных помещений.