Что такое цветовая температура источника света и в чем измеряется

Температура цвета – что это такое, единица измерения, практическое применение

Характеристика источника света, показывающая, с какой длиной волны происходит излучение, называется температурой цвета. Для каждого сегмента спектра видимого света характерна своя конкретная температура. Так, святящая красным цветом лампочка будет иметь одно значение параметра, зеленым – другое, синим – третье и т. д.

Поэтому рассматриваемая характеристика никак не относится к обычной температуре. Это значит, что лампочки одной мощности, но разного цвета будут иметь одинаковый уровень нагрева при работе – несмотря на то, что кельвины в лампах разные.

Однако это правило касается только искусственных источников света – лампочек и светодиодов. В природе же, как раз наоборот – каждому оттенку соответствует своя температура. Это особенно ярко проявляется при нагреве стального предмета.

Разогретая сталь излучает в диапазоне цветов, соответствующих естественному уровню нагреваИсточник metallurg.belsteel.com

А так как уровень разогрева измеряется в градусах – K или ℃, то для удобства распознавания они же были приняты для светильников. По этой причине на упаковке лампочек можно найти соответствующее обозначение.

Для быстрого распознавания нужного оттенка применяется специальная таблица цветовых температур светодиодных ламп и других источников света. Выглядит она следующим образом:

Температура, К	Наглядный пример
1000	Пламя свечи
2500-2850	Классическая лампочка накала
3000-3300	Галогеновый светильник, заря-закат
3500	Солнце в утреннее или вечернее время
3700-4400	Прибор дневного освещения
4500	Солнечный свет в середине дня
5400-5600	Яркая вспышка
6000	В пасмурный день на улице
6400-6600	В дневной тени
7000	Тень во время малой облачности
7400-7600	В тени в ясный день
9000-10000	Голубой цвет, характерный для термоядерного синтеза

Для домашних люстр чаще всего используются лампочки, излучающие в желто-оранжевом диапазонеИсточник delfi.ee

С точки зрения дизайнерского оформления помещений и психологии восприятия, есть следующие рекомендации применения светильников различных оттенков в быту:

• 2,5-3 тыс. К – оранжево-теплый. Подойдет для вечерней спальни, гостиной, обеденной зоны, а также отдельных светильников – торшеров, бра и проч.
• 3-4 тыс. К – желто-теплый. Релаксирующий оттенок, настраивающий на отдых для жилых помещений. Применяется для люстр и настенных приборов.
• 4-5 тыс. К – белый. Для освещения в дневное время рабочих зон, кухни, комнат, читальных уголков. Используется в потолочных и подвесных светильниках.
• 5-6,5 тыс. К – голубоватый. Не рекомендован для дома. Применяется на выставках, в музеях.

В спальной комнате рекомендуется использовать желто-оранжевые тона освещенияИсточник hzcdn.com

Цветовая температура в светодиодных лампах

Разные источники света способны выдавать свечение в ограниченном цветовом спектре. LED-светильники в этом плане фавориты: за счет особой конструкции они способны давать свет с температурой от 2200 до 15000 К. Для сравнения люминесцентные лампы дают 2700-6500 К, а лампы накаливания — 2700-3500 К.

Конструкция белых светодиодов

Цвет, излучаемый светодиодами, зависит от того, какой полупроводник используется в лампе. Изначально были получены полупроводниковые излучатели красного цвета, затем диоды с желтым и зеленым излучением. Получить чистое белое свечение невозможно. Для того, чтобы светодиодные лампы светились белым светом, используется три метода:

В чём разница

До изобретения электричества интерьеры освещались свечами и керосинками, а значит искусственное освещение всегда было тёплым. С появлением ламп накаливания световая температура в интерьерах не изменилась, новый электрический свет был жёлтым и не слишком интенсивным, а появившиеся следом люминесцентные лампы с их хирургическим светом ещё долго не пускали в жилые интерьеры, используя только в промышленных помещениях.

Освещение в ванной комнате с натяжным потолком

Мода на натяжные потолки диктует свои правила. Мы расскажем вам, как сочетать новейшие технологии и практичность в ванных комнатах с натяжными покрытиями.

Перемены начались с появлением галогеновых ламп и светодиодов, которые дали возможность выбирать между тёплым, холодным или нейтральным освещением. В чём разница? 

Световая температура измеряется в кельвинах. Тёплым светом, как правило, называют диапазон от 1000 до 3500К. Например, температура светового потока свечи находится в районе 1000К, то есть этот свет максимально тёплый, не зря мы до сих пор используем свечи для создания романтичной или камерной обстановки.

Нейтральным освещением называют белый свет без синевы и желтизны, с цветовой температурой в диапазоне от 3500 до 4500К. Всё, что выше, уже можно определить как холодный свет, в котором преобладает синий спектр. Считается, что холодное освещение тяжелее всего воспринимается нашими глазами и психикой, поэтому в интерьере такой свет — явление редкое.

Поэтому, когда речь идёт о том, какой свет выбрать: холодный или тёплый, выбирают обычно между желтоватым и белым нейтральным освещением.

Какую связь с освещением имеет цветовая температура?

Зная параметры из таблицы цветовых температур, пользователь может посмотреть на упаковку лампы и понять, какой оттенок она будет излучать. В зависимости от показателя цветовой температуры, лампа может давать холодный или теплый оттенок. Учитывая диапазон действия источников свечения, их относят к трем группам:

• теплого белого света (температурный диапазон работы от 2700 до 3200К, излучают белый цвет, рекомендованы, согласно показателям световой температуры, для использования в жилых домах);
• дневного белого цвета (диапазон цветовой температуры от 3500 до 5000К, свечение напоминает утренние лучи солнца, можно использовать в ваннах и технических помещениях);
• белого холодного цвета (от 5000 до 7000К, напоминает яркий дневной свет, используется для освещения больничных корпусов, парков, алей, лабораторий).

Если цветовая температура является низкой, то лампа будет отсвечивать красным цветом, а когда высокий, то синий и зеленый оттенки будут доминирующими.

Сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп

Когда на рынке появилось такое освещение, потребители стали задумываться, какие лучше, и чем они отличаются? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо провести сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп. Их можно выделять по следующим критериям:

·                 Первый критерий сравнения – это мощность и светоотдача, у ламп накаливания светоотдача происходит при 8-10 Вт. А у светодиодных светильников она намного выше и осуществляется при 77Вт, но бывают модели, у которых показатели намного выше. Соответствие мощности светодиодных ламп лампам накаливания показывается специальными расчетами и таблицами, и благодаря ним становится видно, диоды не такие мощные, но при этом они намного качественней и свет от них ярче;

·                 Второй такой же важный критерий, это теплоотдача

Если брать во внимание критерии безопасности, тогда можно сказать, что при использовании ламп накаливания, колба достаточно сильно нагревается, а это не безопасно. А вот светодиоды успели себя зарекомендовать намного лучше, и максимальный нагрев составляет 50 градусов;. ·                 А срок службы выступает главным показателем  сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп

Светодиоды смогут проработать свыше 50000 часов, а обычные лампочки всего 1000, а это в 50 раз меньше. Поэтому лучше купить один раз лампочку дороже, чем постоянно менять обычные модели;

·                 А срок службы выступает главным показателем  сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп. Светодиоды смогут проработать свыше 50000 часов, а обычные лампочки всего 1000, а это в 50 раз меньше. Поэтому лучше купить один раз лампочку дороже, чем постоянно менять обычные модели;

·                 Коэффициент полезного действия, также нужно брать во внимание при покупке. У светодиодов процент КПД составляет около 90, это достаточно мощный показатель, по сравнению со стандартными лампами. Они способны почти в семь раз экономить электроэнергию;

Они способны почти в семь раз экономить электроэнергию;

·                 Безопасность, также в большей мере влияет на выбор, ведь при использовании люминесцентных ламп не стоит забывать, что они содержат ртуть и от них происходит вредные испарения, и они требуют специальной утилизации. А светодиоды совершенно безопасны для человеческого здоровья, и не содержат вредных примесей.

Конечно, стоимость светодиодных ламп выше, чем у альтернативы, но они смогут прослужить намного дольше и счета за электроэнергию будут ниже.

Какие лампы выбрать для офиса

В нормативном документе СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение» рекомендует использовать различные источники излучения в зависимости от их типа, мощности, построения и характеристик светового потока.

Помещения жилого фонда предписывается оборудовать небольшими и низкотемпературными «теплыми» световыми приборами, а в нежилом фонде устанавливать более крупные светильник нормального «белого» света.

Доказано, что белое освещение оптимально для рабочего процесса, так как содержащаяся в нем часть синего спектра благотворно влияет на человека, помогает ему сконцентрироваться, ускоряет реакцию и рабочие процессы организма.

Хорошо выбирать источники излучения именно от 3500 K до 5600 K, с белым или нейтральным светом, с чуть синеватым оттенком. Такое освещение даст возможность увеличить работоспособность до максимальной отметки.

Подойдут как люминесцентные, так и светодиодные светильники, хоть последние дадут существенную экономию энергоресурсов.

Напротив, большой ошибкой будет установка в таком месте светильников холодного белого света с диапазоном, близким к 6500 K. Это приведет к быстрой утомляемости работников, жалобам на головную боль и резкому снижению работоспособности.

На рабочем месте цветовая температура должна быть максимально близка к цвету естественного освещения.

Если при белом свете и длительной работе человека принять его выработку за 100 %, то при желтом свете она составит лишь 93 %, при зеленом 92 %, при голубом 78 %, при красном и оранжевом 76 %. Т.е. на рабочем месте дневной свет будет более полезным (примерно 4000-4500 К).

Особенности влияния теплого света на ощущение пространства и восприятие окружающих цветов

Согласно исследованиям ученых, промежуток спектра от 2,7 до 3 тыс. К расслабляет организм, подготавливает к периоду покоя и создает непринужденную атмосферу. В этом свете наиболее приятно воспринимаются теплые цвета в дизайне интерьера – от красного до желтого. Они выглядят ярко, сочно, в то время как предметы холодных тонов изменяют цвет – становятся темнее, оттенок немного искажается, «теплеет».

Что касается восприятия пространства, лампы теплого света уменьшают комнату, делают ее теснее, уютнее. Поэтому оптимально использовать светильники этой части спектра для небольших спален, гостиных, прихожих с интерьером в теплых тонах. При использовании таких осветительных элементов в больших комнатах пространство будет сжиматься, выглядеть малоосвещенным.

Выбор баланса белого

В фотографии не существует оптимальной цветовой температуры

В продуктах и портретной фотографии часто важно точное соответствие цветов. Как правило, мы выбираем цветовую температуру, которая соответствует тому, как мы запомнили сцену

Но мы также можем передать ощущение сцены. Летний день кажется теплее, чем прохладное зимнее утро. Цветовая температура — это личное предпочтение. Некоторые фотографы предпочитают более холодные или более теплые тона, что является частью их стиля редактирования.

В большинстве камер, включая некоторые приложения для смартфонов, есть предустановки цветовой температуры. Наиболее распространенные из них — вольфрамовая, флуоресцентная, дневной свет, облачно, тень и вспышка. Профессиональные модели также позволяют установить определенную температуру. Предварительная установка корректирует цвет, отбрасываемый источником света.

Эти настройки отлично подходят, если вы знаете, какой тип освещения в сцене. Но если освещение сложное или неопределенное, лучше использовать Автобаланс белого.

Автоматический режим анализирует сцену в поисках нейтрального серого цвета. Это оттенок без цвета. Он будет использовать этот оттенок для выбора соответствующих настроек баланса белого. Его можно обмануть, или в сцене может не быть нейтрального оттенка. Но вы также можете настроить цветовую температуру позже.

Большинство программ редактирования позволяют регулировать тона на фотографиях. Наибольшую гибкость вы получите, если будете снимать в raw. В Lightroom Classic баланс белого находится в модуле Develop Module на панели Basic. По умолчанию Lightroom использует температуру, выбранную вашей камерой. Она будет помечена как As Shot.

Снимок экрана Lightroom Classic, показывающий настройки температуры. Нажмите на выпадающее меню, чтобы увидеть пресеты

Откройте выпадающее меню, щелкнув As Shot, чтобы увидеть предустановки баланса белого. Они изменяют цвета на фотографии. Например, вольфрамовые лампы излучают теплый свет. Чтобы противостоять этому, Lightroom устанавливает более холодную температуру. В сравнении это выглядит голубым.

Пресеты настраиваются на цветовые оттенки, ожидаемые от выбранных источников света

Для настройки цветов можно также использовать ползунки. В Lightroom передвиньте ползунок вправо для более теплой цветовой температуры. Переместите его влево, чтобы получить более холодный цвет. Ползунок оттенка позволяет регулировать зелень и мадженту. Часто холодные температуры предпочитают зелень. Для более теплых температур добавьте мадженту.

В программе Lightroom также есть инструмент «Пипетка». Выберите пипетку и наведите курсор на цвета в изображении, чтобы найти нейтральный серый. Появится цветовая панель, которая покажет диапазон цветов вокруг выбранных пикселей. Щелкните, чтобы настроить WB.

Снимок экрана Lightroom, показывающий расположение инструмента пипетки (справа). При наведении пипетки на изображение появляется цветовая панель (слева)

Какой свет лучше: теплый или холодный

Лампы холодного и теплого света

Свет принято разделять на теплый и холодный. Теплый лучше всего подходит для вечера, в дневное же время наиболее естественен холодный свет. Играя важную роль в формировании циркадных ритмов человека, теплый свет помогает нам расслабиться, забыть о дневных заботах и подготовиться ко сну.

Холодный же, наоборот, держит нас в тонусе, заставляет быть бодрее и энергичнее. Но и холодный, и теплый свет могут нарушить работу наших внутренних часов, застав нас в неподходящее время.

Цвет света выражается в цветовой температуре (измеряемой в кельвинах), равной температуре абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение такого же цвета. Вас может смутить, что теплому свету соответствует низкая температура, а холодному – более высокая, но, к сожалению, это именно так.

Так, свет с цветовой температурой 2700-3000 K называется теплым, имеет желтоватый оттенок и является типичным для ламп накаливания. Как видно из их названия, светятся они за счет раскаленной вольфрамовой спирали, фактическая температура которой напрямую связана с температурой цвета.

Люминесцентные лампы бывают как мягкого белого света с температурой 3000 K, так и с холодным светом – от 4000 до 6500 К.

Во время восхода и заката солнечный свет чуть теплее, чем свет лампы накаливания – около 1800 К, в полдень в ясную погоду – 6500 К. Именно поэтому теплый свет от искусственных источников ассоциируются у нас с вечером, а холодный – с ярким солнечным днем.

Стоит заметить, в пасмурный день рассеянный солнечный свет может достигать температуры 10000 К, что наряду с отсутствием видимых теней действует на человека угнетающе. К счастью, лампы с такими характеристиками практически не встречаются (разве что у фотографов).

От Луны по ночам исходит голубоватый холодный свет с температурой 4100 K. Свет пламени спички или свечи обычно имеет температуру в диапазоне 1700-1900 K.

При теплом освещении мы воспринимаем цвета предметов, как правило, немного не так, как при обычном дневном. Лампа накаливания, например, усиливает теплые тона, и приглушает холодные.

На это стоит обратить внимание при покупке мебели и деталей интерьера. Во избежание неприятных сюрпризов их следует выбирать при освещении, максимально приближенном к имеющемуся у вас в квартире

Также помните, что на цвет могут влиять не только характеристики самой лампы, но и абажуры, плафоны и прочие рассеиватели.

С возрастом хрусталики в наших глазах могут немного желтеть, поэтому мы начинаем видеть все в более теплых тонах. Добавление холодного света в освещение может помочь в такой ситуации.

Теплый или мягкий белый свет отлично подходит для создания ощущения уюта в жилых пространствах, где мы хотим чувствовать себя расслабленно и комфортно. Избыток теплого света на рабочем месте может влиять на вас усыпляюще и мешать сосредотачиваться на нужных задачах. Именно поэтому в офисных помещениях обычно преобладают светильники с холодным светом.

Тёплый свет в Кельвинах

Теплый свет расслабляет и создает атмосферу уюта. Теплый белый: цветовая температура ниже 3500 K. Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, так как у разных производителей понятия «теплый» могут различаться.

Важность и подбор правильного светового оттенка

Научно доказано, что оттенок света влияет на психологическое воздействие пространства и способен значительно изменить восприятие внешнего вида освещаемых предметов. И также доказано, что правильный выбор световой температуры может благоприятно повлиять на поведение человека. Например, в ювелирном магазине хорошо подобранный оттенок подсветки витрины подчеркивает красоту товара и способствует продажам.

_с

• тёплого свечения 2700–3500°K;
• нейтрального свечения 3500–5300°K;
• холодного свечения 5300–6800°K.

Нейтральный свет применяется в освещении производственных помещений и офисов. Светодиодные лампы с T_с=4000-4500°K способствуют повышению работоспособности, что доказано практическими исследованиями. Дальнейшее увеличение цветовой температуры с переходом в область холодного приводит к резкой утомляемости и нервному перенапряжению. В рамках квартиры светодиодным лампам нейтрального света также найдётся применение:

• в качестве основного освещения ванной комнаты;
• в настольных светильниках, предназначенных для подсветки рабочего места учащихся;
• на кухне в месте приготовления пищи.

Светодиодные лампы с T_с более 5300°K можно устанавливать только в нежилых помещениях и на рабочих местах, где кратковременно требуется высокая концентрация внимания. Кроме этого их эффективно используют в аварийном освещении.

В заключение еще раз стоит отметить, что цветовая температура светодиодных ламп является важной характеристикой, для подбора которой существует множество таблиц. Но выбирать светодиодную лампу только по параметру светового оттенка однозначно не стоит. Правильный выбор возможен только с учетом всех технических особенностей

Правильный выбор возможен только с учетом всех технических особенностей.

Цветовая температура в фотографии, кинематографе и телевидении.

Для создания картинки, точно передающей цвета, фото и видео операторы учатся настраивать технику правильно. Для фотографов особенно удобна шкала цветовой температуры в миредах.

Миред = 1000000/Кельвин.

Согласно этой шкале температура фотовспышки равняется: 100000/5000(К)=200 (миред).

Шкала удобна тем, что одинаково пропорциональна цветовым изменениям во всем спектре. Впрочем, фото и видео аппаратура настраивается в Кельвинах и в миредах, в зависимости от предпочтений владельца. Цифровые фотоаппараты и видеокамеры автоматически определяют цветовую температуру сюжета: портрет, ночной пейзаж и другие. Настройка цветовой температуры заложена в опции «баланс белого».

Настройка баланса белого на фото и видеокамерах.

Белый цвет на фото можно получить при использовании вспышки, прямого солнечного света, источников света с температурой 5500 К. В остальных случаях результат будет максимально приближен к белому.

ЦТ=6200 К. Цвета естественны.

Для этого надо правильно выставить цветовую температуру. Если фото (видео) вышло в синих тонах, то температура слишком маленькая.

ЦТ=2500 К. Температуру следует увеличить.

Если преобладают красные тона, то слишком она велика.

ЦТ=10000 К. Температуру стоит снизить.

В доцифровую эпоху выпускалась фотопленка для определенных цветовых температур. Например, для дневных съемок производили пленку с ЦТ= 5600 К, для вечерних – 3200 К. Позже стали выпускать промежуточный вариант с ЦТ=4500 К. При обработке пленочных и слайдовых материалов при необходимости проводилась цветокоррекция.

Для получения хорошей картинки активно применяют светофильтры.

Корреляция цветовой температуры

Во время увеличения температуры происходит накаливание. Если лампа находится в раскаленном состоянии, цвета на шкале цветовой температуры начинают поочередно меняться. Простые лампы накаливания имеют температуру цвета, равную 2700 К, в то время как их свечение и градусы расположены в теплом диапазоне спектра. Температура же светодиодных ламп не указывает на уровень их нагревания: при показателе в 2700 К лампа нагревается до +80°С.

Индекс цветопередачи CRI (Ra), именуемый еще коэффициентом цветопередачи, — это величина, которая характеризует степень соответствия естественного цвета предмета его видимому цвету при освещении его данным световым источником. Необходимость введения этого параметра связана с тем, что 2 разных вида ламп могут обладать одинаковой температурой цвета, при этом передавая оттенки по-разному.

Какие лампы выбрать для офиса?

В России есть нормативы, описывающие мощность и характеристики светового потока для разных помещений — СП 52.13330.2011. В этом документе указаны показатели и для офисных помещений.

Оптимальным для работы, по мнению ученых, является нейтральный или немного синеватый белый цвет. Он помогает сосредоточится, ускоряет метаболические процессы и реакцию. Кроме того, именно такой свет имеет лучший индекс цветопередачи, поэтому все предметы выглядят естественно.

Рекомендованные значения для ламп в офисах — от 3500 K до 5600 K. Если значение будет приближаться к 6000 К, то сотрудников будут мучить головные боли, а утомляемость повысится. Кроме того, короткие волны синего цвета могут вызывать повреждения сетчатки глаза.

Классификация ламп накаливания

Лампы накаливания сегодня известны каждому, но среди них можно выделить и четыре подтипа:

1. Вакуумные. В лампочках такого типа внутри колбы создаётся безвоздушное пространство. Считается, что они имеют меньшую светоотдачу, чем газонаполненные.
2. Галогенные. Главное преимущество этих ламп — большой срок службы, который составляет 2000-4000 часов. Газонаполненная лампа сможет прослужить не более 1200 часов. Лампочки такого типа заполняются буферным газом, которым являются пары брома или йода.
3. Криптоновые. Колба наполняется криптоном, который увеличивает светоотдачу осветительного прибора, позволяя при этом уменьшить размер колбы без потери яркости.
4. Аргоновые. Внутри таких ламп содержится нейтральный газ аргон, который защищает вольфрамовую нить накаливания. Аргоновые лампы ценятся за долговечность и достаточный уровень яркости при невысокой стоимости.

Устройство лампы накаливания

Лампа накаливания: общие характеристики, область применения, преимущества и недостатки

Основные характеристики ламп накаливания:

1. Мощность. Этот параметр зависит от того, где используется осветительный прибор. Для бытовых нужд можно ограничиться лампой до 60 Вт, но существуют и модели с мощностью до 100 Вт и более.
2. Температура накала. Нить во время работы может нагреваться до 2000-2800 градусов.
3. Напряжение. Составляет от 220 до 330 Вольт.
4. Светоотдача. От 9 до 19 Лм/1Вт.
5. Размер и тип цоколя. Бывает резьбовой и штифтовой цоколи. Цоколь со штифтовым типом соединения редко применяется в быту, и чаще всего используется в автомобильной промышленности. Он может иметь один или два контакта. Существует три основных размера цоколей — Е14, Е27 и Е40. Цифра в обозначении соответствует диаметру в миллиметрах.
6. Рабочий ресурс. 1000-4000 часов в зависимости от типа.

Лампы накаливания считаются самыми доступными из всех лампочек, которые сегодня предлагают магазины. Они выделяют много тепловой энергии и чувствительны к частым переключениям. Разберемся, чем хороши, а чем плохи данного типа лампы.

Преимущества:

• доступность;
• компактность;
• при работе на переменном токе не видно мерцания;
• свет нормально воспринимается человеческим глазом;
• не требуют специальной утилизации;
• не издают шума во время работы;
• минимальный уровень УФ-излучения.

Недостатки:

• низкий уровень светоотдачи;
• малый срок службы;
• высокое энергопотребление;
• пожароопасность;
• хрупкость.

Несмотря на недостатки, такие лампы по-прежнему активно используются для бытовых нужд. Кроме того, они бывают и транспортными, и применяться в оптике или другой подсветке транспортных средств. Лампы накаливания, покрытые тонким слоем алюминия, применяются для освещения торговых залов и магазинов. Иногда лампу накаливания все еще можно встретить в устройстве светосигнальных приборов, на сегодняшний день в этой сфере более распространены светодиодные.

Смещение[править | править код]

Помимо цветовой температуры, выделяют ещё параметр смещение или (англ. tint) — степень отклонения цвета в зелёный или пурпурный. Вместе с цветовой температурой этот параметр позволяет описать любой монохроматический свет. Понятие смещения чаще всего используется в фотографии, для определения точных параметров необходимого конверсионного светофильтра при съемке. Различные источники света характеризуются не только различной температурой, но и смещением (например, люминесцентные и светодиодные лампы в процессе производства могут иметь смещение в пурпурную или зелёную области).

Пример, показывающий различие ламп

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи — это мера способности источника света правильно отображать цвета различных объектов по сравнению с естественным источником света. Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в критических ситуациях цвета, таких как уход за новорожденными, фотография и кинематография. Шкала измерения CRI обычно принимает 100 для идеальной цветопередачи, а если индекс меньше 39, цветопередача плохая. Естественный источник тепла, Солнце, имеет индекс цветопередачи 100.

Излучение Солнца близко к абсолютно черному телу. Эффективная температура, определяемая суммарной мощностью излучения на единицу площади, составляет около 5780 К. Цветовая температура солнечного света над атмосферой составляет около 5900 К.

Поскольку люди видят Солнце сквозь атмосферу, оно может казаться красным, оранжевым, желтым или белым в зависимости от его положения. Изменение цвета Солнца в течение дня в основном связано с рассеянием света, но не имеет ничего общего с изменениями излучения абсолютно черного тела. Синий цвет неба обусловлен рэлеевским рассеянием солнечного света, который имеет тенденцию рассеивать синий свет больше, чем красный.

Спектр дневного света подобен спектру черного тела с коррелированной цветовой температурой 6500K или 5500K.

Во время восхода и заката свет имеет более теплую цветовую температуру из-за большего рассеяния света на более низких длинах волн за счет эффекта Тиндаля

CRI

Как было отмечено выше, основная проблема оценки современных источников света заключается в наличии различной формы спектра в видимой области. Так, например, рассмотренные выше ЛН и компактная ЛЛ при одинаковой коррелированной цветовой температуре могут передавать цвета совершенно по-разному. Собственно, индекс цветопередачи (CRI) разрабатывался как мера степени отклонения цвета объекта, освещенного ИС, от его цвета при освещении эталонным ИС сопоставимой цветовой температуры. Алгоритм расчета CRI подробно описан в существующих стандартах и публикациях .

Напомним, что сам стандарт был разработан около 40 лет назад Международной комиссией по освещению (МКО, International Commission on Illumination, CIE).

CRI возвращает одно значение в диапазоне от 0 до 100, определяющее, насколько тестируемый источник искажает эталонную палитру эталонных цветов (т. н. «набор цветов» — Macbeth Color Checker ) по сравнению с эталонным ИС (модель солнечного света или излучения «абсолютно черного тела» — АЧТ). Можно отметить, что в стандарте DIN 6169 указаны 14 эталонных цветов TCS01– TCS14, однако для расчета собственно CRI используются только первые восемь образцов.

Методика расчета CRI следующая:

• Для модели стандартного наблюдателя по CIE 1960 производится расчет цветовых координат тестируемого ИС.
• Производится расчет коррелированной цветовой температуры для ближайшей точки цветового пространства, лежащей на кривой излучения АЧТ, по отношению к координатам тестируемого ИС.
• Если цветовая температура меньше 5000 К, в качестве эталонного ИС в дальнейшем используется модель излучения АЧТ с цветовой температурой, соответствующей тестируемому ИС; в противном случае используется модель стандартного ИС дневного цвета типа D .
• Каждый из тестовых цветов поочередно освещается эталонным и тестируемым ИС.
• Определяются координаты цвета, отраженного от каждого образца палитры эталонных цветов при тестировании.
• Для каждого цвета эталонной палитры вычисляется евклидово расстояние между точками координат на цветовой плоскости, полученными для отраженного света от эталонного и тестируемого ИС (DE_i).
• Рассчитываются т. н. частные индексы цветопередачи для каждого эталонного цветового образца R_i = 100–4,6DE_i.
• Рассчитывается искомое значение CRI как арифметическое среднее всех частных индексов.

Максимальное значение CRI = 100 признается методикой как идеальная цветопередача тестируемого ИС, при этом каждый образец из набора эталонных цветов выглядит одинаково при освещении тестируемым и эталонным источником. В целом, принято считать значение CRI > 80 удовлетворительным для большинства применений в общем освещении.

В таблице приведены типичные значения CRI для стандартных ИС.

Таблица. Типичные значения CRI для стандартных источников света

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи	Примеры ламп
Очень хорошая	1А	Более 90	ЛН, галогенные, ЛЛ с пятикомпонентным люминофором
Очень хорошая	1В	80–89	ЛЛ с трехкомпонентным люминофором, СД
Хорошая	2А	70–79	ЛЛ ЛБЦ, ЛДЦ, СД
Хорошая	2В	60–69	ЛЛ ЛД, ЛБ, СД
Достаточная	3	40–59	ДРЛ, НЛВД с улучшенной цветопередачей
Низкая	4	Менее 39	ДНат

На сегодня CRI признается МКО как единственная глобальная методика для всей индустрии освещения, однако, как было отмечено выше, для современных ИС со сложным многокомпонентным спектром высокий CRI не всегда является индикатором хорошей цветопередачи.

Рассмотрим пример светильника, спроектированного с учетом оптимизации спектра по критерию максимального значения CRI.

На рис. 4 показан спектр, цветовые координаты и пример освещения реальных объектов таким ИС (верхнее фото на рисунке). Видно, что, несмотря на высокое значение CRI = 91 и хорошую цветопередачу тестовых цветов (набор в нижнем левом углу на фотографии), в целом такое освещение воспринимается менее комфортно по сравнению с эталонным светильником (ЛН с аналогичной цветовой температурой), эффект освещения от которого показан на нижней фотографии. Видимый эффект «желтизны» объясняется большим сдвигом цветовых координат рассматриваемого источника света относительно кривой излучения АЧТ.

Рис. 4. Спектр, координаты цветности и пример освещения реальных объектов различными источниками света

Данный пример иллюстрирует один из множества возможных случаев несоответствия люминесцентных или СД-ламп с высоким CRI ожиданиям конечных потребителей.

Обоснованная критика системы CRI и исследования альтернативных систем оценки качества цветопередачи привели к созданию нового стандарта — т. н. шкалы качества света.