Индекс цветопередачи и светодиоды

В настоящее время проводится исследование, согласно результатам которого обнаруживается, что белый свет, получаемый при смешении красных, зеленых и синих светодиодов, предпочтительнее, чем свет, излучаемый галогенными светильниками и лампами накаливания, даже если у последних более высокие показатели индексов цветопередачи. На самом деле в техническом отчете «Цветопередача белых светодиодных источников света» Международной комиссии по освещению указывается: «Технический комитет заключил, что индекс цветопередачи, разработанный комиссией, обычно неприменим для прогнозирования параметров цветопередачи набора источников света, если в этот набор входят светодиоды белого цвета».

Такая рекомендация проистекает из изучения множества академических анализов, в которых рассматривались и покрытые фосфором белые светодиоды, и красно-зелено-синие (RGB) светодиодные кластеры. Обозреватели оценили внешний вид освещенных сцен при использовании ламп с различными индексами цветопередачи и обнаружили, что в целом не существует точной взаимозависимости между классификациями и подсчитанными показателями CRI. Во многих случаях RGB-светодиоды имели индексы цветопередачи в районе 20, но при этом хорошо показывали себя при передаче цветов. Одно из возможных объяснений этому заключается в том, что они обычно склонны повышать воспринимаемую насыщенность большинства цветов без смещения цветопередачи оттенков.

Рекомендации для CRI и светодиодов

Департамент энергетики США рекомендует следующее: «Проводятся долгосрочные исследования и разработки в области создания обновленной метрической системы для оценки качества цвета, которая была бы применима ко всем источникам света. Пока же индекс цветопередачи можно считать одним из информационных параметров при оценке светодиодных изделий и систем на их основе. Он не должен использоваться для выбора конкретного светотехнического изделия без предварительных персональных оценок и тестирования изделия на предполагаемом месте эксплуатации.

1. Определите визуальные задачи, которые будут выполняться при освещении конкретным источником света. Если верность цветовоспроизведения критически важна (к примеру, в пространстве, где цвета или ткани сравниваются и при дневном, и при электрическом освещении), показатели индекса цветопередачи существующей метрической системы могут быть пригодны и полезны для использования в оценке светодиодной продукции.

2. Индекс цветопередачи можно сравнивать только у источников света равной цветовой температуры. Это относится ко всем источникам света, не только к светодиодам. Вдобавок, различия в величинах CRI меньшие, чем пять единиц, не значительны. Это означает, что источники света с индексами цветопередачи в 80 и 84 практически одинаковы.

3. Если внешний вид цвета более важен, чем верность цветовоспроизведения, не исключайте белые светодиоды только по причине их относительно низких показателей CRI. Некоторые светодиодные решения с CRI столь низкими, как 25, все же излучают визуально приятный белый свет.

4. В случаях, когда верность цветовоспроизведения или внешний вид цветов являются важными факторами, оценивайте светодиодные системы лично, и если возможно, на месте предполагаемой эксплуатации.

На момент написания статьи для измерения CRI во всем мире использовалась методика 1995 г., закрепленная в международном стандарте МКО 13.3-1995. Применение данного стандарта для светодиодов разъяснено в рекомендации МКО CIE 177:2007. В России измерение индекса цветопередачи определяется ГОСТ Р 8.827-2013 ГСИ «Метод измерения и определения индекса цветопередачи источников излучения», базирующееся на указанных выше документах МКО. Данная методика реализована в предлагаемом расширенном ПО к приборам ''ТКА-ВД''. Следует отметить, что современные методы анализа спектра и компьютерной обработки данных позволяют полностью автоматизировать процесс измерения CRI, исключив из него применение пластин заданного цвета. Просто определяется зависимость спектральной плотности излучения источника света от длины волны и по ней с использованием специального алгоритма напрямую вычисляется CRI.

Новый стандарт IES ТМ-30-15

В реальности наблюдается расхождение между значением индекса цветопередачи и субъективным восприятием уровня визуального комфорта. Существующая система оценки цветопередачи давно не соответствует разнообразию источников света. Поэтому в 2015 году был создан новый стандарт измерения цветопередачи. Стандарт был довольно быстро разработан и принят в августе 2015 г. под названием IES ТМ-30-15. В комитет по его принятию вошли представители таких компаний как Cree, Philips и Soraa. Согласно IES ТМ-30-15 цветопередача описывается двумя показателями: точность (fidelity) — R_f и насыщенность (gamut) — R_g. Оценка ведется по 99 цветовым оттенкам. Причем для измерений используются не только пластинки, окрашенные в определенные цвета, но и встречающиеся в повседневной жизни объекты. В остальном все так же — объекты разных цветов освещают эталонным источником света, а потом измеряемым источником, определяют цветовой сдвиг, а затем обрабатывают данные.
О системах, позволяющих определять R_f и R_g напрямую на основе анализа спектра излучения источника света, пока не сообщается.

Показатель R_f имеет тот же смысл, что и CRI, но более достоверно определяет точность цветопередачи из-за использования большего количества оттенков. Значение R_f может лежать строго в пределах от 0 до 100, наивысшей точности соответствует значение 100. Первые измерения по новому стандарту показали, что численные значения CRI и R_f в большинстве случаев различаются не более чем на 10 пунктов, при этом, за редким исключением, значение CRI больше, чем значение R_f.

Обычной насыщенности цветов соответствует значение R_g = 100. Если цвета освещаемого объекта становятся более блеклыми по сравнению с эталонным источником, то R_g < 100. Если же насыщенность повышается, то, соответственно, R_g > 100. У серийно выпускаемых источников света для широкого применения значение R_g лежит в пределах от 60 до 140.

Ценность нового стандарта состоит в том, что была создана реально работающая технология оценки цветопередачи, учитывающая современные реалии. Но компании пока не торопятся его использовать. По сути, основным ресурсом для IES ТМ-30-15 сейчас является авторитет нобелевского лауреата Сюдзи Накамуры. Не ясна и позиция МКО, которая продолжает работать над своим стандартом.

по материалам: viled.net , market.elec.ru , lamptest.ru