Солнечный свет и Индекс Цветопередачи (CRI - colourrenderingindex)

Наши глаза различают (в это трудно поверить) около 10 000 000 оттенков различных цветов включая более 500 оттенков (или градаций) серого (ахроматического) цвета. Мы редко задумываемся над тем, насколько точно мы воспринимаем цвета, потому, что большую часть из них мы видим при солнечном свете.

Принято считать, что индекс цветопередачи солнца (точность восприятия освещаемых им цветов) - является идеальным - т.е. CRI солнца = 100 единиц.

В большинстве случаев по умолчанию производители устанавливают в светодиодных фонарях диоды холодного белого цвета (coolwhite) с цветовой температурой 5000-7000K. Индекс цветопередачи в таких светодиодах около 65 единиц (сравните с CRI солнечного света). Холодный Белый свет (CW) имеет лучшую из всех контрастность, что предпочтительней при освещении предметов, темных цветов (таких как грязь, мокрый асфальт) и также намного эффективней на дальних дистанциях (свыше 200 метров) но при этом Холодный Белый свет имеет наибольшие искажения в цветовосприятии.

Некоторые из производителей идут дальше, и наравне с холодным белым, производят фонари с нейтральными и даже теплыми бинами (оттенками) светодиодов. Индекс CRI в них выше (то есть восприятие цветов заметно выше), и как следствие на ближних дистанциях (в отличие от дальнобойных фонарей, где холодный белый свет предпочтительней) нейтральные и теплые бины – комфортней для зрения. Нейтральный Светодиод (NeutralWhite) имеет цветовую температуру от 3700 до 5000K и CRI= около 75. Теплый Светодиод (WarmWhite) температура от 2600 до 3700K и индекс CRI = около 80 и выше. Нейтральный и тем более тёплый белый свет имеют серьёзное преимущество при освещении предметов в условиях дождя и тумана, а так же в условиях высокой задымлённости, где холодный белый свет не так эффективен, и больше освещают пространство до предмета (трубой света), чем сам предмет. В освещении под водой, подобная зависимость сохраняется и тёплый свет намного эффективней в недостаточно прозрачной воде.

ГЛАВА 2.
Методы измерения цветовой температуры.

2.1. Метод 1.

В книге Гуторова М.Л. [2] предложена методика определения этого параметра из результатов измерения источника света в двух участках спектра с длинами волн λ1= 457 нм и λ2= 665 нм, т.е. с фильтрами соответственно синего и красного цвета. В качестве фильтров выбраны цветные стекла СС-5 и КС-19. Спектры коэффициента пропускания фильтров от длины волны приведены на рисунках (7) и (8).

Рисунок (7). – Спектр пропускания синего стекла.

Рисунок (8). – Спектр пропускания красного стекла.

В результате измерений интенсивности излучения источника на двух длинах волн получают два показания Nλ1 и Nλ2, по отношению которых судят о цветовой температуре источника.

Измерения лучше проводить, используя приемник излучения с характеристикой, близкой к кривой видности человеческого глаза, одним из таких преемников является приемник у люксметра ТКА-ПКМ. При проверке методики проведены измерения солнечного излучения в ясный день. По данным замеров с фильтром синего цвета на шкале прибора получено значение 11 делений, при измерении с красным светофильтром 10 делений. Таким образом, частное от деления оказалось равным 1,1, что соответствует температуре 5700-5800К, что соответствует Цветовой температуре Солнца.

Следующие измерения были проведены с использованием галогенной лампы КГМ – 9. В этом случае соотношение ЕС/ЕК оказалось равным 0,1, что соответствует цветовой температуре 2200К, что также не противоречит истине. Поскольку люксметр достаточно дорогой прибор, то был создан малогабаритный прибор на основе фотодиода и вольтметра. В качестве приемника излучения использован фотодиод марки ФДК -155, у которого кривая чувствительности от длины волны близка к кривой чувствительности глаза, в качестве регистрирующего прибора выбран малогабаритный вольтметр. Внешний вид прибора приведен на рисунке (9).

Рисунок (9). – Внешний вид прибора.

Для градуировки устройства использовались те же источники излучения, что и в случае люксметра (солнечный свет и малогабаритная галогенная лампа КГМ). В результате измерений оказалось, что цветовая температура Солнца равна 5800К, а галогенной лампы 2200-3000 К. Измерения цветовой температуры люминесцентных ламп различных марок разработанным прибором, показали, что их температуры находятся в пределах (2700 – 6500К). Измерения цветовой температуры других известных источников излучения собранным прибором показал хорошее соответствие с литературными данными. В таблице (2) приведены результаты измерения и данные из источника по книге Семенова [1], которые отмечены звездочкой.

Таблица (2). – Результаты измерения.

* данные из источника по книге Семенова.