Цветовая температура (ЦТ) характеризует состав светового спектра, излучаемого источником. ЦТ проще оценивать на том уровне, на котором ее воспринимает человек. Если подключить обычную лампу накаливания через реостат к источнику тока, то хорошо видимое красное свечение спирали начинается при 900 0 С. В связи с тем, что излучение зависит от движения атомов, отсчет начинается с абсолютного нуля по шкале Кельвина, что по Цельсию составляет -273 0 С. Поэтому для оценки цветовой температуры пользуются шкалой Кельвина.
Температурная шкала Кельвина
На рисунке изображена температурная шкала Кельвина, по которой видно, какому цвету излучения соответствуют значения цветовой температуры.
Если оценивать начало свечения лампы накаливания по этой шкале, ее цветовая температура составит 1200К. При нагревании до 2000К нить накала станет оранжевого цвета, а при 3000К – желтого. Она перегорит при 3500К из-за расплавления вольфрамовой спирали. Если бы температура плавления была выше, то при 5500К спираль излучала бы белый цвет, а при 6000К – голубоватый. В дальнейшем цвет излучения подошел бы к фиолетовой границе спектра. Эта ЦТ соответствует 18000К.
ЦТ ламп накаливания полностью отображает степень их нагрева. Но цветовая температура светодиодных ламп не зависит от степени нагрева кристаллов. Если температура нити накаливания находится в соответствии с 2700К, то светодиод при таком излучении нагревается только до 80 0 С.
Особенности восприятия цвета
Цвета люди воспринимают строго индивидуально. Каждый индивидуум правильно различает синий, красный и желтый цвета, но оттенки отличаются значительно. Идентификация цвета зависит от возраста. Хрусталик со временем желтеет, но информация по цветовосприятию может искажаться также по другим причинам.
Индекс цветопередачи (CRI)
Цветопередача – это степень соответствия зрительного восприятия цвета объекта при его освещении стандартным источником света (солнечным светом) и исследуемым. Индекс или коэффициент цветопередачи CRI измеряется в числах и его максимальное значение принято за 100. С повышением точности передачи цветов при освещении лампой индекс становится выше и приближается к этому значению. На рисунке изображен один и тот же объект при разном освещении, где с левой стороны цвет передается наиболее точно.
Вид объекта при разной цветопередаче
Практическое применение находят следующие категории CRI :
- 100 – максимум, соответствующий восприятию цвета наблюдаемого объекта при освещении солнечными лучами или лампой накаливания.
- 100> CRI >90 – цветопередающие свойства остаются высокими. Применяется там, где имеет большое значение точная передача цвета.
- 90> CRI >80 – цветопередача остается хорошей, но высокая ее точность не является главной целью.
- 80> CRI – низкое качество цветопередачи (коридоры, бытовые помещения, дороги).
Цвет не искажается при освещении объекта солнечными лучами и некоторыми лампами накаливания. Эти источники являются эталонными. На рисунке приведены коэффициенты цветопередачи различных ламп и показана шкала цветовой температуры, между которыми нет прямой связи. Первая характеристика отражает правильность отображения цветов, а вторая – цветовую температуру.
ЦТ и индексы цветопередачи различных источников света
Линии связи от ламп разных типов со шкалой цветовой температуры показывают числовое значение ЦТ, а с индексом CRI – качество цветопередачи. По таким совмещенным характеристикам удобно подбирать лампы для определенного целевого назначения.
Выбор оттенков ЦТ
Если для спирали из вольфрама пределом является 3500К, то светодиодный светильник может создавать ЦТ 5500К и выше, вплоть до фиолетовой области спектра. При этом он не будет перегреваться. На рисунке представлена таблица оттенков светодиодных ламп с указанием области их применения.
Таблица оттенков ЦТ и области применения светодиодных ламп
Освещение рабочего места
Естественный свет меньше всего утомляет зрение. Дневной свет является наиболее полезным (4200-5500К). Для чтения, работы за компьютером и других занятий за письменным столом подходят настольные лампы F0204 и F3034 на светодиодах, создающие белый свет, оттенок которого может быть холодным или теплым. Такой свет является оптимальным для работы с документацией, чертежами, коллекционными экспонатами, предметами ручной работы.
Светодиодная лампа создает плотный световой поток, экономична, устойчива к внешним воздействиям и долговечна. Важно для успешной работы то, что включение сопровождается постепенным нарастанием яркости, а в светильник встроен сенсорный датчик, позволяющий ее регулировать.
Для кабинетной работы требуется верхняя подсветка. Комфорт создают потолочные источники света на светодиодах. Для дома подходит модель 91854-АС, которую можно монтировать на натяжном и подвесном потолках. Светильник не выделяет много тепла и пожаробезопасен.
В офисах также применяются настольные лампы, но требуется дополнительная подсветка от мощных светодиодных потолочных панелей, например, LP 600×600. Устройство может служить в качестве основного и дополнительного освещения. Светодиоды дают мягкий и равномерный свет, бесшумно работают и не выделяют ультрафиолет. Панели подключаются к сети 220 В.
Освещение комнат дома
- Мягкий белый / теплый белый (2700-4200К) . Хорошо подходит к спальням и гостиным, создавая ощущение теплоты и уюта. Такой свет можно использовать для освещения обеденной зоны.
- Ярко-белый / холодно-белый (5000-6500К) . Подходит для мастерской, гаража, кухни, ванной комнаты. Создает энергичное и бодрое настроение, а также ощущение чистоты.
- Дневной свет (4000-5000К) . Создает максимальный контраст между цветами. Подходит для кухни, ванной, подвала.
Яркость и ЦТ в восприятии света
Голландский физик Крюитоф установил связь между уровнем освещенности и цветовой температурой. Лампочка с ЦТ 2700К и освещенностью 200 Лк создает комфортный свет. Но светильник, мощность которого в 2 раза выше, уже начинает раздражать, а свет кажется слишком желтым.
Исследователи считают утверждение о том, что светодиодный светильник с холодным спектром лучше подходит для офисов, а теплый – для дома, не совсем верным. Для полной оценки здесь важно еще учитывать яркость источника света. Попадая с ярко освещенной улицы в помещение или наоборот, люди видят цвета несколько искаженными, что связано со снижением уровня освещенности в десятки раз, который влияет на чувствительность глаз. Дизайнеры должны учитывать влияние освещения на адаптацию глаза к изменяющимся внешним условиям.
Выбор светодиодной лампы
Полупроводниковый кристалл светодиода покрыт слоем люминофора, создающим видимый свет, цветовая температура которого зависит от его состава. На фото изображена лампа со светодиодами, где желтым цветом выделяется слой люминофора. Количество кристаллов в одной лампе может быть больше сотни. Их формируют в группы на платах и последовательно запитывают.
Так выглядит лампа со светодиодами
Исследователи установили важность выбора светодиодного светильника, влияющего на работоспособность людей в освещаемом помещении. Наибольшая производительность достигается при нейтральном белом свете 3500-4500К. Его смещение от естественного природного освещения в «теплую» или «холодную» сторону колориметрической шкалы снижает работоспособность. Желтая область спектра создает комфортную обстановку, но при этом снижает производительность при 3000К до 7%, а при 2500К – до 25%. При повышении ЦТ до «холодного» цвета (6000К) производительность сначала возрастает, а затем падает на 25% из-за высокой утомляемости.
Такая оценка эффективности ЦТ не всегда правильная. Для работников, трудящихся на станках, смещение освещения в холодную область способствует повышению концентрации внимания при работе. Также положительный результат дает самое «холодное» освещение в больницах и лабораториях, где требуется максимально сосредоточиться в течение короткого времени.
Теплый и мягкий свет при сдвиге спектра даже до 2500-2700К предпочтителен в ресторанах, театрах, читальных залах и жилых помещениях. Он снижает утомляемость и располагает к отдыху, хотя концентрация несколько падает.
В кухне и ванной смещение к холодному свету создает ощущение чистоты.
Освещение кухни светодиодными светильниками
При оформлении витрин маркетологи создают теплый свет в местах, где продается хлеб, овощи, сыр, фрукты, рыба. А цветы, молочная и мясная продукция должны освещаться в холодном спектре, что дает ощущение свежести.
Бытовая техника с аппаратурой имеют нейтральное освещение или небольшое смещение в холодную сторону спектра. Мебель, косметика и постельные принадлежности продаются лучше, когда их освещает теплый свет. Для подчеркивания функциональности определенного помещения или зоны в нем существуют таблицы, как правильно выбрать освещение.
Оцените статью:В качестве осветительных приборов широко используются светодиоды. Это удобные малогабаритные и экономичные источники света. Но, в отличие от ламп накаливания, светодиоды имеют разный оттенок белого света. Его называют «цветовая температура» и обозначают Тс.
Конструкция белых светодиодов
Это кристалл кремния с добавками, покрытый люминофором. При протекании через него электрического тока кристалл излучает ультрафиолетовый или синий свет, переизлучаемый люминофором. Итоговый оттенок свечения светодиодных ламп определяется видом добавок и составом люминофора.
На заметку. Освещение комнаты зависит не только от цвета свечения светодиодов, но и абажура светильника, защитного стекла и цвета обоев на стенах и потолке.
Что такое цветовая температура
Все тела при нагреве излучают свет: вначале инфракрасный, а затем видимый. По спектру этого излучения можно определить температуру тела. Она измеряется в Кельвинах (К).
Справка. Есть две шкалы измерения температур: Кельвина (°К) и Цельсия (°С). 0°К=-273°С.
И наоборот, каждому оттенку цвета излучения соответствует температура предмета. Поэтому оттенки белого цвета принято обозначать в Кельвинах, чтобы не придумывать определения типа «светло-жёлтый» или «белый с голубым отливом»:
- 0°К – абсолютно чёрное тело, отсутствие любого излучения;
- 800°К (527°С) – тёмно-красный цвет;
- 1300°К (1027°С) – ярко-красный. Так светится нагретый металл;
- 2000°К (1727°С) – оранжевый. Это цвет углей (не пламени) в камине;
- 2700°К – тёплый белый цвет. Так светятся лампочки накаливания;
- 4500°К – нейтральный белый. Цвет пасмурного дня;
- 5000°К – белый. Такой оттенок имеет цвет солнечного полдня;
- 6800°К – холодный белый. Освещение на восходе солнца;
- 9000°К – голубой. Цвет термоядерной реакции.
Цветовая температура светильников
Кроме мощности, важным параметром является цветовая температура светодиодных ламп. От неё зависит комфортность нахождения в интерьере и восприятие яркости. По современным нормам Тс свечения светодиодных ламп делится на три группы.
Теплый свет
Это желтоватый цвет (2700-3500°К), освещение перед закатом. Такое свечение имеют привычные лампы накаливания.
Используется оно для дома, в жилых помещениях:
- в кухне теплый свет придаст еде более привлекательный и аппетитный вид;
- в ванной и гостиной такое освещение создаёт расслабляющий эффект;
- в спальне белый тёплый свет позволяет уменьшить яркость ламп и настроится на крепкий сон;
В интерьере усиливают жёлтые и красные оттенки, а также ослабляют из-за недостатка в спектре холодных цветов сине-зелёные:
- голубой приобретает зеленоватый оттенок;
- синий «выцветает»;
- тёмно-синий выглядит чёрным;
- фиолетовый приобретает красноватый оттенок.
Поэтому при оформлении интерьера в синей или голубой цветовой гамме лучше применять источники нейтрального или холодного света.
Нейтральный, или естественный свет
Нейтральный свет (3500-5000°К) ближе всего к натуральному и не искажает цвет интерьера. Такие светильники используются в следующих местах:
- в детских комнатах, где обеспечивают правильное восприятие цветов;
- в прихожей и ванной перед зеркалом;
- в кухне над рабочей поверхностью;
- в торшере, прикроватном бра светильнике на письменном столе.
Холодный свет
Это цвет зимнего дня (холодный – 5000-6800°К). Используется для создания рабочего настроения в офисах и на производстве, а также как дополнительное освещение вместе с солнечным светом. Холодный оттенок воспринимается ярче других цветов.
В жилых помещениях такое освещение используется во вспомогательных помещениях:
- на кухне, для создания яркого освещения в рабочей зоне;
- в кабинете для рабочей атмосферы;
- в ванной возле умывальника поможет окончательно проснуться утром.
Внимание! В жилых комнатах такое освещение используется только при наличии большого пространства и в стиле Hi-Tech.
Цвета интерьера искажаются в обратную сторону от освещения тёплым светом: усиливаются синие и зелёные оттенки, но ослабляются красные и жёлтые:
- красный приобретает фиолетовый оттенок;
- оранжевый становится коричневым;
- жёлтый выглядит жёлто-зелёным.
Поэтому в помещении, оформленном в тёплых тонах, такое освещение лучше не применять.
Индекс цветопередачи ламп CRI
На комфорт пребывания в помещении и производительность труда влияет не только яркость света, но и его оттенок. Не менее важным является соответствие воспринимаемого цвета реальному. Числовое обозначение этого параметра называется индекс или коэффициент цветопередачи. Обозначается он Rа или CRI, от англ. colour rendering index (коэффициент цветопередачи).
Эталонным является дневной свет. Его CRI равен 100. Производители осветительных приборов не стремятся добиться такого качества. Лампы с коэффициентом более 80 не утомляют глаза, а с Ra больше 90 – субъективно не отличаются от эталонных.
Интересно. Свет лампы накаливания мощностью 60Вт обладает температурой 2680К, а её CRI равен 80.
При определении Ra производится сравнение восьми эталонных цветов (DIN 6169) по методу Международной комиссии по освещению (CIE). При этом отмечается искажение цвета образцов при исследуемом освещении от цвета при эталонном освещении. Лампы с Тс до 5000К сравниваются с эталонным светильником, дающим спектр излучения чёрного тела, а для светильников с более высокой температурой эталоном является дневной свет.
Средняя величина отклонения вычитается из 100. Результат и есть индекс цветопередачи CRI.
Яркость ламп и цветовая температура
Светодиодные лампы позволяют выбрать освещение различного оттенка в разных помещениях. Но общее правило «в жилых помещениях тёплый белый, а в офисе – холодный» не всегда справедливо.
Физик из Голландии Ари Крюитоф исследовал восприятие освещения различной яркости и оттенков. Как оказалось, комфортность для глаз зависела от обоих факторов в одном и том же помещении.
По итогам экспериментов был составлен график, который носит название кривая Круитофа. На нём по горизонтали отмечена цветовая температура (K), по вертикали – освещённость (Lx). Пересечение этих величин показывает зоны приятного (посередине) и некомфортного освещения.
Например, холодный белый цвет ламп при освещённости 105 Lux воспринимается комфортным, но при уменьшении яркости кажется неприятным, с синеватым оттенком.
Такое освещение устанавливается в офисах, с нормой 400 Lux, а в жилых комнатах при обычной освещённости 75 Lux лучше использовать тёплый белый свет.
Внимание! При увеличении яркости света в жилых комнатах следует заменить светильники тёплого света нейтральными, иначе освещение будет неприятного жёлтого оттенка.
Разнообразная цветовая температура светодиодных ламп позволяет организовать освещение по своему вкусу, исходя из оформления интерьера и назначения помещения.
Видео
Светом назыается электромагнитное излучение с длиной волны от 440 до 700 нм.
Только в этом диапазоне глаз может воспринимать электромагнитные волны. Меньшие значения соответствуют синей части спектра, а большие значения красной части спектра. Волны за пределами этого диапазона называются инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ).
Белым светом человек считает суммарную составляющую всех волн видимого спектра. Так например в цветных телевизорах белый свет образуется смешением трех лучей имеющих разный цвет, и наоборот радуга в небе является разложением белого света на составляющие.
Качественное состояние света принято называть цветовой температурой.
Это эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цветовая температура (CCT - Correlated Colour Temperature) измеряется в Кельвинах (K). Чем выше значение K, тем холоднее свет.
- Очень тёплый свет : 2500-2800 K
- Тёплый свет : 2800-3500 K
- Нейтральный свет : 3500-5000 K
- Дневной свет : 6000 К
- Холодный свет : 5000 K и выше
Изменения цветовой температуры являются результатом изменения в относительных количествах излучений в сине-фиолетовой или оранжево-красной областях спектра.
Человеческий глаз имеет особенность приспосабливаться к изменению цветовой температуры в диапазоне 3000 К - 10000 К.
Шкала цветовых температур распространённых источников света:
| 800 К | начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел; |
| 1500-2000 К | свет пламени свечи; |
| 2000 К | натриевая лампа высокого давления; |
| 2200 К | лампа накаливания 40 Вт; |
| 2680 К | лампа накаливания 60 Вт; |
| 2800 К | лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа); |
| 2800-2854 К | газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью; |
| 3000 К | лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа; |
| 3200-3250 К | типичные киносъёмочные лампы; |
| 3400 К | Солнце у горизонта; |
| 3800 К | лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре); |
| 4200 К | лампа дневного света (тёплый белый свет); |
| 4500-5000 К | ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга; |
| 5000 К | утреннее Солнце; |
| 5500 К | прямой солнечный дневной свет в полдень, облака; |
| 5500-5600 К | фотовспышка; |
| 5600-7000 К | лампа дневного света; |
| 6200 К | близкий к дневному свет; |
| 6500 К | стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету; |
| 6500-7500 К | облачность; |
| 7500 К | дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба; |
| 7500-8500 К | туман; |
| 9000-12000 К | синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца; |
| 10000 К | источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета); |
| 15000-27000 К | ясное голубое небо на северной стороне света; |
Люминесцентные лампы . Типовые диапазоны цветовой температуры при максимальной светоотдаче современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором:
- 2700-3200 К,
- 4000-4200 К,
- 6200-6500 К,
- 7400-7700 К.
Практические примеры применения:
В салонах мебели лучше всего использовать тёплый свет. Для сохранения спокойной и приятной атмосферы прекрасно подходят лампы с цветовой температурой равной 2500 - 3500 K с индексом цветопередачи Ra равным 85.
Краски, шторы, ткани и обои требуют чёткой видимости. Здесь следует остановить выбор на источнике света с индексом цветопередачи Ra 90-100 и температурой цвета от 5000 K и выше.
Комната с жёлтыми стенами, освещённая жёлтым светом (2500-2800 K) создаёт тяжёлое безжизненное впечатление. Гораздо лучше здесь подойдёт нейтральный белый свет (3500 - 5000 K).
Деревянная мебель + тёплый свет = прекрасная сочетаемость. Наилучший выбор источника света: индекс цветопередачи равен Ra 80-85, цветовая температура равна 2500-3500 K.
Мебель из металла, наоборот, требует холодного освещения (5000 K).
Для освещения изделий из кожи (кресел, стульев, обуви и т.д.) лучше подходит тёплый свет с хорошей цветопередачей (Ra 80-90 и 2500-3500 K)
Летом освещение витрин магазинов требует яркости и прохлады (5000-6000K).
Зимой освещение витрин нуждается в приглушённости и тепле. Зимой цветовой температуры в 2500-3500 K будет более чем достаточно.
Цветовая температура является одной из основных характеристик светодиодных изделий, использующихся для освещения. Часто возникает вопрос, что же это такое и как выбрать подходящую цветовую температуру? Попробуем разобраться с этими вопросами.
По определению, цветовая температура - это температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение, измеряется в градусах Кельвина.
Другими словами, цветовая температура определяет «оттенок» света, излучаемого источником (лампой или светильником), от теплого, близкого к лампе накаливания, отдающего «желтизной» до холодного белого света (люминесцентные лампы холодного света), отдающего в синюю область спектра.
Шкала цветовых температур распространенных источников света:
800 К
- начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К
- свет пламени свечи;
2000 К
- Натриевая лампа высокого давления;
2200 К
- лампа накаливания 40 Вт;
2680 К
- лампа накаливания 60 Вт;
2800 К
- лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К
- газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К
- лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200-3250 К
- типичные киносъёмочные лампы;
3400 К
- солнце у горизонта;
3800 К
- лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К
- лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К
- утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К
- ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К
- солнце в полдень;
5500 К
- облака в полдень;
5500-5600 К
- фотовспышка;
5600-7000 К
- лампа дневного света;
6200 К
- близкий к дневному свет;
6500 К
- стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500-7500 К
- облачность;
7500 К
- дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500-8500 К
- сумерки;
9500 К
- синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К
- источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К
- ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К
- синее небо в полярных широтах.
Градации цветовой температуры.
Примерное разделение градаций цветовой температуры:
- Теплый белый (2700-3200К)
- Дневной белый (3500-4500К)
- Белый (5000-6000К)
- Холодный белый (6000-8000К).
Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, т.к. у разных производителей понятия «теплый», «нейтральный», «холодный» могут различаться.
В таблице 1 диапазоны значений цветовых температур наиболее распространенных искусственных источников света. Причем, точное значение цветовой температуры у истоников света всегда указан на упаковке или в сопроводительной документации на товар(паспорт на изделие, техническое описание).
Таблица 1. Цветовые температуры наиболее распространенных источников света
Цветовые температуры наиболее распространенных источников света |
|
| КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) | 2700-6500 К |
| ДНаТ (натриевая лампа высокого давления) не более | 2200 К |
| ДРЛ (дуговые ртутные лампы) | 3800 К |
| ЛН и ГЛН при 100% мощности (лампы накаливания и галогенные лампы) | 2700-3500 К |
| МГЛ (металлгалогенные лампы) | 3500-7000 К |
| ЛЛ (люминесцентные лампы) | 2700-6500 К |
| LED (светоизлучающие диоды) | 2200-15000 К |
Кривая излучения абсолютно черного тела в цветовом пространстве МКО 1931.
Кроме того, источники с одинаковой цветовой температурой могут различаться по цветовому тону света: из представленной выше диаграммы следует, что все источники света, измеренные значения цветности которых лежат на одной линии, проведенной перпендикулярно кривой излучения абсолютно черного тела, имеют одинаковую цветовую температуру. По этой и по другим причинам производители светодиодов используют метод управления цветовыми вариациями (и другими характеристиками), известный как сортировка по бинам.
Сортировка светодиодов по бинам*.
При изготовлении светодиодов, также как и любых других изделий, их параметры имеют определенные отклонения от номинальных значений, это относится и к цветовой температуре. Допустимые отклонения регламентируются стандартами, например, стандарт цветности C78.377A, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) (таблица 2), определяет 8 номинальных значений цветовой температуры. Светодиоды, цвет которых соответствует указанному номинальному значению Тцв и цветовому диапазону, соответствуют стандарту.
Таблица 2. Стандарт ANSI C78.377A для Т цв
Разница в цвете для светодиодов, соответствующих стандарту хорошо заметна, поэтому на практике производители разбивают каждый диапазон на несколько бинов (подклассов).
Одной из основных задач производителей светотехники является такое деление светодиодов на бины, которое сводит к минимуму различие цветов между отдельными осветительными приборами или между партиями такой продукции.
Чтобы понять, как определяется бин, снова обратимся к диаграмме цветового пространства МКО 1931 и увеличим масштаб для кривой излучения черного тела. Изменения цветовой температуры располагаются на кривой излучения абсолютно черного тела, но изменения цвета светодиода располагаются также выше и ниже кривой излучения черного тела. Светодиоды, у которых цветовые координаты лежат выше кривой излучения абсолютно черного тела, имеют зеленоватый оттенок, а те, у которых ниже, - розоватый. На практике это означает, что указание цветовой температуры не обеспечивает одинаковый цвет.
Диапазоны цветовых температур по стандарту ANSI C78.377A.
Например, две представленные ниже диаграммы иллюстрируют два гипотетических бина светодиодов, цветовая температура каждого из которых равна 5300 K, с отклонением +/- 300 K. Бин 1 имеет некоторое отклонение цвета, так как его область лежит выше и ниже кривой излучения абсолютно черного тела. Отклонение в цвете у бина 2 в четыре раза больше, хотя он также соответствует указанной производителем цветовой температуре.
Пример бинов светодиодов.
Каждый производитель предлагает свое разбиение на бины, например, компания OSRAM предлагает несколько бинов светодиодов с одной цветовой температурой. Каждый бин находится в пределах области, соответствующей стандарту ANSI для этой цветности. На диаграмме ниже приведен пример разбиения на бины для светодиодов OSRAM Golden DRAGON с цветовой температурой 2700 K. Хотя все 16 бинов, предлагаемых компанией OSRAM, соответствуют стандарту ANSI C78.377A для номинальной Тцв 2700 K, они отличаются по Тцв и цветовому тону. Поэтому необходимо учитывать бин светодиодов при установке светильников из разных партий одного производителя, либо разных производителей.
Пример разбиения диапазона на бины.
Также составляется из светодиодов одного бина, каждая лента марки ARlight, представленная в нашем интернет-магазине проходит контроль по показателям оттенка, что отмечается кодом BIN на упаковке.
Маркировка BIN на упаковке ленты ARlight
Светодиодные ленты ARlight цветовой температуры 4000К Дневной белый разных BIN (сверху 39G, снизу 46).
На изображении выше видно, как отличаются по цветовому тону ленты с разными бинами. В реальности разница заметна только если положить две ленты рядом, на фото насыщенность и сочность цветов специально увеличена. Два не находящихся рядом источника света человеческий глаз способен заметить по цветности при разнице температур 400-600К, лучше чувствуется разница в теплых оттенках, меньше в холодных.
Прежде чем устанавливать светодиодные ленты, лампы, линейки и другие светотехнические изделия на основе светодиодов, проверьте их БИН (оттенок, работоспособность). БИНы должны совпадать на всех рядом установленных светодиодных лентах. Необходимо применять данное правило ко всем цветовым температурам белого света, а также и к RGB или RGB-W светодиодным лентам. Две рядом установленные ленты RGB с разными бинами(BIN) будут отличаться оттенком друг от друга!
* Данный раздел содержит материалы, предоставляемые компанией Philips Color Kinetics.
Цветовая температура и восприятие человека.
От выбора правильной цветовой температуры источников зависит, как будет эмоционально влиять на человека окружающее пространство, восприниматься внешний вид объектов и их цвета. Большое значение имеет то, что разные источники света ассоциируются с определенной обстановкой. Например, теплый свет свечи оказывает расслабляющее действие, белое освещение ламп дневного света создает рабочую атмосферу, холодное освещение создает больший контраст, применяется при необходимости работ с высоким цветоразличением.
Существует нормативный документ, в котором содержатся рекомендации по подбору цветовой температуры в помещении различного назначения: СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В нем, в частности, для жилых помещений рекомендуется теплый свет, в помещениях, где выполняется зрительная работа - дневной 3000-4000К, в помещениях с высокими требованиями к цветоразличению более холодный свет до 5000-6000К.
Также там упоминается, что при большом количестве в освещаемом пространстве зеленых и синих объектов следует применять источники с цветовой температурой более 4000К, с большим количеством красных и желтых цветов - не более 3500К. Конечно, когда создавался данный нормативный документ применение светодиодных источников света было весьма ограничено, тем не менее, содержащаяся там информация может быть полезна и при их выборе. Например, осветительные диоды холодного света содержат большую долю синей части спектра, т.е. подчеркивают синие цвета, а в светодиодах теплого белого света синяя составляющая подавляется большим количеством желтого люминофора. Кроме этого, нужно учитывать индекс цветопередачи светодиодных источников, т.к. он не всегда на высоте в отличие от галогенных ламп, например, а только у отдельных более дорогих моделей.
В материалах, предоставляемых компанией Philips Color Kinetics приводится следующая таблица (таблица 3) для выбора цветовой температуры в зависимости от желаемой атмосферы и области применения:
Таблица 3. Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры
Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры |
|||||
|
Цветовая температура |
Теплый свет 2700 К |
Белый свет 3000 К |
Нейтральный 3500 К |
Холодный свет 4100 К |
Дневной свет 5000-6500 К |
| Эффекты и атмосфера |
Теплая Уютная Открытая |
Дружеская Интимная Индивидуальная |
Дружеская Располагающая Безопасная |
Ясная Чистая Продуктивная |
Яркая Тревожная Подчеркивающая цвета |
| Области применения |
Рестораны Вестибюли гостиниц Бутики Жилы помещения |
Библиотеки Офисные помещения Магазины |
Выставочные залы Книжные магазины Офисные помещения |
Офисные помещения Классные комнаты Супермаркеты Больницы |
Галереи Музеи Ювелирные магазины Помещения для медицинских осмотров |
Восприятие человеком цветовой температуры в зависимости от освещенности.
Цветовая температура светодиодных ламп – одна из главных величин, которая характеризует осветительную технику. Ее необходимо учитывать как при оформлении дизайна помещения, так и при выборе автомобильных ламп. Температура цвета – это обширное понятие, включающее в себя такие характеристики, как свойства спектра, цвет излучения, индекс передачи цвета и др.
Физическая трактовка цветовой температуры
Температура света была описана физиком Максом Планком. В этих трактатах были представлены законы распределения энергии. Вследствие этого появилось понятие температуры цвета. За единицу меры были приняты кельвины. Исходя из формулы, данный коэффициент равен температуре абсолютного черного тела, которое излучает свет в измеряемом масштабе цветов.
Измерение такой температуры во флуоресцентных лампах происходит посредством их сравнивания с абсолютным черным телом. Это твердое физическое тело, поглощающее при различной температуре падающее на него электромагнитное излучение во всех широтах. При изменении коэффициента, изменяются и параметры излучения. Так, нейтральный свет расположен посередине шкалы Кельвина.
Тела, имеющие различный химический состав и физические свойства, нагреваясь до необходимой температуры, производят разные излучения. В связи с этим применяется термин «коррелированная цветовая температура». Она равна температуре оттенка абсолютного черного тела, которое по цвету идентично рассматриваемому источнику света. Состав излучения и физическая температура являются разными.
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.
Восприятие цветов
Цветовое восприятие каждого индивидуума имеет свои особенности. Перцепция цвета – это эффект от преломления световых волн, принятых зрительным нервом и обработанных мозговым зрительным центром. Каждый человек имеет собственное восприятие оттенков. Чем старше становится человек, тем больше искажается его цветовое восприятие. Особенности психики индивидуума также влияют на его цветовосприятие.
Восприятие того или иного цвета может быть искажено солнечным излучением. Теплота света также характеризуется индивидуальным восприятием и зависит от особенностей организма и состояния человека на момент восприятия.
Световые цвета
Нетрудно определить холодный объект, от которого не исходит излучение. Главными параметрами отражения света от подобного объекта выступают такие показатели, как длина и частота волны. Другая ситуация происходит с нагретым телом, излучающим свет. Теплота света будет напрямую зависеть от вида излучения. Это можно увидеть на примере вольфрамовой спирали в простой лампе накаливания. Очередность действий следующая:
- Включается свет, электроэнергия поступает на клеммы.
- Происходит постепенное снижение уровня сопротивления.
- Черное тело излучает красный свет.
Согласно принятым нормам, существует 3 вида световых цветов:
- теплый белый свет;
- нейтральный (естественный дневной);
- холодный белый свет.
Цветовая температура и оттенки
Начало видимого диапазона испускания лучей достигает уровня 1200 К. При этом свечение имеет красноватый оттенок. При дальнейшем накаливании начинает происходить изменение цветовой гаммы. При отметке в 2000 К красный меняется на оранжевый, а затем переходит в желтый, достигнув уровня 3000 К. Для вольфрамовых спиралей наивысшая отметка – 3500 К.
Светодиодные светильники способны нагреваться до 5500 К и выше. При 5500 К они излучают яркий белый свет, при 6000 К – голубоватый, при 18000 К – пурпурный.
Температура влияет на восприятие цвета. Коэффициенты различных цветовых гамм существенно разнятся.
Таблица Кельвина, или таблица цветовой температуры, показывает градацию цветов и оттенков и дает четкое описание их применения.
| Температура цвета | Цвет | Описание |
| 2700 К | Теплый белый, красно-белый | Преобладает в простых лампах накаливания. Привносит в интерьер тепло и уют. |
| 3000 К | Теплый белый, желтовато-белый | Присущ большинству галогенных ламп. Отличается более холодным оттенком, чем предыдущий цвет. |
| 3500 К | Белый | Характерное освещение для флуоресцентных трубок разной ширины. |
| 4000 К | Холодный белый | Чаще всего применяется в стиле хай-тэк. |
| 5000-6000 К | Естественный дневной | Имитирует дневной свет. Применяется в зимних садах и террариумах. |
| 6500 К | Холодный дневной | Широко применяется при фотосъемке и в кинематографе. |
Чтобы правильно выбрать освещение, следует брать во внимание его предназначение. При подборе оптимального освещения нужно помнить, что его температура и яркость будут различными в зависимости от того, день на дворе, вечер или ночь.
Светодиодное освещение
Светодиодный светильник – один из наиболее популярных видов приборов для освещения.
Цветовая температура ламп накаливания светодиодов представлена такими оттенками:
- теплый белый (Warm White) – до 3300 К;
- натуральный белый (Natural White) – до 5000 К;
- холодный белый (Cold White или Cool White) – более 5000 К.
Характеристики температуры диодов являются определяющим фактором при выборе сферы их использования. Они применяются для освещения улиц, подсветки рекламных щитов и осветительного оборудования для автомобиля.
К преимуществам холодного света можно отнести контрастность, благодаря которой он находит широкое применение в освещении затемненных территорий. Такие светодиодные лампы могут распространять свет на большие расстояния, поэтому их часто используют в освещении дорог.
Светодиоды, излучающие теплое свечение, используются в основном для освещения небольших территорий. Световой поток теплых и нейтральных тонов создает нужный эффект при пасмурной и дождливой погоде. Наличие атмосферных осадков оказывает влияние на излучение холодного света, в то время как теплый свет не претерпевает какого-либо существенного искажения при дождливой или снежной погоде.
Особенность теплого свечения светодиодных ламп заключается в том, что они позволяют четко увидеть как освещаемый предмет, так и окружающую его территорию. Благодаря такой специфике теплая гамма эффективно применяется при подводном освещении.
Цветопередача светодиодных ламп имеет свои особенности: холодные оттенки свечения неправильно передают цвета окружающих вещей. Такой свет создает резкость и яркость, что негативно отражается на зрении. Теплый цвет свечения более благотворно влияет на глаза.
Свечение энергосберегающих ламп характеризуется теплой цветовой гаммой. Они близки к естественным источникам света, благодаря этому их хорошо использовать, чтобы освещать жилища.
Ксеноновое освещение
Ксеноновые лампы отличаются между собой по техническим характеристикам, от которых зависит температура цвета. При производстве противотуманных фар используют только теплое желтое свечение. Бело-желтый свет отличается усиленной светоотдачей, не создает напряжения в глазах, его отчетливо видно на мокром асфальте. Достоинством его является то, что он не ослепляет своим светом водителей встречных автомобилей.
Стандартный белый цвет наиболее благоприятен для глаз. Благодаря своим свойствам он применим во многих сферах.
Белый цвет характеризуются тем, что его насыщенность колеблется в зависимости от вида оптического приспособления. Такая осветительная техника дает худшие показатели освещения при атмосферных осадках и тумане, однако при солнечной либо снежной погоде она является незаменимой.
Синий и сине-фиолетовый цвета используются в декоративных целях, так как они обладают низкими излучающими характеристиками.
В Европе были проведены исследования, согласно которым многие владельцы автомобилей предпочитают ксеноновые фары, имитирующие близкий к полуденному дневной свет.
Осветительные особенности необходимо рассматривать в их совокупности. Температура цвета имеет показатели яркости и контрастности, что отражается на степени комфорта восприятия света.
В зависимости от поставленных задач отдают предпочтение холодному, теплому либо нейтральному освещению. Каждый из этих видов освещения производит различный эффект и влияние на восприятие и настроение человека. Все эти нюансы необходимо учитывать при подборе осветительного оборудования.
