ดัชนีการแสดงผลสีคืออะไรและวัดได้อย่างไร

ด้วยความหลากหลายของแหล่งกำเนิดแสงที่ทันสมัยในชีวิตประจำวันและแสงในร่ม หลอดไฟ LED และหลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นผู้นำ ปัญหาหลักและหัวข้อของการอภิปรายไม่ใช่การประหยัดพลังงาน แต่เป็นดัชนีการแสดงสีและคุณภาพแสง นี่คือพารามิเตอร์ที่กำหนดความสะดวกสบายเป็นส่วนใหญ่เมื่อทำงานภายใต้แสงประดิษฐ์ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าดัชนีการแสดงผลสีคืออะไร ควรเป็นอย่างไร และวัดได้อย่างไร

ความหมายและภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

ดัชนีการแสดงสีเป็นค่าที่ได้มาจากอัตราส่วนของสีจริงกับสีที่มองเห็นได้หรือสีที่มองเห็นได้ของวัตถุ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันแสดงให้เห็นว่าสีของวัตถุที่ส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์นั้นสอดคล้องกับความจริงอย่างไร มันถูกเรียกว่า Ra หรือ CRI ย่อมาจากภาษาอังกฤษ ดัชนีการแสดงผลสี ซึ่งฟังดูเหมือน "ดัชนีการแสดงผลสี"

CRI เป็นเพียงวิธีหนึ่งในการกำหนดการแสดงสี ผู้ผลิตทุกรายจำเป็นต้องทำการทดสอบแหล่งกำเนิดแสง คำจำกัดความนี้ปรากฏขึ้นในช่วงปี 2503-2513 จนถึงปี 1974 มีการตรวจสอบการแสดงสีโดยเปรียบเทียบชุดสี 8 สี หลังจากนั้นจึงเพิ่มสีเพิ่มเติมอีก 6 สี ด้วยเหตุนี้ เมื่อทำการวัดดัชนีการแสดงสี (สัมประสิทธิ์) มีการใช้สี 8 หรือ 14 สี จึงกำหนดไว้ใน DIN 6169

ในเวลาเดียวกัน การตรวจสอบบังคับประกอบด้วยการเปรียบเทียบ 8 สีแรกของสเปกตรัม การเปรียบเทียบ 14 สีจะดำเนินการหากจำเป็นหรือเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ แต่จะไม่นำมาพิจารณาในการคำนวณดัชนี

การวัดดัชนีการแสดงผลสี

วัดดัชนีการแสดงสีเมื่อพัฒนาแหล่งกำเนิดแสง ในการทำเช่นนี้ แหล่งกำเนิดแสงที่ศึกษาจะส่องสว่างบนเทมเพลตหรือแผนภูมิการตรวจสอบ ซึ่งใช้สีมาตรฐาน R1–R8

ขั้นตอนต่อไปคือการทำให้เทมเพลตการตรวจสอบสว่างขึ้นด้วยแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงและอ่านค่าจากเครื่องมือกำหนดสี

หลังจากที่ข้อมูลที่ได้รับได้รับการประมวลผลตามวิธี CIE และได้รับค่าเบี่ยงเบนของสีที่ได้รับจากสีอ้างอิง

สีจะแสดงเป็น Ri โดยที่ฉัน คือหมายเลขสี ชื่อของพวกเขา:

• R1 - กุหลาบเหี่ยว
• R2 - มัสตาร์ด
• R3 - สีเขียวอ่อน
• R4 - สีเขียวอ่อน
• R5 - สีฟ้าคราม
• R6 - ท้องฟ้าสีคราม
• R7 - ดอกแอสเตอร์สีม่วง
• R8 - ม่วง

ผลลัพธ์คือตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 100 ดัชนีการแสดงสี 100 มีแสงแดด ยิ่งค่าน้อย สีก็จะยิ่งแย่ลง ค่าที่ได้รับสามารถแบ่งออกเป็นองศาที่ระบุในตารางด้านล่าง

บางครั้งฉันยังเพิ่มสีให้กับการประเมิน 9 - สีแดงเข้ม

DIN 5035 อธิบายตำแหน่งที่สามารถใช้หลอดไฟที่มีระดับการแสดงสีได้:

DIN EN 12464-1 กำหนดประเภทของห้องและดัชนีการแสดงสีที่ต้องการ รวมถึง SNiP 23-05-95 ในภาคผนวกตามคำแนะนำ

ปัญหาของ CRI และสิ่งที่คล้ายคลึงกัน

CRI ไม่ได้ให้การอ่านที่แม่นยำเสมอไป ความจริงก็คือมันถูกพัฒนาขึ้นสำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่มีสเปกตรัมต่อเนื่อง เรากำลังพูดถึงองค์ประกอบสเปกตรัมของแสงสีขาว ประกอบด้วยชุดสีบางชุด ซึ่งทำให้แสงสีขาวมีเฉดสีที่แน่นอน (อุณหภูมิสี)

องค์ประกอบสเปกตรัมของแสงคือชุดของการแผ่รังสีของความยาวคลื่น (สี) ต่างๆ ใน ​​. โดยองค์ประกอบสเปกตรัม คุณสามารถกำหนดระดับการแผ่รังสีของสีใดสีหนึ่งได้

เมื่อแหล่งกำเนิดแสงมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมดในองค์ประกอบสเปกตรัม สเปกตรัมดังกล่าวจะเรียกว่าต่อเนื่อง ตัวอย่าง:

• แสงแดด;
• หลอดไส้;
• หลอดฮาโลเจน

ความสอดคล้องของสีที่มองเห็นได้กับสีจริงยังขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ขององค์ประกอบสเปกตรัมด้วย แต่ไม่ใช่ว่าทุกดวงจะเปล่งแสงเต็มสเปกตรัม

หลอดฟลูออเรสเซนต์มีสเปกตรัมที่เรียกว่าฉีกขาด ประกอบด้วยยอดเขาแต่ละแห่งในบริเวณที่มีความยาวคลื่นต่างกัน หากเราจำสิ่งที่เรากล่าวข้างต้นได้ CRI จะไม่สะท้อนดัชนีการแสดงสีของหลอดไฟดังกล่าวอย่างถูกต้อง

ข้อมูลอ้างอิง: ในปี 2550 คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศด้านแสงสว่างระบุว่า "... ดัชนีการแสดงสีที่พัฒนาโดยคณะกรรมาธิการมักใช้ไม่ได้กับการคาดการณ์พารามิเตอร์การแสดงสีของชุดแหล่งกำเนิดแสง หากชุดนี้มีไฟ LED สีขาว"

ดังนั้น เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการวัดฟลักซ์การส่องสว่าง ในปี 2010 พวกเขาได้พัฒนาเทคนิค CQS ซึ่งย่อมาจาก Color Quality Scale หรือ Rus ระดับคุณภาพสี แต่สิ่งนี้ไม่ได้ให้การประเมินคุณภาพของแหล่งกำเนิดแสงอย่างครบถ้วน เนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงความอิ่มตัวและโทนสีของวัตถุที่ส่องสว่าง

และในปี 2558 TM-30-15 ก็ปรากฏตัวขึ้น ซึ่งเป็นมาตรฐานที่คำนึงถึงพารามิเตอร์เพิ่มเติม กล่าวคือ นอกจากรูปแบบ โทนสี ความอิ่มตัวของสี และวัตถุที่พบในชีวิตประจำวันแล้ว ยังมีส่วนร่วมในการประเมินอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในประเทศใด ณ เวลาที่เขียน TM-30-15 ไม่ได้บังคับ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ป้องกันผู้ผลิตที่เคารพตนเองจากการทดสอบผลิตภัณฑ์ในลักษณะนี้

บ่อยครั้งเมื่อตรวจสอบค่าบนมาตราส่วน CQS และ CRI จะให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม มันก็เกิดขึ้นตาม TM-30-15 ผลลัพธ์ที่ได้นั้นต่ำกว่ามาตรฐาน ตัวอย่างของการวัดการแสดงสีของหลอดไฟ LED ที่ไม่ดีมีอธิบายไว้ในบทความจากผู้เชี่ยวชาญอิสระ: https://geektimes.com/company/lamptest/blog/285034/

เป็นไปได้มากว่าสาเหตุของผลลัพธ์นี้คือสารเรืองแสง ซึ่งได้รับการคัดเลือกมาเป็นพิเศษเพื่อผ่านการทดสอบภาคบังคับ แต่ยังไม่มีการสร้างสีตามปกติ

ดัชนีการแสดงสีของหลอดไฟประเภทต่างๆ

ต่อไป เราจะดูดัชนีการแสดงสีทั่วไปของโคมไฟต่างๆ ดัชนีขึ้นอยู่กับหลักการทำงานและการออกแบบ ตลอดจนส่วนประกอบที่ใช้ในโคมไฟ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วแสงแดดถือเป็นมาตรฐาน

หลอดไส้

แม้ว่าหลอดไส้แบบคลาสสิกจะถูกห้ามใช้ในประเทศส่วนใหญ่เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ แต่ก็มีการแสดงสีให้ใกล้กับแสงแดด แต่ใกล้ถึง 100 แล้ว หลอดเหล่านี้เปลี่ยนไปสู่โทนสีอบอุ่นและช่วง IR อย่างเห็นได้ชัด

หลอดฮาโลเจน

หลอดฮาโลเจนให้ฟลักซ์การส่องสว่างมากขึ้นสำหรับการใช้พลังงานเช่นเดียวกับหลอดไส้ ในขณะเดียวกัน การแสดงสีก็อยู่ในระดับใกล้เคียงกัน

หลอดโซเดียม

ไม่ค่อยได้ใช้หลอดไฟโซเดียมเพื่อให้แสงสว่างในห้องที่ผู้คนทำงาน ทั้งนี้เนื่องมาจากปัญหาทางเทคนิคทั้งสองอย่าง เช่น คันเร่งที่ส่งเสียงดัง การจุดระเบิดนาน และดัชนีการแสดงสีต่ำ - 40 Ra หลอดโซเดียมความดันสูงหรือหลอด HPS ใช้เพื่อส่องสว่างพื้นที่ขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ในไฟถนน บนเสาไฟและสปอตไลท์ แอปพลิเคชั่นนี้อธิบายโดยฟลักซ์การส่องสว่างสูง (150 Lm/W) และอายุการใช้งานยาวนานกว่า 25,000 ชั่วโมง พวกเขาอยู่ในแหล่งกำเนิดแสงปล่อยก๊าซ พวกเขามีสเปกตรัมที่ขาดโดยมีความโดดเด่นของโทนสีแดงส้ม

อย่างไรก็ตาม พวกเขายังใช้เพื่อปลูกพืชในโรงเรือนและระบบไฮโดรโปนิกส์เนื่องจากสเปกตรัม อุตสาหกรรมผลิตหลอดโซเดียมพิเศษสำหรับพืช โดยแสดงจุดสูงสุดที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตในสเปกตรัมแสง

DRL

หลอดไฟอาร์คปรอทหรือ DRL นั้นมีความคล้ายคลึงกันในขอบเขตของ DNAT ยกเว้นพืชที่ให้แสงสว่าง มีอายุการใช้งานประมาณ 10,000 ชั่วโมงและฟลักซ์การส่องสว่างสูง 70–95 lm / W และดัชนีการแสดงสีสูงถึง 40 Ra พวกเขายังมีองค์ประกอบสเปกตรัมที่ขาด ๆ หาย ๆ โดยเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและอัลตราไวโอเลต

หลอดฟลูออเรสเซนต์

หลอดฟลูออเรสเซนต์ชนิดหลอดและหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ได้รับความนิยมเป็นพิเศษก่อนนำผลิตภัณฑ์ LED ราคาประหยัดออกสู่ตลาด ข้อเสียเปรียบหลักคือความจำเป็นในการใช้บัลลาสต์ เช่นเดียวกับองค์ประกอบสเปกตรัมของแสงที่ขาดๆ หายๆ ซึ่งมักจะเปลี่ยนเป็นบริเวณที่มีสีเย็น แต่ขึ้นอยู่กับสารเรืองแสง พวกมันยังสามารถปล่อยแสงที่เป็นกลางและอบอุ่นได้

ดัชนีการแสดงสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเรืองแสงอย่างยิ่ง ซึ่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ 60 ถึง 90 หรือมากกว่า Ra

ค่าทั่วไป:

• สำหรับสารเรืองแสงสามองค์ประกอบ - 80Ra และอื่น ๆ

• สำหรับสารเรืองแสงห้าองค์ประกอบ - 90Ra

หลอดไฟ LED

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ดัชนีการแสดงสีของหลอดไฟ LED ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเรืองแสงที่เคลือบคริสตัล LED ดัชนีมีตั้งแต่ 80 Ra ผลลัพธ์ที่ดีคือ 90 Ra ใช้ในห้องทุกประเภท เท่าที่คุณสมบัติการออกแบบเอื้ออำนวย

บทสรุป

เมื่อเลือกแหล่งกำเนิดแสง ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับดัชนีการแสดงสี เนื่องจากความแม่นยำของการรับรู้สีขึ้นอยู่กับปัจจัยนั้น นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งหากคุณกำลังทำงานกับสี เช่น การวาดภาพ หรือการเลือกการจัดแสงสำหรับสตูดิโอถ่ายภาพ ไม่ว่าในกรณีใดคุณไม่สามารถประหยัดแสงได้เพราะสุขภาพดวงตาของคุณขึ้นอยู่กับมัน