Was ist der Farbwiedergabeindex?

Transkript

1 Was ist der Farbwiedergabeindex?

2 Das Licht bestimmt die Farbe Unter der Farbwiedergabe einer Lichtquelle versteht man deren Eigenschaft, welche Farberscheinung ihr Licht auf Gegenständen bewirkt.

3 Farbwiedergabe Die Güte der Farbwiedergabe kann mit einem Spektralradiometergemessen werden. Leuchtstofflampenlicht L*= a*= 6.76 b*=

4 Farbwiedergabe Leuchtstofflampenlicht Glühlampenlicht L*= a*= 6.76 b*= L*= a*= 4.79 b*=

5 Das Erscheinungsbild von Körperfarben Die beobachtete Farbe eines Objekts variiert*, wenn sich die spektrale Verteilung der Lichtquelle ändert. *nur Schwarz hat eine perfekte Farbkonstanz

6 Extreme Beispiele Grüne LED Blaue LED Referenz: Tageslicht

7 Reflexion Die Farbe eines Objekts hängt von der spektralen Verteilung der Lichtquelle ab. Violett Indigo Blau Grün Gelb Orange Rot Reflexion Absorption

8 Extreme Beispiele Beleuchtung mit roter LED Beleuchtung mit blauer LED Gute Wiedergabe roter Objekte Schlechte Wiedergabe blauer und grüner Körperfarben Gute Wiedergabe blauer Objekte Schlechte Wiedergabe roter und grüner Körperfarben

9 Charakterisierung einer Lichtquelle Eine Lichtquelle kann mit den x- und y-koordinaten des CIE 1931 Farbortdia-gramms oder der ähnlichsten Farbtemperatur (T) beschrieben werden. Als ein Mass der Helligkeit kann die Beleuchtungsstärke (Lv) in Lux (lx) gewählt werden.

10 Farbtemperatur alleine reicht nicht Lichtquellen mit verschiedenen Spektralverteilungen können die selbe Farbtemperatur oder sogar die selben Farbkoordinaten haben. Lichtquelle 1 Lichtquelle 2 Tc:6184K Tc:6184K Lichtquellen mit verschiedenen Spektren können die selben Farbkoordinaten und Farbtemperaturen haben und dabei unterschiedliche Farberscheinungen von Objekten erzeugen > ihre Farbwiedergabe ist verschieden.

11 Lichtquellen Es gibt eine Vielzahl verschiedener Lichtquellen. Aber welche Lichtquelle ermöglicht die richtige Farbwiedergabe? Sonnenlicht Słońce Wolfram Glühlampe Halogenlampe Leuchtstofflampe Jarzeniówka LED OLED Der Farbwiedergabeindex (CRI) quantifiziert die Farbwiedergabe-eigenschaften von Lichtquellen im Vergleich zu natürlichem Licht oder spezifischen Referenzlichtarten.

12 Bestimmung von Farbwiedergabeindizes 15 definierte Farbmuster L*a*b*- Farbwerte mit Testlichtquelle L*a*b*- Farbwerte mit Referenzbeleuchtung Farbabstand ΔE R = 100 4,6ΔE Die verwendete Referenzlichtart sollte entsprechend der Farbtemperatur der Testlichtquelle gewählt werden: Farbtemperatur > 5000K: CIE Tageslicht mit gleicher Farbtemperatur wie die Testlichtquelle. Farbtemperatur < 5000K: Schwarzer Strahler mit gleicher Farbtemperatur wie die Testlichtquelle. Achtung: Die zu verwendende Referenzlichtart kann in einer Norm vorgeschrieben sein (z.b. ist gemäß ISO 3664 die Normlichtart D50 als Referenz zu verwenden).

13 Vergleich unter Referenz- und Testlicht Der CRI zeigt, wie gut die Farberscheinung verschiedener Objekte bei Beleuchtung mit Referenzlichtart und Testlichtquelle übereinstimmt. Referenz Tc < 5000K Schwarzer Strahler Auswertung Ermittlung der Farbtemperatur der Testlichtquelle > Berechnung des CRI Tc > 5000K CIE Tageslicht Bei einer Bestimmung des allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra muss die Farbtemperatur der Referenzlichtquelle mit derjenigen der Testlichtquelle übereinstimmen.

14 Voraussetzungen zur Bestimmung des CRI Zur Bestimmung des CRI sind die folgenden Daten nötig: 1. Spektrale Reflektanz der Testfarbe > bekannt 2. Spektrale Verteilung des Normlichts > bekannt 3. Spektrale Verteilung der Testlichtquelle 1. und 2. sind einschlägigen Normen zu entnehmen. Wenn 3. ermittelt werden kann, ist es möglich, den Farbwiedergabeindex der Testlichtquelle zu berechnen

15 Voraussetzungen zur Bestimmung des CRI 1. Referenz Die spektrale Reflektanz ist bekannt 2. Referenzlichtquelle Die spektrale Verteilung ist bekannt. 3. CRI der Testlichtquelle kann im Rahmen der Messung der spektralen Verteilung berechnet werden.

16 Acht ausgewählte Munsell-Testfarben Wie gut gibt eine Lichtquelle eine Farbe wieder? Ein Wert von 100 entspricht der Güte der Referenzlichtquelle. General CRI (No.1-8) Allgemein CRI (No.1-8) No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8 Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 No. 6 Nr. 7 Nr. 8 Special Spezial CRI CRI (No.9-15) (No.9-15) No.9 No.10 No.11 No.12 No.13 No.14 No.15 Nr. 9 Nr. 10 Nr. 11 Nr. 12 Nr. 13 Nr. 14 Nr. 15 Red Yellow Green Blue Skin Color Leaf Green Asian Skin Color Hautfarbe Rot Gelb Grün Blau Hautfarbe Blatt grün Asian Sechs weitere Farben sind in CIE Nr zu finden.

17 Allgemeiner Farbwiedergabeindex (Ra) Allgemein General CRI (No.1-8) (No.1-8) No.1 Nr. 1 No.2 Nr. 2 No.3 Nr. 3 No.4 Nr. 4 No.5 Nr. 5 No.6 Nr. 6 No.7 Nr. 7 No.8 Nr. 8 Allgemeiner (=durchschnittlicher) Farbwiedergabeindex (Ra) aller 8 Farben wird von der CS-S10w Software nach einer Messung mit einem CS-2000 angezeigt.

18 CRI Berechnung mit Testfarben Nr Nr. 9 Nr. 10 Nr. 11 Nr. 12 Nr. 13 Nr. 14 Nr. 15 No.9 No.10 No.11 No.12 No.13 No.14 No.15 Spezial CRI (No.9-15) Special CRI (No.9-15) Red Yellow Green Blue Skin Color Leaf Green Asian Skin Color Hautfarbe Rot Gelb Grün Blau Hautfarbe Blatt grün Asian R9 = 7 bedeutet, dass die Licht-quelle eine vom Referenzrot Nr. 9 abweichende Farbe erzeugt. Ra=87 drückt aus, dass die Lichtquelle verglichen mit der Referenzlichtquelle (Ra=100) eine gute Farberscheinung gewährleistet.

19 Definition Der Farbwiedergabeindex ist ein Maß für die Übereinstimmung der Farberscheinung bei Beleuchtung durch eine Testlichtquelle mit der Farberscheinung bei Beleuchtung mit einer Normlichtart. Der Index sagt nicht aus, wie bevorzugte Farben erscheinen.

20 Messgeräte zur Ermittlung des CRI Variante 1: Spektralradiometer CS-2000 mit Software CS-S10w Variante 2: Portables Spektralphotometer CL-500A (Anzeige im Display oder in Software CL-S10w)

21 Grenzen des CRI Bei manchen Lichtquellen korreliert der CRI nicht perfekt mit der visuellen Beurteilung. Der Grund hierfür sind unglückliche Kombinationen aus unnatürliche Spektren (wie z.b. bei RGB LEDs) mit manchen Testfarben. Einbrüche in diesen Spektren bewirken, dass nicht jede Körperfarbe reflektiert wird. Gleichwohl hat sich der CRI gut etabliert und bietet eine weit verbreitete Methode, die Farbwiedergabeeigenschaften einer Lichtquelle zu beurteilen.

22 Vielen Dank