20180411

Redarea culorilor la lumina dată de becurile cu LED-uri

   Temperatura de culoare

Un obiect negru (de exemplu un filament) este încălzit la temperatură tot mai ridicată. Devine roșu, portocaliu, galben, alb incandescent, apoi albăstrui și albastru. Există o corelare între temperatura corpului negru și culoarea (nuanța) luminii emise. Temperatura de culoare este aproximativ egală cu temperatura suprafeței obiectului care emite lumina.
Exemple:
- lumina lumânării   aprox. 1.700 K
- lumina becului cu incandescență (filament) 2.700 K
- lumina naturală 5.500 K
- lumina reflectată de cerul senin, când soarele este acoperit de un nor ... 10.000 K ... (unii dau până la 27.000 K)
 Lumina naturală albă caldă este lumina dată de becurile cu filament, conține toate culorile, în special roșu. 
Lumina naturală albă conține toate culorile, de intensitate bine proporționată. 
Lumina naturală albă rece este puțin albăstruie, conține toate culorile, puțin prea mult albastru.
Temperatura de culoare este prescurtată în engleză CCT.

   Redarea culorilor de către becurile (tuburile) fluorescente și cu LEDuri

   Indicele de redare a culorilor este prescurtat în engleză CRI.
   Să citim imaginea:
- lumina naturală conține toate culorile, cu intensitate aproximativ uniformă
- lumina dată de becurile cu incandescență (cu filament) are mai puțin albastru și mai mult roșu (și au randament mic datorită emisiei de infraroșii, adică becurile pierd căldură)
- lumina dată de tuburile fluorescente (cu nume total greșit ”neoane” - becurile cu neon dau lumină slabă portocaliu-roșiatică) este discontinuă. Are numai câteva culori și dă ochiului impresia că este albă. Culorile complementare albastru și galben se completează reciproc, dar verdelui îi lipsește culoarea opusă, roșul intens. De aceea, în poze, imaginea poate ieși verzuie (dacă nu sunt aplicate corecțiile necesare de alb). Practic, lumina este ca o lumină albă peste care este adăugată o lumină verde (pe care ochiul nu o vede). De aceea și de la lipsa roșului suficient, obiectele roșii par maronii, iar cele portocalii par bej. Efectul de denaturare a roșului este mai ușor de observat la tuburile și becurile mai ieftine.

   Becurile cu LEDuri păstrează această redare deficitară a roșului.
 
      Se observă că lumina este discontinuă, cu un vârf pronunțat albastru și o cocoașă. În variantele comerciale (ieftine) este folosit un LED albastru de randament ridicat, acoperit cu un luminofor, o substanță care transformă radiația albastră în alte culori (și așa apare cocoașa verde-galben-portocaliu).
   Leduri: pentru lumină alb-rece (puțin albăstruie) luminoforul este galben, pentru alb-cald este portocaliu. Dar ambele lumini au prea puțin roșu.
   Lumina albă-rece de la LED conține un vârf puternic de albastru și verde-galben-portocaliu, lumina albă-caldă are mai puțin albastru și mai mult galben, de aceea pare icterică. Nici una, nici cealaltă nu conțin destul roșu.
    Temperatura de culoare a becurilor cu LED arată cum este făcută balansarea albastru-galben: 6500 K este prea rece, 2700 K este gălbui (chiar icteric). Au apărut becuri cu 4000 K.
   Există mult verde (chiar dacă lumina pare albă), care nu este echilibrat (contrabalansat) de roșu. De aceea, la becurile cu CRI redus, roșul și portocaliul par maro și bej (mai ales la LEDurile vechi, la cele mai noi cu CRI îmbunătățit, situația este mai bună, roșul nu mai este redat așa slab, doar maro-roșcat devine maro). Pentru iluminat afară (curți, grădini) nici nu se mai pune problema CRI, pentru interior sunt (părerea mea) mai potrivite LEDurile cu 4000 (4500) K, pentru opere de artă (tablouri etc) becuri halogen și LEDuri cu CRI aproape de 100 (R9 mare), vedeți jos.
 
Sângele roșu în chiuvetă apare maroniu.

   În alb cald CRI redus, fața pare bej (gălbuie), galbenul pare verzui, roșul maroniu.
 CRI slab și alb cald (gălbui): roșul devine maroniu, portocaliul bej, albastrul devine verzui (prea mult galben în lumină).


CRI redus: alb cald dă o nuanță gălbuie, alb rece dă puțin albăstrui (duce roșul spre roz).


   Practic

   Dacă aveți becuri LED obișnuite, cu CRI mic, încercați la locul respectiv lumina albă rece sau albă caldă (uneori redarea roșului nu contează).
   Exemplu practic: ca să iluminez gresie cu imitație de piatră (puțin gălbuie) am încercat alb cald, dar se vedea puțin prea gălbui. S-a potrivit alb rece.
   În loc să puneți un singur bec de 10W, încercați unul alb cald de 5 W și unul alb rece de 5 W. Se potrivesc: prea mult galben se compensează cu albastrul. 
   În vitrinele unor magazine sunt folosite LEDuri combinate: alb cald și alb rece.
 

   La aceeași temperatură de culoare, se vede că mai mult roșu emis îmbunătățește mult redarea roșului (R9) și a culorilor CRI.
   Pentru completarea și îmbunătățirea luminii puteți pune LEDuri roșii (în imagine lampa medicală Astramax AM 30).

   În special la redarea deficitară a roșului (datorită emisiei slabe a luminii roșii) se referă CRI mic.


   LEDuri cu CRI ridicat (redare mai bună a culorilor)

Indicele de redare a culorilor CRI nu ține seama de roșu (R9), care este slab chiar la CRI = 82. Numai LEDurile cu CRI aproape egal cu 100 dau sufient de mult roșu. La calcului CRI sunt folosite numai culori pastelate (R1-R8), nu și culori saturate (R9-R15).
    Mai mulți produc LEDuri cu CRI ridicat, de exemplu Yuji (în imagine): LED albastru și luminofori pentru roșu și verde sau LED violet și luminofori pentru 3 culori. Primul are randament mare, R9 bunicel.
   Acestea vor fi folosite în viitor, deocamdată sunt scumpe.