CRI - wskaźnik odwzorowania barw

Wskaźnik odwzorowania barw to parametr charakteryzujący wszelkie źródła światła – zarówno naturalne, jak i sztuczne. Informuje on, w jakim stopniu dane źródło światła pozwala na obserwację kolorów.

Źródło światła o CRI równym 0 Ra to światło monochromatyczne, czyli jednego koloru. Przy takim źródle światła nie ma możliwości rozpoznania koloru oświetlanego obiektu. Przyjęto, że CRI równe 100 Ra to światło dzienne (słoneczne). Przy nim kolory oglądanych obiektów są oddawane najbardziej naturalnie. Widmo światła słonecznego jest właściwie ciągłe we wszystkich barwach, które są silnie emitowane. Spośród sztucznych źródeł światła CRI na poziomie 100 ma oświetlenie żarowe, czyli żarówki i halogeny. W praktyce to one są stosowane jako punkt odniesienia, do którego porównywane są wszelkie inne źródła światła.

Wskaźnik CRI dla danego źródła światła wyznacza się na podstawie 14 określonych próbnych kolorów zwanych TCS (Test Colour Samples); jednak bardzo często producenci oświetlenia opierają się jedynie na pierwszych 8 (rys. 1).

Rys. 1. Paleta 14 barw testowych TCS: 8 głównych oraz 6 dodatkowych wybranych przez międzynarodową Komisję Oświetleniową CIE

Wzorce barw – ponumerowane od TCS1 do TCS14 – zostają kolejno oświetlone badanym źródłem światła. W zależności od tego, w jakim stopniu odbite od danej barwy testowej badane światło jest zbliżone do odbicia za pomocą światła wzorcowego, określa się współczynnik oddawania barw R.

Należy wspomnieć, że temperatura barwowa światła badanego i wzorcowego powinna być taka sama. Średnia otrzymana ze wszystkich 14 współczynników daje CRI źródła światła. Dla światła wzorcowego współczynniki R1–R14 są równe 100. Im większa różnica między odbiciami porównywanych świateł dla konkretnej barwy TCS, tym odpowiedni współczynnik jest mniejszy, co w konsekwencji prowadzi do niższej ogólnej wartości CRI źródła światła.

Poniżej zaprezentowano porównanie obrazów oświetlonych źródłem światła o różnym CRI. Widać, że obraz staje się stopniowo pozbawiony głębi, a kolory są coraz mniej naturalne (rys. 2).

Rys. 2. Zdjęcie oświetlone światłem o różnym CRI. Od lewej: CRI > 80, CRI > 60, CRI > 40

Tab. 1. Przybliżone wskaźniki CRI dla danego źródła światła

Przeciętnej klasy oświetlenie LED (tab. 1) ma CRI w granicy 60–80 oraz 80–95 dla źródeł wysokiej klasy jakościowej. Jest to spowodowane tym, że w przeciwieństwie do oświetlenia żarowego, widmo białej diody LED jest niepełne, gdyż otrzymywane jest ze składowych widm pojedynczych kolorów, co wynika z jej budowy. W tańszych diodach LED kolor biały powstaje w wyniku zmieszania światła czerwonego, zielonego i niebieskiego. Obecnie w diodach LED stosuje się luminofor oraz zjawisko fluorescencji, dzięki czemu osiągają one CRI na poziomie 90–95.

Ciekawostką jest fakt, że mimo iż lampy sodowe mają niski współczynnik oddawania barw, są powszechnie stosowane jako oświetlenie ulic, parkingów itp. – ze względu na niski koszt uzyskania dużego strumienia świetlnego. Ponadto, żółtawa barwa lamp sodowych korzystnie wpływa na widoczność w trudnych warunkach atmosferycznych.

Normy unijne, dotyczące oświetlenia, w którym przebywa człowiek, przewidują CRI nie mniejsze niż 70 – na zewnątrz budynków oraz CRI minimum 80 – do zastosowań domowych i biurowych. Oczywiście, im więcej, tym lepiej. Niskie CRI źródła światła sprawia, że obiekt jest widziany w nienaturalnych barwach, co powoduje złe samopoczucie osoby przebywającej w takim oświetleniu.