مفهوم CRI چیست؟ (شاخص نمود رنگ)

مفهوم CRI
شاخص رندر رنگ (CRI) راهی برای اندازه گیری ویژگی های متمایز یک منبع نور است. این یک ارزیابی است از اینکه چگونه منبع نور در مقایسه با یک مرجع آشنا، چه نور رشته ای یا نور روز، رنگ های اجسام را “طبیعی” نشان می دهد.
CRI خوب چیست؟
شاخص رندر رنگ (CRI) به عنوان عددی بین 0 تا 100 اندازه گیری می شود. در صفر (0)، همه رنگ ها یکسان به نظر می رسند. CRI 100 رنگ واقعی جسم را نشان می دهد. منابع نور رشته ای و هالوژن دارای CRI 100 هستند.
به طور معمول، منابع نور با CRI 80 تا 90 خوب در نظر گرفته می شوند و منابع نور با CRI 90+ عالی هستند! قانون کلی این است: هر چه CRI بالاتر باشد، ظرفیت رندر رنگ بهتر است.
CRI مستقل از دمای رنگ است. اینها دو مقوله متفاوت هستند. به عنوان مثال، یک منبع نور فلورسنت 5000K (دمای رنگ نور روز) می تواند CRI 75 داشته باشد، اما یک منبع نور فلورسنت 5000K دیگر می تواند CRI 90 داشته باشد.
این نمودار تصویر خوبی از CRI های مختلف است، هر تصویر دارای دمای رنگ گرم یکسان است (2700K):

شاخص نمایش رنگ (CRI) برای اندازه گیری منابع نور مصنوعی و سفید استفاده می شود.
منابع نور را می توان به دو دسته منابع نور مصنوعی یا طبیعی تقسیم کرد.
در بیشتر شرایط، ما نگران کیفیت رنگ اشکال مصنوعی نور مانند لامپ های LED و فلورسنت هستیم.
CRI با نور روز یا نور خورشید – یک منبع نور طبیعی – مقایسه می شود.
شاخص رندر رنگ (CRI) رنگ منعکس شده یک شی را تحت نور مصنوعی اندازه گیری و مقایسه می کند.
نور طبیعی مانند نور خورشید ترکیبی از تمام رنگ های طیف مرئی است. رنگ نور خورشید به خودی خود سفید است، اما رنگ جسم زیر نور خورشید با رنگ هایی که منعکس می کند تعیین می شود.

برای مثال یک سیب قرمز قرمز به نظر می رسد زیرا تمام رنگ های طیف را جذب می کند به جز قرمز که منعکس می شود.
وقتی از منبع نور مصنوعی مانند لامپ LED استفاده می کنیم، سعی می کنیم رنگ های نور طبیعی روز را به گونه ای “تولید” کنیم که اجسام مانند نور طبیعی روز ظاهر شوند.

همانطور که در مثال بالا می بینید، منبع نور مصنوعی ما (لامپ LED با 5000K CCT) قرمزی یک سیب قرمز را مانند نور طبیعی روز (همچنین 5000K CCT) تولید نمی کند.
اما توجه داشته باشید که لامپ LED و نور طبیعی روز همان رنگ 5000K را دارند. این بدان معنی است که رنگ نور یکسان است، اما اجسام هنوز متفاوت به نظر می رسند. چگونه می تواند این باشد؟
اگر به عکس ما در بالا نگاه کنید، خواهید دید که لامپ LED ما دارای ترکیب طیفی متفاوتی در مقایسه با نور طبیعی روز است، حتی اگر همان رنگ سفید 5000K باشد.
به ویژه، لامپ LED ما فاقد رنگ قرمز است. وقتی این نور از سیب قرمز منعکس می شود، نور قرمزی برای انعکاس وجود ندارد.
در نتیجه، سیب قرمز دیگر همان ظاهر قرمز پر جنب و جوشی را که در نور طبیعی روز داشت، ندارد.
تلاشهای CRI این پدیده را با اندازهگیری دقت کلی رنگهای مختلف اشیا در هنگام روشن شدن زیر منبع نور مشخص میکند.

CRI تا زمانی که آن را به یک جسم بتابانید نامرئی است.
همانطور که در بالا ذکر کردیم، رنگ روشن یکسان می تواند ترکیب طیفی متفاوتی داشته باشد.
بنابراین، نمیتوانید CRI منبع نور را با نگاه کردن به رنگ نور قضاوت کنید.
تنها زمانی آشکار می شود که نور را بر روی اشیاء مختلفی که رنگ های متفاوتی دارند بتابانید.
CRI چگونه اندازه گیری می شود؟
روش محاسبه CRI بسیار شبیه به مثال ارزیابی بصری ارائه شده در بالا است، اما از طریق محاسبات الگوریتمی پس از اندازه گیری طیف منبع نور مورد نظر انجام می شود.
ابتدا باید دمای رنگ برای منبع نور مورد نظر تعیین شود. این را می توان از اندازه گیری های طیفی محاسبه کرد.
دمای رنگ منبع نور باید تعیین شود تا بتوانیم طیف نور روز مناسب را برای مقایسه انتخاب کنیم.
سپس، منبع نور مورد نظر عملاً به مجموعهای از نمونههای رنگ مجازی به نام نمونههای رنگ آزمایشی (TCS) با اندازهگیری رنگ بازتابیده میتابد.
ما همچنین مجموعهای از اندازهگیریهای رنگ بازتابشده مجازی را برای نور طبیعی روز با همان دمای رنگ آماده خواهیم داشت.
در نهایت، رنگهای بازتابشده را با هم مقایسه میکنیم و بهصورت فرمولی امتیاز «R» را برای هر نمونه رنگ تعیین میکنیم.

مقدار R برای یک رنگ خاص نشان دهنده توانایی یک منبع نور در ارائه صادقانه آن رنگ خاص است.
بنابراین، برای مشخص کردن قابلیت کلی ارائه رنگ یک منبع نور در رنگهای مختلف، فرمول CRI میانگین مقادیر R را میگیرد.
اینکه چه مقدار و چه مقدار R به طور متوسط به دست می آید به تعریف CRI که استفاده می کنید بستگی دارد.
در مورد دمای رنگ غیر روز چطور است؟
برای سادگی، ما دمای رنگ 5000K را برای مثالهای بالا فرض کردهایم و آن را با طیف نور طبیعی 5000K برای محاسبات CRI مقایسه کردهایم.
اما اگر یک لامپ LED 3000K داشته باشیم و بخواهیم CRI آن را اندازه گیری کنیم چه؟
استاندارد CRI حکم می کند که دمای رنگ 5000 کلوین و بیشتر از طیف نور روز استفاده کند، اما برای دمای رنگ کمتر از 5000 کلوین، از طیف تابش پلانکی استفاده شود.
تشعشع پلانکی اساساً هر منبع نوری است که با تولید گرما نور ایجاد می کند. این شامل منابع نور رشته ای و هالوژن است.
بنابراین وقتی CRI یک لامپ الایدی 3000K را اندازهگیری میکنیم، آن را بر اساس یک منبع نور “طبیعی” ارزیابی میکنیم که طیفی مشابه یک نورافکن هالوژن 3000K دارد.
(درست است – با وجود بهره وری انرژی وحشتناک لامپ های هالوژن و رشته ای، آنها یک طیف نور کامل، طبیعی و عالی تولید می کنند).
مقادیر رایج CRI چیست و چه چیزی قابل قبول است؟
برای اکثر کاربردهای روشنایی داخلی و تجاری، 80 CRI (Ra) خط پایه عمومی برای ارائه رنگ قابل قبول است.
برای کاربردهایی که ظاهر رنگ برای کارهایی که در داخل انجام می شود مهم است، یا می تواند به بهبود زیبایی شناسی کمک کند، 90 CRI (Ra) و بالاتر می تواند نقطه شروع خوبی باشد. چراغ های این محدوده CRI عموماً چراغ های CRI بالا در نظر گرفته می شوند.
انواع برنامه هایی که ممکن است به دلایل حرفه ای 90 CRI (Ra) مورد نیاز باشد شامل بیمارستان ها، کارخانه های نساجی، چاپخانه ها یا کارگاه های رنگ است.
مناطقی که زیبایی شناسی بهبود یافته می تواند مهم باشد شامل هتل های سطح بالا و فروشگاه های خرده فروشی، اقامتگاه ها و استودیوهای عکاسی است.
هنگام مقایسه محصولات روشنایی با مقادیر CRI بالاتر از 90، مقایسه مقادیر R فردی که امتیاز CRI را تشکیل می دهند، به ویژه CRI R9 می تواند بسیار مفید باشد.