Kolor biały ciepły czy biały zimny? a ciepły ciepłemu nierówny... dlaczego się różnią

Co to jest temperatura barwowa CCT oraz określenia barwy biała ciepła, biała zimna w technologii led?

Temperatura barwowa CCT to parametr określający obiektywne wrażenie barwy źródła światła. Przykładowo przyjmuje się odpowiednio temperatury barwowe:

2000 K – barwa światła świeczki
2800 K – barwa bardzo ciepłobiała (np. żarówkowa)
3000 K – wschód i zachód Słońca
3200 K – barwa światła żarowego lamp studyjnych
4000 K – barwa biała
5000 K – barwa chłodno biała
6500 K – barwa dzienna
10000-15000 K – barwa czystego niebieskiego nieba
28000-30000 K – błyskawica

Poniższy wykres przedstawia krzywą tzw. Black body locus lub inaczej Planckian locus, ciała doskoanale czarnego:




Krzywa biegnąca wewnątrz kolorowego pola, poprzecinana odcinkami opisanymi od lewej 10000 do prawej 1500 jest krzywą odzwierciedlająca barwę światła emitowanego przez "ciało doskonale czarne" rozgrzane do odpowiedniej temperatury Tc podanej w stopniach Kelwina (K). Podając odpowiednią temperaturę barwową możemy zidentyfikować oczekiwaną barwę emitowanego światła. 

Dlaczego ta temperatura barwowa światła led jest tak istotna?

Temperatura barwowa wpływa na odbiór estetyczny obrazu otoczenia, poniżej widać przykład różnego postrzegania barwy zależnie od temperatury barwowej CCT źródła światła:

Na powyższym obrazku zaprezentowana jest różnica w odbiorze tych samych próbek barw oświetlonych światłem o temperaturze barwowej ciepłej 2700K ( ten na drugim planie) oraz 6500K (próbka koloru bliżej nas). 

Temperatura barwowa ma także istotny wpływ na człowieka. W ciągu dnia słońce wędrując nad horyzontem zmienia swoje położenie względem nas a co za tym idzie zmienia się światło. Bez trudu dostrzegamy różnicę między w rodzaju światła o godzinie 10:00 przed południem, a wieczorem podczas zachodu słońca. Żyjemy tak zwanym rytmem dobowym i w naszych ciałach w ciągu doby zachodzi szereg zjawisk uzależnionych między innymi od panujących warunków oświetleniowych. Źródła światła oparte o led pozwalają precyzyjnie serwować światło o określonej temperaturze barwowej. Preferencje ludzkie co do barwy światła są bardzo indywidualne, mogą zależeć od pory dnia, położenia geograficznego, rodzaju zajęć wykonywanych w danym środowisku. Przykładowo wyższą produktywność zapewnia światło o barwie białej dziennej około 5000K, przekłada się również na koncentrację, zdolności przyswajania wiedzy, a nawet sprzedaż.

Należy dość precyzyjnie określić ten parametr w przypadku LED ponieważ niewielkie jego zmiany skutkują dużymi zmianami estetycznymi. Ogólne stwierdzenie "ciepły biały" nie wiele pomaga bez ustalenia wokół jakie temperatury barwowej oscyluje. Tylko dobrej klasy produkty ledowe oferują powtarzalność tego parametru lub jego zachowanie na całej długości w przypadku liniowych źródeł światła.

... niestety to nie wszystko

Powiedzmy, że mamy już ustaloną temperaturę barwową jaka nas interesuje, kupujemy produkty, instalujemy a efekt może być opłakany:

lampy o rzekomo jednej temperaturze barwowej nie świecą jednakowo...

barwy zmieniają się od zielonkawej po lekko różową, co niestety daje dość fatalny rezultat:

Efekt ten jest szczególnie widoczny w przypadku wielu źródeł światła występujących w swoim sąsiedztwie. Nasz wzrok jest tak skonstruowany, że porównuje rzeczy do siebie, obrazy, barwy i buduje wrażenia.

Z pomocą diagnozy tego zjawiska przychodzi kolejny parametr: DUV czyli dewiacja chromatyczna.

Dewiacja chromatyczna jest to odstępstwo od wzorcowej krzywej ciała doskonale czarnego tzw.  Planckian locus. Odstępstwo w kierunku ujemnym skutkuje barwą lekko różową, odstępstwo w kierunku dodatnim skutkuje lekką zielenią. Dla światła białego parametr DUV nie powinien przekraczać zakresu -0,006 do +0,006 (lecz jest to również uzależnione od temp. barwowej). Z utrzymaniem odpowiednich parametrów źródła światła LED wiążą się takie pojęcia jak BINowanie, Elipsy MacAdama i kilka innych.

Stosowanie źródeł światła o wysokich jednolitych parametrach ma szczególne znaczenie w instalacjach gdzie występuje wiele źródeł światła. W przypadku pojedynczych źródeł światła w pomieszczeniach ich niedoskonałość kompensuje nam ludzki mechanizm adaptacji wzroku. Odchylenia barwy światła postrzegamy dopiero w zestawieniu dwóch różnych źródeł lub na zasadzie kontrastu. W przypadku oświetlenia liniowego wykonanego na taśmach led, parametry diod zainstalowanych w dużej ilości na pasku mają znaczenie. Nie chcemy, aby taśma na początku miała poświatę zieloną, a za np. 2 metry przechodziła w różową :). Do produkcji naszych taśm używamy diod po selekcji, aby uniknąć takich niespodzianek. Dodatkowo oznaczamy partię produkcyjną, aby mieć kontrolę nad parametrami produktu jaki jest używany na inwestycji.

Co to jest zdolność adaptacyjna oka ludzkiego w odniesieniu do temperatury barwowej.

Na poniższym przykładzie raczej bez problemu obserwujemy różnicę między pomarańczowymi kołami:



My widzimy różnicę, tymczasem oba pomarańczowe punkty są identyczne:

Zmysł wzroku nieustannie płata nam figle i jednocześnie wrażliwy jest na różnice w warunkach oświetleniowych. Część tych różnic zauważamy, część z nich zapisuje się jedynie w naszej podświadomości skutkując w przyszłości entuzjazmem lub niechęcią do pewnych sytuacji powiązanych z  wrażeniami z obrazów zanotowanych w przeszłości. Dlatego światło ma duże znaczenie w naszym życiu.

Jako dostawca produktów oświetleniowych opartych na LED parametry naszych produktów monitorujemy przy pomocy urządzeń zwanych spektrometrami. Spektrometr pozwala dokładnie zmierzyć szereg istotnych parametrów między innymi temperaturę barwową CCT, współczynnik CRI Ra, DUV, rozkład długości fal źródła światła. Użytkownik zaopatrujący się w produkty oświetleniowe nie musi znać tych wszystkich parametrów, naszym zdaniem odpowiedzialność za produkt spoczywa na dostawcy. W poprawnej wersji zdarzeń Klient kupuje i jest zadowolony z oświetlenia, dopiero zły efekt zmusza do poznania na czym polegają niuanse w technologii ledowej w oświetleniu.