Värintoistoindeksi CRI on lukema 0-100 välillä. Värintoistoindeksi (lyhenne CRI, englanniksi, colour rendering index) pyrkii kertomaan kuinka hyvin eri värit toistuvat kyseisen valolähteen valossa. Lähtökohtaisesti 100 tarkoittaa, että värit toistuvat parhaalla mahdollisella tavalla ja 0 sitä, ettei värit toistu lainkaan, eli näet kaiken mustavalkoisena (monokromaattisena).
Kuinka värintoistoindeksi CRI määritellään?
CRI määritellään vertaamalla kahdeksan eri referenssivärin (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 ja R8) toistumista kyseisen valolähteen (esim. LED nauha) valossa. Jokainen referenssiväri mitataan ja sitä verrataan referenssivalon valossa saman värin toistumiseen. Jokaiselle värille saadaan luku 0-100. Värintoistoindeksi CRI saadaan, kun näistä kahdeksasta mitatusta arvosta lasketaan keskiarvo Ra (R average) joka on suoraan CRI arvo.
Värintoistoindeksin referenssi
Kun värintoistoindeksi määriteltiin Ttisen maailmansodan aikoina, huomattiin että auringon valossa värit toistuvat hyvin ja siitä ajateltiin tehtäväksi referenssivalo johon muita verrataan. Auringonvalon ominaisuudet kuitenkin muuttuvat sen horisontin korkeuden mukaan. Esimerkiksi illalla taivas punertuu. Lisäksi ilman kosteus ja pilvet muuttavat värimaailmaa. Auringonvalo ei siis kelpaa referenssiksi, koska referenssin tulisi olla pysyvä ominaisuuksiltaan, eihän metrin mitankaan muutu eri kellonaikoina. Kansainvälinen valoteknillisen alan kattojärjestö ( CIE, The International Commission on Illuminatio) päätti että referenssi määritellään tarkemmin. Tällä hetkellä käytetään kahta eri valolähdettä värintoistoindeksiä mitattaessa. Referenssi riippuu mitattavan valolähteen värilämpötilasta.
Referenssi, kun värilämpötila on alle 5000 K
Kun mitataan alle 5000 Kelvinin värilämpöistä valoa, referenssinvalolähteenä käytetään planckin säteilijää eli mustaa hehkuvaa metallikappaletta (black body radiator), jonka värilämpötila noin 2856 K. Tämä referenssivalolähde jäljittelee auringonvaloa päivällä, ilman vääristymää. Tälläisen kappaleen valon spektri on kuitenkin jo lähtökohtaisesti vääristynyt. Valon spektrissä lämpimät sävyt, kuten mm. keltainen ja punainen väri, ovat hyvin hallitsevia. Referenssi on siis lähtökohtaisesti vääristynyt.
Kuvassa värit D65 loisteputken valossa (vasen) ja hehkulampun valossa (oikea) joka kellertää.
Hehkulampun väri CIE 1931 värikoordinaatistossa. Keskellä olevaan valkoisten viivojen yhtymäpiste kartalla ontäysin valkoinen valo. Punainen piste on hehkulampun valo ja se on kaukana valkoisesta.
Referenssi, kun värilämpötila on yli 5000 K
Kun mittattava valo on yli 5000 Kelvinin valoa, käytetään referenssinä standardi D65 valonlähdettä. Tämän valolähteen teoreettinen värilämpötila on 6500 K, joka vastaa iltapäivän valoa. Referenssinä käytetään yksinkertaistettuna täyden spektrin D65 loisteputkea (asia on tosin vähän monimutkaisempi). Mutta millainen on sen spektri? Se on aika vääristynyt.
Miten värintoistoindeksi lasketaan?
Värintositoindeksissä mitataan siis kahdeksan eri värin (R1-R8) osalta valon värintoistokyky ja niistä lasketaan värintoistoluku Ra, joka on siis CRI lukema. Nämä kahdeksan eri väriä vastaavat kukin värin tiettyä aallonpituutta. Vain siis näitä kahdeksaa väriä käytetään CRI lukeman määrittelyyn.
Värintoistoindeksistä puuttuu useita tärkeitä värejä, jotka ovat meillä yleisiä jokapäiväisessä elämässämme. Tälläinen on esimerkiksi kirkas punainen ja ihonvärit. Tämän takia on kehitetty lisää mitattavia referenssivärejä (nämä ovat R9-R15). Näitä pisteitä ei käytetä laskettaessa värintoistoindeksiä Ra, mutta ne kannattaa kuitenkin tarkistaa ja niillä on merkitystä.
Käytännössä on mahdollista, että kahdella eri valolähteellä, joilla on sama värintoistoindeksi, ei ole sama kyky toistaa värejä. Suurin ero tulee juuri punaisen värin kohdalla, siis mittaväri numero 9 (R9). Myös ihon väri toistuu usein eri tavalla.
Referenssiväri R9, kirkas punainen.
Väri R9 edustaa kirkasta punaista. Tämä on tärkeä esimerkiksi vihannesten ja hedelmien sekä elintarvikkeiden valaisussa. Ja tietysti vaatrkauppoissa, tapettikaupoissa, huonekalukaupoissa jne.
Aikana, jolloin värintoistoindeksi CRI määriteltiin, ei ollut LED valoja. Yleisin valo oli hehkulamppu. Hehkulampun valon spektrissä ei ole ns. kylmiä sävyjä kuten sininen. Spektri lähteekin nousemaan kylmistä sävyistä (sininen) ja kasvaa lineaarisesti kohti lämpimiä sävyjä. Valo tuottaa siis hyvin paljon myös punaista valoa (aallonpituus noin 625-740 nm), joten käytänössä kirkkaan punaisen valon osuutta ei ole edes tarvinnut ottaa huomioon.
LED valon spektri on kuitenkin hyvin erillainen. Valossa on tyypillisesti sinisen alueella piikki ja lämpimämmät ovat jakaantuneet tasaisemmin. Yleensä valon määrä laskee jyrkästi punaista kohden mentäessä (spektriviivaa siirryttäessä oikealle, 620-640 nm). Siis punainen osuus valkoisesta valosta häviää tai jopa puutuu.
Yllä olevassa LED valon spektrissä on vasemmalla korkea, sinisen aallonpituudelle (spketrissä piikki 435 nm) osuva piikki. Lämpimät sävyt ovat paljon heikommat ja punaista ei ole juuri lainkaan (allonpituudet 625-740 nm). Oikealla on myös mittalaitteen antama tulos mittaväreille R1-R15. Huomaa, että R9 = -35,22. Eli kirkkaan punaisen suhdeluku voi olla jopa negatiivinen. CRI lukema on kuitenkin immuuni tälle kirkkaan punaisen värintoiston heikoudelle.
Kuka tarvitsee R9-R15 lukemia?
Laajennettuja R9-R15 värejä tarvitaan kuitenkin joissakin tapauksissa. Tälläisiä ovat mm:
- elintarvikkeiden valaisuun tarkoitetut sovellukset
- vaatteiden valaisuun tarkoitetut sovellukset
- ihon valaisuun tarkoitetut sovellukset
- sisutusmateriaalien valaisuun tarkoitetut sovellukset
- taideteosten ja maalausten valaisuun tarkoitetut sovellukset
- sairaalat, hoitohuoneet, lääkäriasemat yms. vastaavat
- ensihoitoyksiköiden, ambulansien ja sairaankulejtusyksiköiden sisätilojen valaisu
Hyvä värintoistokyky, CRI>90 ja R9 samaa luokkaa.
Limic Oy:n maahantuoma Valokas LED valonauhoissa on lähes yleisesti loistava värintoistokyky eli CRI>90 kirkas punainen R9>90 sekin. Alla on mittaustulos kalibroidulla mittalaitteella yhdestä valonauhastamme, malleja on saatavana useita. CRI=96 ja R9=92.
Lähteet:
Copyright © 2010 – 2019 Valokas verkkokauppa. Valokas Limic Oy