ดัชนีการแสดงสี CRI เป็นพารามิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปในด้านเทคโนโลยีการจัดแสง หมายถึงการวัดระดับความสอดคล้องของสีเมื่อวัตถุได้รับแสงจากแหล่งกำเนิดแสงนี้และแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน (โดยปกติดวงอาทิตย์ถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน) นั่นคือระดับความเที่ยงตรงของสี
Mike Wood ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีแสงจากอเมริกา ได้เขียนบทความเกี่ยวกับดัชนีการแสดงสี CRI และดัชนีคุณภาพสี CQS ฉันแบ่งปันเนื้อหาที่รวบรวมไว้บางส่วนกับคุณเพื่อใช้อ้างอิง
1. คำจำกัดความ CRI
สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดแสง ดัชนีการแสดงสี CRI เป็นคำที่ใช้กันทั่วไป เรามักจะเห็นค่า CRI ในข้อมูลของแหล่งกำเนิดแสงและรู้ว่าค่านี้สะท้อนการแสดงสีของแหล่งกำเนิดแสง
แต่ความหมายที่แท้จริงของมันคืออะไร? ค่า CRI ช่วยในการกำหนดว่าควรใช้แหล่งกำเนิดแสงใดในอุปกรณ์ให้แสงสว่าง ยิ่งค่า CRI สูงเท่าไรก็ยิ่งดี แต่คนรู้หรือไม่ว่าจริงๆ แล้วจำเป็นต้องวัดอะไรและจะวัดได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น ค่า CRI ของ OLIGHT S1MINI คือ 90 ข้อมูลนี้สื่อถึงอะไร? คุณภาพแสงของพิพิธภัณฑ์ต้องสูงกว่า CRI 95 เหตุใดจึงเป็นเช่นนี้
พูดง่ายๆ คือ การแสดงสีเป็นส่วนสำคัญของการประเมินคุณภาพแสง ดัชนีการแสดงสีเป็นวิธีสำคัญในการประเมินการแสดงสีของแหล่งกำเนิดแสง และเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการวัดลักษณะสีของแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ ยิ่งสีดีเท่าไร ความสามารถในการคืนค่าสีของวัตถุก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น
คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศด้านการส่องสว่าง (CIE) กำหนดการแสดงสีดังนี้: เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงมาตรฐาน ผลกระทบของแหล่งกำเนิดแสงที่มีต่อลักษณะสีของวัตถุ
กล่าวอีกนัยหนึ่ง CRI เป็นวิธีการวัดสำหรับการรู้จำสีเมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงกับแหล่งกำเนิดแสงมาตรฐาน (เช่นแสงแดด) CRI เป็นตัวชี้วัดที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล และปัจจุบันเป็นวิธีเดียวในการประเมินและรายงานการแสดงสีของแหล่งกำเนิดแสง ทาง.
การสร้างตัวชี้วัด CRI อยู่ไม่ไกล จุดประสงค์ดั้งเดิมของมาตรฐานนี้คือเพื่อใช้อธิบายการแสดงสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่เริ่มใช้ในปริมาณมากในทศวรรษ 1960 และเพื่อช่วยให้ผู้ใช้เข้าใจว่าสามารถใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีการกระจายสเปกตรัมเชิงเส้นได้ ซึ่งในโอกาสต่างๆ
การวัด CRI มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแตกต่างระหว่างการปรากฏตัวของตัวอย่างสีที่ระบุ 14 ตัวอย่าง (ต่อไปนี้จะเรียกว่า" ตัวอย่างสี") ภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้และลักษณะที่ปรากฏภายใต้แสงอ้างอิงมาตรฐาน แหล่งที่มา.
แม้ว่า CRI จะมาจากวิธีการทางคณิตศาสตร์ และแผนภูมิสีจริงไม่สามารถใช้เพื่อกำหนดค่า CRI ได้ แต่ตัวอย่างสีเหล่านี้เป็นของจริง และทั้งหมดถูกเลือกจากตัวอย่างสี Munsell
ตัวอย่างสีมาตรฐาน 14 ตัวอย่าง
ตัวอย่างสี 8 ตัวอย่างแรกมักใช้เพื่อกำหนดดัชนีการแสดงสีทั่วไป (โดยปกติค่า CRI ที่เสนอโดยบุคคลหมายถึงดัชนีการแสดงสีทั่วไป) TCS01~TCS08 ที่เลือกมีความอิ่มตัวปานกลางและความสว่างเท่ากันโดยประมาณ และช่วงสีครอบคลุมสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด
6 ชิ้นสุดท้ายเป็นตัวอย่างสีพิเศษ TCS09~TCS14 ไม่ค่อยได้ใช้ นอกเหนือจากการเลียนแบบสีผิวแบบยุโรปและสีเขียวของใบไม้แล้ว พวกเขายังรวมสีหลักที่มีความอิ่มตัวมากขึ้นด้วย
2. เทคโนโลยี CRI
แม้ว่าตัวอย่างสีเหล่านี้จะได้รับการระบุอย่างระมัดระวัง และวัตถุจริงสามารถสร้างสีของตัวอย่างสีเหล่านี้ได้ ค่า CRI นั้นมาจากการคำนวณทั้งหมด สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าไม่จำเป็นต้องให้แสงตัวอย่างสีจริงด้วยแหล่งกำเนิดแสงจริง
สิ่งที่เราต้องทำคือเปรียบเทียบสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้กับสเปกตรัมของตัวอย่างสีที่กำหนด จากนั้นคำนวณค่า CRI ผ่านการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์
ดังนั้น การวัดค่า CRI จึงเป็นเชิงปริมาณและมีวัตถุประสงค์ ไม่ใช่การวัดแบบอัตนัย (การวัดแบบอัตนัยอาศัยเพียงผู้สังเกตที่ได้รับการฝึกอบรมมาเท่านั้นเพื่อตัดสินว่าแหล่งกำเนิดแสงใดให้การแสดงสีได้ดีกว่า)
การเปรียบเทียบตามการรับรู้สีก็มีความหมายเช่นกัน โดยมีเงื่อนไขว่าอุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้และแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงจะต้องเหมือนกัน
ตัวอย่างเช่น การพยายามเปรียบเทียบลักษณะที่ปรากฏของตัวอย่างสีเดียวกันสองชิ้นที่ส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงสีขาวนวลที่มีอุณหภูมิสี 2900K และแหล่งกำเนิดแสงสีขาวนวล (แสงแดด) ที่มีอุณหภูมิสี 5600K เป็นการเสียเวลา
พวกเขาต้องดูแตกต่างออกไป ดังนั้นขั้นตอนแรกคือการคำนวณอุณหภูมิสีที่สัมพันธ์กัน (CCT) จากสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงที่ทดสอบ เมื่อคุณมีอุณหภูมิสีนี้แล้ว คุณสามารถสร้างแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงอื่นที่มีอุณหภูมิสีเดียวกันได้ทางคณิตศาสตร์
สำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้ซึ่งมีอุณหภูมิสีต่ำกว่า 5000K หม้อน้ำสีดำ (Planck) จะถูกเลือกเป็นแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิง และสำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้ซึ่งมีอุณหภูมิสีสูงกว่า 5000K ไฟมาตรฐาน CIE D จะถูกเลือกเป็น แหล่งกำเนิดแสงอ้างอิง
การเลือกสามารถรวมสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงกับตัวอย่างสีแต่ละตัวอย่างเพื่อสร้างชุดของจุดพิกัดสีอ้างอิงที่เหมาะสมที่สุด (เรียกว่าจุดสี)
เช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้ รวมสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้กับตัวอย่างสีแต่ละตัวอย่างเพื่อให้ได้จุดสีชุดอื่น หากจุดสีใต้แหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้เหมือนกับจุดสีภายใต้แหล่งกำเนิดแสงอ้างอิงทุกประการ เราจะถือว่าการแสดงสีนั้นเหมือนกัน และจัดตำแหน่งค่า CRI ที่ 100
ในแผนภูมิสี ยิ่งจุดสีใต้แหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้ไกลจากตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด การแสดงสียิ่งแย่ลงและค่า CRI ก็ยิ่งต่ำลง
การกระจัดของสีของตัวอย่างสี 8 คู่จะถูกคำนวณแยกกัน จากนั้นจึงคำนวณดัชนีการแสดงสีพิเศษ 8 รายการ (ค่า CRI ของแหล่งกำเนิดแสงสำหรับตัวอย่างสีหนึ่งเรียกว่าดัชนีการแสดงสีพิเศษ) จากนั้นค่าเฉลี่ยเลขคณิตจะเท่ากับ นำค่าที่ได้มาเป็นค่า CRI สุดท้าย
ค่า CRI ที่ 100 หมายความว่าไม่มีความแตกต่างของสีระหว่างตัวอย่างสีคู่ใดๆ ในตัวอย่างสี 8 คู่ภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่วัดได้และแหล่งกำเนิดแสงอ้างอิง
การอธิบายสิ่งเหล่านี้ต้องใช้เนื้อหาจำนวนมาก และมีโอกาสมากที่จะทำให้เกิดความสับสน ดังนั้น บรรณาธิการจึงคิดว่าการใช้รูปภาพเพื่อช่วยอธิบายจะช่วยได้มาก ตอนนี้เริ่มต้นด้วยหลอดไส้ที่มีค่า CRI 100 (ตามทฤษฎีแล้ว หลอดไส้เทียบเท่ากับหม้อน้ำตัวสีดำ ดังนั้นตามคำจำกัดความแล้ว หลอดไส้จึงมีการแสดงสีที่เหมาะสมที่สุด)
รูปที่ 3 แสดงจุดสีที่ทดสอบและจุดสีอ้างอิง และรูปที่ 4 แสดงลักษณะที่ปรากฏของตัวอย่างสี
จุดสีที่ทดสอบจะสอดคล้องกับจุดสีอ้างอิงที่ตรงกันทุกประการ ดังนั้นจุดสีจึงครอบคลุมจุดอ้างอิง 8 จุดบนกราฟ
เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปรียบเทียบ รูปที่ 5 และ 6 แสดงข้อมูลที่สอดคล้องกันของหลอดปรอท ค่า CRI ของมันคือ 43 ซึ่งค่อนข้างแย่
การกระจายสเปกตรัมของหลอดปรอทนั้นไม่ต่อเนื่องและเป็นเส้นตรง สเปกตรัมดังกล่าวสามารถเพิ่มความอิ่มตัวของสีบางสีได้อย่างง่ายดาย (จุดสีเคลื่อนออกด้านนอก) เช่น TCS03 สีเหลือง-เขียวอิ่มตัว หรือลดความอิ่มตัวของสีบางสี ( จุดสีเคลื่อนเข้าด้านใน) เช่น สีฟ้าอ่อน- ป้ายสีเขียว TCS05 เพื่อให้ดูเหมือนถูกล้างออก เกือบทั้งหมดปรากฏเป็นสีเทา
ไม่สามารถแสดงสีของตัวอย่างสีได้อย่างถูกต้อง และการเปลี่ยนสีนั้นค่อนข้างใหญ่
การแสดงสีสุดขั้วอีกประการหนึ่งคือการแสดงสีของหลอดโซเดียมความดันต่ำ ดังแสดงในรูปที่ 7 และ 8
หลอดไฟโซเดียมแรงดันต่ำเป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบเก่าที่เปล่งแสงสีส้มเหลือง ซึ่งมักใช้ในไฟถนนรุ่นก่อน โดยพื้นฐานแล้วมันคือแสงสีเดียวที่ประกอบด้วยเส้นสเปกตรัมสีเหลืองสองเส้นที่เว้นระยะอย่างใกล้ชิด โดยมีการกระจายความยาวคลื่นที่ 589.0 นาโนเมตรและ 589.6 นาโนเมตร
หลอดโซเดียมแรงดันต่ำไม่มีความสามารถในการแสดงสีเลย อันที่จริง ค่า CRI ของมันคือ -47 จากการคำนวณ ตัวอย่างสีที่ทดสอบทั้งหมด 8 ตัวอย่างดูเหมือนจะถูกปกคลุมไปด้วยสีเหลืองขุ่น สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมจึงเป็นเรื่องยากที่จะหารถของคุณในที่จอดรถที่มีแสงไฟส่องสว่างจากแหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้ในเวลากลางคืน
ไม่ว่ารถจะเป็นสีอะไร รถทุกคันก็ดูเหมือนกันภายใต้ไฟส่องสว่างของหลอดโซเดียมแรงดันต่ำ (แม้ว่าค่า CRI จะอนุญาตให้เป็นค่าลบในคำจำกัดความของ CRI แต่ค่า CRI มักจะมาบรรจบกันเป็นศูนย์ ซึ่งถือว่าแย่มาก)
หลอดไฟโซเดียมแรงดันต่ำทำให้ผู้ออกแบบระบบแสงสว่างที่มีความรับผิดชอบมีปัญหาเล็กน้อย: ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงมาก ถึง 150 ลูเมน/วัตต์ แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากมีลักษณะที่ไม่น่าดูของวัตถุภายใต้แสงและขาดการแสดงสี
ในอุปกรณ์ให้แสงสว่างจำนวนมาก มีการแทนที่ด้วยหลอดโซเดียมความดันสูงซึ่งมีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่ต่ำลงเล็กน้อยและแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ ที่มีค่า CRI สูงกว่า ตารางที่ 1 แสดงอุณหภูมิสีและค่า CRI ของแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้กันทั่วไป
พูดมากขนาดนี้ก็ตอบคำถามได้ชัดเจนในตอนแรกว่าทำไมคุณภาพของแสงในพิพิธภัณฑ์' ต้องสูงกว่า CRI 95 เพราะการแสดงสีที่สูงกว่า CRI 95 จะทำให้การสร้างสีบริสุทธิ์ยิ่งขึ้น อิ่มตัวและทั่วถึงเพื่อคุณอย่างแท้จริง นำเสนอรายละเอียดอันวิจิตรงดงามและสีสันอันเจิดจ้าของมรดกทางวัฒนธรรมอันล้ำค่าและผลงานศิลปะ
