مطالب علمی

  • 5191
  • 1181 مرتبه
  • سه شنبه 06 مهر 1400

شاخص نمود رنگ

شاخص نمود رنگ

رنگ چیست

رنگ ویژگی ادراک بصری است که از طریق دسته بندی های رنگی توصیف می شود و دارای اسامی مانند قرمز ، نارنجی ، زرد ، سبز ، آبی یا بنفش است. این درک از رنگ ناشی از تحریک سلول های گیرنده نوری (بخصوص سلول های مخروطی در چشم انسان و چشم سایر مهره داران) با تابش الکترومغناطیسی[1] (در طیف مرئی در مورد انسان ها) است. دسته بندی رنگ ها و مشخصات فیزیکی آنها با طول موج  و شدت نوری که از اشیاء منعکس می شود مرتبط است. این بازتاب توسط خصوصیات جسم مانند جذب نور ، طیف انتشار و غیره اداره می شود[1].

https://www.waveformlighting.com/d_waveform/wp-content/uploads/2018/01/natural_cri.png

رنگ یک تفسیر روانشناختی ذهنی از طیف قابل مشاهده (مرئی)الکترومغناطیس می باشد.

 

در سیستم فتومتری[2] ترکیب طول موج نور در نظر گرفته نمی شود. بنابراین امکان دارد دو سطحی که درخشش یکسانی دارند با توجه به ترکیبات سطوح دارای نور منعکس شده کاملاً متفاوت بوده و از طول موج های متفاوتی ساخته شوند. در این شرایط با توجه به اینکه نور کافی برای عملکرد بینایی رنگ وجود داشته باشد، هر دو سطح از نظر رنگی متفاوت به نظر می رسند.

علم رنگ گاهی اوقات کروماتاتیک [3] ، رنگ سنجی یا خوانده می شود. که شامل مطالعه درک رنگ توسط چشم و مغز انسان ، منشأ رنگ در مواد ، تئوری رنگ در هنر و فیزیک تابش الکترومغناطیسی در طیف مرئی[4] (یعنی چیزی که معمولاً صرفاً به عنوان نور خوانده می شود) است.

بخشی از طیف الکترمغناطیسی که با چشم انسان قابل تشخیص و دیدن است را طیف مرئی گویند. طول موج طیف مرئی بین 400 تا 700  نانومتر[5] [2] و فرکانس آن‌ها بین 400 تا 800 ترا هرتز[6]  است.

طیف رنگ های مختلف

طیف رنگ های مختلف نشان داده شده در  جدول بالا، یک تقریب است،زیرا طیف مداوم است و هیچ مرز مشخصی بین یک رنگ و رنگ دیگر وجود ندارد.

شاخص نمود رنگ (CRI[7] )

 شاخص نمود رنگ که به اختصار CRI نامیده می‌شود، یک اندازه گیری کمی از توانایی یک منبع نور برای آشکار کردن رنگ اشیاء مختلف  به طور کامل در مقایسه با یک منبع نور ایده آل یا طبیعی است[3]. به بیانی ساده تر، منبع نور مصنوعی چقدر  توانایی نمایش واقعی و صحیح رنگ ها را در مقایسه با نور خورشید دارد.

 

توصیف شاخص نمود رنگ عددی بین 0 تا 100 می باشد.  نوری که در آن تشخیص رنگ ناممکن باشد شاخص نمود رنگ صفر و نوری که بهترین نمود رنگ را داشته باشد شاخص 100 را از آن خود میکند.

https://www.waveformlighting.com/img/apple-1000.jpg

هرچه مقدار CRI  بیشتر باشد رنگ ها را واقعی نشان می دهد. یک سیب قرمز ، قرمز به نظر می رسد زیرا طول موج قرمز را منعکس می کند ، اما دیگر طول موج ها را جذب می کند. ولی همه منابع نور سفید به یک میزان از نور قرمز (طول موج قرمز ) ندارند. در نتیجه ، تحت منابع مختلف نور ، یک سیب قرمز می تواند مقادیر مختلفی از نور قرمز را منعکس کند و ظاهر آن را تغییر دهد.

 

            CRI توانایی یک منبع نوری را برای بیرون کشیدن رنگ های واقعی یک شی اندازه گیری می کند. بدون منبع نور با CRI بالا ، اشیاء ممکن است پژمرده ، کسل کننده یا نادرست به نظر برسند.

همانطور که در بالا مشاهده می کنید ، منبع نور مصنوعی ما که یک لامپ LED با دمای 5000 کلوین است، قرمزی سیب را مانند نور طبیعی روز [8]  تولید نمی کند. اما توجه داشته باشید که لامپ LED و نور طبیعی روز هر دو ، دمای رنگ یکسان 5000 کلوین دارند. این بدان معنی است که رنگ نور یکسان است ، اما اشیاء هنوز هم متفاوت به نظر می رسند. چطور می تواند اینگونه باشد؟

با نگاهی به تصویر بالا ، خواهید دید که لامپ LED ما در مقایسه با نور طبیعی روز ، دارای طیفی متفاوت است ، حتی اگر دمای رنگ سفید، همان 5000K باشد.

به طور خاص ، لامپ LED ما فاقد رنگ قرمز است. هنگامی که نور لامپ از سیب قرمز بازتاب می شود ، هیچ نور قرمز برای بازتاب وجود ندارد.

 

در نتیجه ، سیب قرمز دیگر همان ظاهر قرمزی را که تحت تابش  نور طبیعی روز داشت، ندارد.

CRI با اندازه گیری دقت کلی انواع رنگ اشیاء در هنگام روشنایی در زیر منبع نور ، این پدیده را مشخص می کند.

https://www.waveformlighting.com/d_waveform/wp-content/uploads/2018/01/CRI-Comparisons-high-cri.png

تا زمانی که نور ما روی یک جسم تابیده نشود ، CRI مشهود نیست است.

همانطور که در بالا ذکر شد ، یک رنگ نور یکسان می تواند ترکیب طیف متفاوتی داشته باشد. بنابراین ، شما نمی توانید با نگاه کردن به رنگ نور ، CRI منبع نور را قضاوت کنید. CRI تنها زمانی آشکار می شود که نور را بر روی انواع اشیاء که رنگ متفاوتی دارند بتابانید .

CRI چگونه اندازه گیری می شود؟

روش محاسبه CRI بسیار شبیه به مثال ارزیابی بصری است که در بالا آورده شد ، اما با محاسبه طیف منبع نور مورد نظر ، از طریق محاسبات الگوریتمی انجام می شود.

ابتدا باید دمای رنگ منبع نور مورد نظر مشخص شود. دمای رنگ منبع نور باید مشخص شود تا بتوانیم طیف نور طبیعی مناسب را برای مقایسه انتخاب کنیم. سپس ، منبع نور مورد نظر بر روی یک سری کلید رنگی مجاز به نام نمونه های رنگی آزمایش ([9]TCS) منعکس می شود.

 

در مجموع 15  کلید رنگ وجود دارد:

https://www.waveformlighting.com/d_waveform/wp-content/uploads/2018/01/tcs.png

 

همچنین برای اندازه گیری نور روز طبیعی با همان رنگ ، اندازه گیری های رنگی منعکس شده مجازی را نیز آماده میکنیم.

در آخر ، رنگ های منعکس شده را مقایسه کرده و ه کمک فرمولی، برای هر کلید رنگی نمره "R" را تعیین می کنیم.

 

https://www.waveformlighting.com/d_waveform/wp-content/uploads/2018/01/CRI-Comparisons-measured.jpg

 

مقدار R برای یک رنگ خاص نشانگر توانایی منبع نور برای نشان دادن آن رنگ است. بنابراین ، برای توصیف قابلیت کلی نمود رنگ یک منبع نوری در انواع مختلف رنگ ، فرمول CRI مقادیر  متوسط  R را در نظر می گیرد.

 

برای درجه حرارت رنگ غیر از نور روز چه کنیم؟

برای سادگی ، ما برای نمونه های فوق دمای رنگ 5000 کلوین را فرض کردیم و آن را برای محاسبات CRI با طیف روز طبیعی 5000K در نظر گرفته ایم.

اما اگر ما یک لامپ ال ای دی (LED) 3000K داشته باشیم چگونه CRI آن را بسنجیم ؟

استاندارد CRI  برای دمای رنگ  5000K و بیشتر از طیف نور روز استفاده می کند ، اما برای دمای رنگ کمتر از 5000K ، از طیف تابش پلانکی[10] استفاده می شود.

هر منبع نوری که با تولید گرما باعث ایجاد نور می شود تشعشع پلانک است . این شامل لامپ های رشته ای و هالوژن هم است. بنابراین ، هنگامی که ما CRI یک لامپ LED   3000K را اندازه گیری می کنیم ، در مورد یک منبع نور "طبیعی" که دارای طیف مشابه نور مرئی هالوژن 3000K است ، قضاوت می شود.

نکته قابل توجه این است که علیرغم راندمان افتضاح انرژی لامپ های هالوژن و رشته ای ، آنها طیف نوری کامل ، طبیعی و عالی را تولید می کنند.

برای اکثر ب کاربردها در زمینه نورپردازی داخلی و تجاری ،  CRI 80  (Ra) پایه اصلی برای ارائه رنگ قابل قبول است.

برخی کاربردهایی که به دلایل حرفه ای ممکن است  CRI 90   (Ra) مورد نیاز باشد عبارتند از :

  •  بیمارستان ها
  •   کارخانه های نساجی
  •  تأسیسات چاپ
  • فروشگاه های رنگ آمیزی

همچنین مناطقی که زیبایی شناسی بهتر ،مهم است  شامل هتل های سطح بالا و فروشگاه های خرده فروشی ، اقامتگاه ها و استودیوهای عکاسی.

 

منابع

 

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Color
  2. Cecie Starr (2005), Biology: Concepts and Applications, Thomson Brooks/Cole, ISBN 0-534-46226-X
  3. CIE 17.4-1987 International Lighting Vocabulary". Archived from the original on 2010-02-27. Retrieved 2008-02-19.
  4. https://www.waveformlighting.com

 

 

[1] Electromagnetic

[2] photometric system

[3] chromatics

[4] visible spectrum

[5] Nanometer

[6] Terahertz

[7] Color Rendering Index

[8] natural daylight

[9] test color samples

[10] Planckian

اخبار مرتبط