Mikä on värintoistoindeksi?

Värintoistoindeksi CRI (Color Rendering Index) määrittelee kuinka hyvin valonlähde toistaa esineiden värejä verrattuna ideaaliin tai luonnolliseen valonlähteeseen. Mitä korkeampi valaisimen värintoistoindeksi on, sitä luonnollisempana värit toistuvat. CRI 85 – 90 pidetään hyvänä värintoistona, kun taas yli 90 CRItä voidaan pitää erinomaisena värintoistoindeksinä.

Valon aallonpituudet

Näkyvä osa valon elektromagneettisesta säteilystä sijoittuu aallonpituuksille 380 – 740 nm, matalammassa päässä spektriä violetti/sininen valo kun taas toisessa päässä punainen. Kun aallonpituus putoaa alle 380 nm, ollaan ultravioletti alueella ja kun taas yli 740 mentäessä olemme infrapuna-alueella. Ihmissilmä on herkimmillään 555 nanometrin aallonpituudella, joka vastaa vihreää väriä.

Luonnon valon spektri Lähde: https://www.comsol.com/blogs/calculating-the-emission-spectra-from-common-light-sources/

Päivän valon spektri myötäilee Planckin lain mustan kappaleen säteilyn spektriä: mikään väreistä ei ole mitenkään dramaattisesti korostettu, vaikka suurin intensiteetti onkin noin 460 nanometrin kohdalla (vaalean sininen).

Miksi värintoistoindeksi on tärkeä?

Korkean värintoistoindeksin valonlähteet ovat ehdottoman tärkeitä käyttökohteissa, joissa esineiden, ihmisten tai muiden asioiden värien toistuminen oikeanlaisina on ensiarvoisen tärkeää. Muutamia tällaisia käyttökohteita ovat muun muassa elokuvataide, jalokivien näyteikkunat, kauppojen näyteikkunat ja vastasyntyneiden hoitotilat.

Valokuvauksessa vaaditaan korkeaa värintoistokykyä

Valokuvatessa ihmisen ihoa, testipaletin värin R9 toisto korostuu entisestään. Suonissamme kulkevan veren väri on yksi tärkeimmistä tekijöistä, kun mietitään terveeltä ja kuvaukselliselta näyttävää ihoa. Jos valaisin ei syystä tai toisesta toista väripaletin R9 väriä hyvin, näyttää iho hyvin äkkiä väärän väriseltä ihmissilmälle. Toisen kerroksen haasteellisuutta aiheuttaa vielä sekin tosiasia, että se, mikä näyttää ihmissilmään hyvältä ei välttämättä näytä yhtä hyvältä kameran ottamassa kuvassa. Kamerat näkevät punaisen eri sävyt paljon paremmin kuin ihmiset, joten vaikka kohteen punertavat sävyt näyttävät ihmissilmään hyvältä, voi kameran ottama kuva näyttää enemmän vihreän sävyiseltä.

Kuinka värintoistoindeksi määritellään?

CRI testiväripaletti Lähde: https://www.waveformlighting.com/tech/what-is-the-difference-between-cri-and-ra

CRI on keskiarvo siitä, kuinka hyvin valonlähde toistaa ennalta määrättyjä värinäytteitä. CRI-laskelmiin kuuluu yleensä 8 väriä (R1-R8) ja sitä kutsutaan myös Ra-indeksiksi. Testipaletin värejä verrataan täydellisen valon lähteen arvoihin. CRI 100 tarkoittaa, että värit toistuvat täydellisesti, kun taas lähempänä CRI 0 värit vääristyvät.

Jotkut valmistajat ottavat laskelmiin mukaan 7 ylimääräistä väriä, jolloin CRI-indeksin perään yleensä laitetaan e-kirjain symboloimaan sitä, että laskelmat ovat tehty laajemmalla testiväripaletilla. Laajemmassa paletissa mukana ovat esimerkiksi saturoitunut punainen, keltainen, vihreä ja sininen sekä lisäksi muutama ihonväri ja kasvillisuuden väriä edustava vihreä.

CRI-indeksi voi kaikesta kätevyydestään huolimatta olla susi lampaan vaatteissa, sillä esimerkiksi muutamia värejä vahvasti toistava LED voi saada hyvän CRI-arvon, vaikka se toistaisi loppuja värejä keskiarvoa huonommin. Jos ostamme kaksi hypoteettista valaisinta valmistajilta A ja B ja vertailemme heidän valaisinten CRI 50 arvoa, voi mieleen nousta hyvinkin äkkiä ajatus, että valaisimet toistavat värejä yhtä hyvin. Mutta jos valmistajan A valaisin toistaa neljä ensimmäistä väriä CRI 100 arvon mukaisesti ja lopuista tulee 0, ja valmistajan B valaisin taas ottaa neljästä ensimmäisestä 0 ja lopuista 100, on ilmeisen selvää, että valaistu kohde näyttää aivan erilaiselta näiden valaisinten valossa.

Tästä syystä toimittajien ilmoittamiin CRI-arvoihin tuleekin lähes poikkeuksetta suhtautua terveellisen kriittisesti ja ottaa selvää mittauksiin käytetystä väripaletista. Oman elämänsä Sherlock Holmesit tarkistavat jopa yksittäisten värien CRI arvon, mutta tällaiset tiedot eivät normaalisti ole suoraan valmistajien verkkosivuilta saatavilla.

Tyypillisiä CRI-arvoja eri valon lähteillä

Referenssi lähteelle, kuten mustalle kappaleelle, on määritetty CRI arvo 100. Tämän seurauksena hehkulampuilla on sama CRI-arvo, sillä ne käyttäytyvät käytännössä mustan kappaleen tavoin. Alla listattuna muutamia valon lähteitä ja niiden värilämpötilat sekä tyypilliset CRI-arvot:

Valon lähde Värilämpötila CRI
Matalapainenatriumlamppu 1800 -44
Elohopeahöyrylamppu 6410 17
Päällystetty elohopeahöyrylamppu 3600 49
Halofosfaatti loisteputki (lämmin valkoinen) 2940 51
Halofosfaatti loisteputki (neutraali valkoinen) 4230 64
Trifosfaatti loisteputki (lämmin valkoinen) 2940 73
Halofosfaatti loisteputki (päivänvalo) 6430 76
"Valkoinen" SON (SPNa) 2700 82
LED 2700-5000 83
Monimetallilamppu 4200 85
Trifosfaatti loisteputki (neutraali valkoinen) 4080 89
High CRI LED 2700-5000 95
Keraaminen purkauslamppu 5400 96
Ultra High CRI LED 2700-5000 99
Hehku- / halogeenilamppu 3200 100

IES TM-30-18

Valon lähteen värintoiston määrittäminen tarkasti on haastava ongelma, sillä värintoistoon vaikuttaa moni asia. Aikaisemmin valon lähteen värintoistokykyä on tulkittu erilaisin menetelmin ja menetelmien pääpaino on ollut värintoiston tarkkuudessa ja sitä on luonnehdittu yhdellä arvolla. Värintoistoa on tähän asti mitattu 8-15 värillä, joka on aivan liian kapea otanta maailmamme väriskaalasta.

Illuminating Engineering Society (IES) on kehitellyt paremman tavan mitata valaisinten värintoistoa. IES TM-30-18 Fidelity Index, Rf, käyttää modernia väriavaruutta (CAM02-UCS) ja optimoituja, oikeasta maailmasta löytyviä testivärejä, jonka johdosta värintoistoa voidaan mitata tarkemmin. Tuloksissa otetaan huomioon värintoiston tarkkuuden ja väriskaalan lisäksi kolme keskiarvolaskelmaa jokaisesta kuudestatoista värisävystä (hue-angle) sekä arvo peräti 99 näytevärin toistosta. Kaikki tulokset ja graafiset esitykset tuloksista antavat huomattavasti paremman kuvan mitatun valaisimen värintoistokyvyistä. IES on työstämässä ohjetta menetelmän käyttöön ja esimerkkiarvoja tyypillisissä käyttökohteissa.


Julkasija: Winled Oy, Lauri Laine
Julkaistu : 08.04.2019

Lue myös