Co je barva světla?

Barva světla je vizuální vlastnost světelného podnětu, kterou vnímáme díky reakci zrakového systému na jeho spektrální složení. Světlo může mít jednu převládající vlnovou délku nebo být směsí mnoha vlnových délek, které mohou společně vyvolat vjem červené, zelené, bílé nebo jiné barvy.

Ve světelné technice lze barvu přesněji popsat například pomocí chromatických souřadnic v barevném prostoru CIE. U bílého světla se často používá také náhradní teplota chromatičnosti CCT v kelvinech.

Co je barva světla?

Barva světla vzniká jako výsledek interakce spektrálního složení světla a lidského zrakového systému.

Není proto úplně přesné říkat, že každá barva má svoji jedinou charakteristickou vlnovou délku.

Platí to pouze pro takzvané spektrální barvy, tedy barvy odpovídající přibližně monochromatickému světlu určité vlnové délky.

Mnoho barevných vjemů ale vzniká kombinací několika různých vlnových délek.

Jak souvisí barva světla s vlnovou délkou?

Viditelné světlo představuje jen malou část elektromagnetického záření. Pro člověka se jeho rozsah obvykle uvádí přibližně od 380 do 780 nm.

Zjednodušeně můžeme ve spektru pozorovat přechod:

• od fialové a modré u kratších vlnových délek,
• přes zelenou a žlutou,
• až k oranžové a červené u delších vlnových délek.

Hranice mezi jednotlivými barvami ale nejsou ostré. Viditelné spektrum je plynulé a přesný barevný vjem ovlivňuje i citlivost oka a okolní podmínky.

Jak lidské oko vnímá barvy?

Na sítnici lidského oka se nacházejí tři typy čípků, jejichž spektrální citlivosti se částečně překrývají.

Zjednodušeně se označují podle oblastí, ve kterých mají nejvyšší citlivost:

• S čípky – citlivější ke kratším vlnovým délkám,
• M čípky – ke středním vlnovým délkám,
• L čípky – k delším vlnovým délkám.

Mozek následně vyhodnocuje poměr jejich odezvy a vytváří výsledný barevný vjem.

Proto není úplně přesné říkat, že máme v oku jednoduše „červený, zelený a modrý senzor“. Jejich citlivost pokrývá širší a překrývající se části spektra.

Jaké jsou základní barvy světla?

Pro aditivní míchání světla se nejčastěji používají tři primární barvy:

• R – Red – červená,
• G – Green – zelená,
• B – Blue – modrá.

Odtud pochází známá zkratka RGB.

Neznamená to, že právě tyto tři barvy jsou jedinými základními barvami z fyzikálního hlediska. RGB je prakticky zvolený aditivní systém primárních barev, který umožňuje jejich kombinací vytvořit velmi širokou škálu barevných vjemů.

Jak funguje aditivní míchání barev?

Aditivní míchání znamená, že jednotlivá barevná světla skládáme dohromady.

Při základním RGB modelu vznikají kombinací:

• červená + zelená = žlutá,
• zelená + modrá = azurová,
• modrá + červená = purpurová neboli magenta,
• červená + zelená + modrá = bílá při vhodném poměru intenzit.

Tento princip využívají například:

• monitory,
• televizory,
• projektory,
• RGB LED pásky,
• a barevná scénická svítidla.

Aditivní míchání světla je opakem subtraktivního míchání pigmentů nebo tiskových barev, kde se světlo naopak selektivně absorbuje.

Jak vzniká bílé světlo?

Bílá není jedna konkrétní vlnová délka.

Vjem bílého světla může vzniknout různými spektrálními kombinacemi.

Například:

• širokým spojitým spektrem,
• kombinací několika úzkých spektrálních oblastí,
• nebo vhodnou kombinací červeného, zeleného a modrého světla.

Proto mohou dvě světla působit obě jako 3000 K bílá, ale jejich skutečné spektrum může být výrazně rozdílné.

To je také jeden z důvodů, proč samotná barevná teplota nestačí k úplnému popisu kvality světla.

Existují barvy bez vlastní vlnové délky?

Ano. Ne všechny vnímané barvy jsou spektrální.

Typickým příkladem je magenta neboli purpurová.

V samotném duhovém spektru nenajdeme jednu vlnovou délku, která by odpovídala magentě. Tento barevný vjem vzniká například současnou stimulací oblastí spektra odpovídajících červenému a modrému světlu.

Naopak například žlutá spektrální barva existuje. Žlutý vjem lze vytvořit jak monochromatickým žlutým světlem, tak například vhodnou kombinací červeného a zeleného světla.

Jak se barva světla přesně měří a popisuje?

Slovní označení jako „zelená“ nebo „teplá bílá“ není pro technické měření dostatečně přesné.

Proto se používají kolorimetrické systémy CIE.

Například v diagramu chromatičnosti CIE 1931 xy lze barvu světla popsat pomocí přesných souřadnic x a y.

Chromatické souřadnice se používají například při:

• měření LED světelných zdrojů,
• kontrole barevné konzistence,
• třídění LED podle odstínu,
• výpočtu CCT,
• a definování barevných tolerancí.

Barva světla není totéž co barevná teplota

Barevná teplota nebo přesněji náhradní teplota chromatičnosti CCT je pouze jeden způsob, jak popsat především odstín bílého světla.

Například:

• 2700 K – velmi teplá bílá,
• 3000 K – teplá bílá,
• 4000 K – neutrálnější bílá,
• 6500 K – chladná bílá.

CCT ale nedává smysluplný popis například pro sytě červenou nebo modrou RGB barvu.

Princip CCT vychází z barvy záření absolutně černého tělesa a jeho Planckova lokusu.

Barva světla není totéž co CRI

Také index podání barev CRI popisuje jinou vlastnost.

Barva světla říká, jaký barevný vjem vytváří samotný světelný zdroj. CRI hodnotí, jak se pod tímto světlem zobrazují barvy osvětlených předmětů.

Dvě LED mohou mít například:

• stejných 3000 K,
• velmi podobnou chromatičnost,
• ale rozdílné spektrum a rozdílný CRI.

Proto není správné posuzovat kvalitu světla pouze podle toho, zda má 3000 K nebo 4000 K.

Jak vzniká barva světla u LED?

LED mohou vytvářet světlo několika způsoby podle konstrukce.

Bílé LED

U běžných bílých LED se nejčastěji používá modrý LED čip v kombinaci s luminoforem, který část modrého záření převádí na delší vlnové délky. Výsledná kombinace pak vytváří vjem bílého světla.

RGB LED

RGB LED obsahují samostatné červené, zelené a modré světelné kanály. Změnou jejich intenzity lze vytvářet různé barevné odstíny.

Tunable White

U technologie Tunable White se nekombinují primárně RGB barvy, ale různé odstíny bílého světla. Díky tomu lze měnit CCT například od teplé po chladnou bílou.

Vybraná svítidla s touto funkcí najdete také v kategorii stropní svítidla Tunable White.

Proč je barva světla důležitá v osvětlovací technice?

Barva ovlivňuje vzhled prostoru i to, jak vnímáme osvětlené materiály.

Při návrhu osvětlení proto sledujeme několik vzájemně souvisejících, ale rozdílných parametrů:

• barvu světla,
• barevnou teplotu,
• náhradní teplotu chromatičnosti CCT,
• chromatické souřadnice,
• a index podání barev CRI.

Každý z těchto údajů říká o světle něco jiného a teprve jejich kombinace umožní světelný zdroj popsat přesněji.