Index podání barev CRI svítidel a jak ovlivňuje naše vnímání barev

Při výběru nového LED svítidla narazíte kromě příkonu, lumenů a barvy světla také na údaj CRI nebo Ra. Jde o parametr, který výrazně ovlivňuje to, jak budou pod umělým světlem vypadat barvy dřeva, nábytku, oblečení, pokožky nebo třeba jídla.

Index podání barev, anglicky Color Rendering Index neboli CRI, vyjadřuje, jak věrně dokáže světelný zdroj zobrazit barvy ve srovnání s referenčním světlem. Obecně platí, že čím vyšší je hodnota CRI, tím přirozeněji barvy pod světlem působí.

V článku si vysvětlíme, co znamenají hodnoty CRI 80, 90 nebo 95, jak vzniká hodnota Ra, proč je zajímavý také samostatný index R9 a proč dvě LED se stejnou teplotou chromatičnosti mohou zobrazovat barvy úplně jinak.

Co je index podání barev CRI?

CRI neboli Color Rendering Index je metoda hodnocení toho, jak věrně světelný zdroj reprodukuje barvy osvětlených předmětů ve srovnání s vhodným referenčním světlem.

Výsledná hodnota, kterou nejčastěji najdete v parametrech světelného zdroje, se označuje Ra. Hodnota 100 představuje velmi věrnou shodu s referenčním zdrojem, zatímco s klesající hodnotou mohou být barevné rozdíly výraznější.

Důležité je, že CRI neříká, zda je samotné světlo teplé, neutrální nebo studené. Hodnotí především to, jak pod daným světlem vypadají barvy předmětů.

Jak rozdílné CRI poznáte v praxi?

Rozdíl se nejlépe ukazuje na barevných předmětech. Stejná červená, zelená nebo odstín lidské pokožky může pod dvěma světelnými zdroji působit výrazně odlišně, přestože mají oba například stejných 3000 K.

Typickým historickým příkladem jsou nízkotlaké sodíkové výbojky používané v pouličním osvětlení. Jejich spektrum obsahovalo jen velmi omezenou část viditelného světla, takže bylo pod takovým osvětlením obtížné správně rozeznávat některé barvy.

U kvalitního bílého LED světla je spektrum mnohem širší. Rozdíly mezi jednotlivými LED ale stále existují – a právě CRI nám pomáhá je alespoň základním způsobem porovnat.

Jak se index podání barev měří?

CRI se neurčuje pohledem na rozsvícené svítidlo. Výpočet vychází ze spektrálního složení světla naměřeného pomocí laboratorního přístroje.

Testovaný světelný zdroj se matematicky porovnává s referenčním zdrojem podobné teploty chromatičnosti a vyhodnocuje se, jak se pod oběma zdroji změní vzhled standardizovaných barevných vzorků.

Výsledkem může být nejen jedna hodnota Ra, ale také jednotlivé speciální indexy R1, R2, R3 a další. Ty ukazují, jak dobře si světelný zdroj vede u konkrétních barevných vzorků.

Co znamená Ra a vzorky R1–R8?

Tohle je důležitý detail, který bývá často vysvětlován nepřesně. Hodnota Ra není průměrem všech jednotlivých R hodnot.

Obecný index podání barev Ra se počítá jako průměr prvních osmi testovacích vzorků R1 až R8. Jde převážně o méně syté pastelové odstíny.

Zjednodušeně lze jednotlivé hodnoty chápat takto:

• R1–R8 – základní vzorky, ze kterých se vypočítává Ra,
• R9 a další – doplňkové speciální indexy pro konkrétní barvy,
• Ra – průměr výsledků R1 až R8.

Proto mohou dva zdroje s podobným Ra zobrazovat některé výraznější barvy rozdílně. Samotná jedna hodnota CRI tedy neposkytuje úplně kompletní obraz o kvalitě barevného podání.

Proč je důležitý také index R9?

Jedním z nejzajímavějších speciálních indexů je R9, který hodnotí podání syté červené barvy. Právě červená část spektra bývala u některých LED zdrojů slabším místem.

R9 je důležitý například pro přirozené vnímání:

• lidské pokožky,
• potravin a masa,
• červeného ovoce a zeleniny,
• dřeva a některých přírodních materiálů,
• textilu, obrazů a dekorací.

Hodnota R9 se přitom do běžného Ra nezapočítává. Světelný zdroj proto může mít například CRI Ra přes 90 a přesto nemusí mít stejně kvalitní podání sytě červených odstínů.

Pokud je věrnost barev opravdu důležitá, je tedy vedle Ra užitečné sledovat také jednotlivé speciální indexy nebo pokročilejší metody hodnocení barevného podání.

CRI 80, 90 nebo 95: jaký je rozdíl?

V běžných technických údajích se nejčastěji setkáte s hodnotami CRI 80+, 90+ nebo 95+.

Pro běžný interiér představuje Ra 80 rozumný základ. Pokud ale chcete, aby dřevo, pokožka, jídlo nebo barevné materiály působily opravdu přirozeně, má smysl volit světlo s CRI nad 90 Ra.

Rozdíl nemusí být na první pohled dramatický při pohledu přímo do svítidla. Poznáte ho především na předmětech, které světlo osvětluje.

CRI a teplota chromatičnosti nejsou totéž

Velmi často se zaměňuje teplota chromatičnosti s kvalitou podání barev. Jde ale o dva rozdílné parametry.

• Teplota chromatičnosti (K) říká, jaký odstín má samotné bílé světlo.
• CRI / Ra říká, jak věrně pod tímto světlem vypadají barvy osvětlených předmětů.

Proto může existovat kvalitní LED s 3000 K a CRI 95 stejně jako levnější LED s 3000 K a CRI 80. Obě budou mít na bílé stěně podobně teplý odstín, ale barevné předměty pod nimi mohou vypadat rozdílně.

Stejně tak neplatí, že chladnější světlo automaticky zobrazuje barvy lépe. Podrobnější vysvětlení jednotlivých odstínů najdete v článku Co je náhradní teplota chromatičnosti?.

Jaké referenční světlo se při výpočtu CRI používá?

Při výpočtu CRI se testovaný zdroj porovnává s referenčním světlem s odpovídající teplotou chromatičnosti. Není tedy přesné říkat, že se každé svítidlo jednoduše porovnává pouze se Sluncem.

U nižších teplot chromatičnosti se jako matematická reference používá záření Planckova neboli absolutně černého tělesa. U vyšších teplot se používá odpovídající model denního světla.

Díky tomu lze hodnotit například teplé světlo 2700 K vůči vhodné teplé referenci a světlo 6500 K vůči odpovídající referenci denního světla.

Co má s CRI společného Black Body Locus?

S teplotou chromatičnosti souvisí také pojem Black Body Locus neboli křivka černého tělesa. Popisuje chromatičnost světla, které by při různých teplotách vyzařovalo ideální absolutně černé těleso.

Black Body Locus je důležitý především pro pochopení náhradní teploty chromatičnosti a volby referenčního světla.

Není ale správné tvrdit, že pouhá vzdálenost světelného zdroje od této křivky přímo určuje jeho CRI. Index podání barev se počítá z barevných rozdílů testovacích vzorků mezi testovaným a referenčním světlem.

Kde je vysoké CRI nejdůležitější?

Dobré podání barev má význam prakticky všude, kde chceme prostředí vidět přirozeně. V některých aplikacích je ale obzvlášť důležité.

Domácnost a interiér

V obytném prostoru vysoké CRI zvýrazní přirozené odstíny dřeva, textilií, nábytku, rostlin i pokožky. Výsledek může působit příjemněji, i když samotné množství světla zůstane stejné.

Kuchyň a jídelní stůl

U potravin je věrné podání červených, zelených a žlutých odstínů velmi dobře viditelné. Proto má kvalitní podání barev význam jak při přípravě jídla, tak při stolování.

Šatny a obchody s oblečením

Pokud vybíráte barvu oblečení, je důležité, aby pod umělým světlem vypadala podobně jako později na denním světle.

Galerie a umění

U obrazů, grafik nebo dalších uměleckých děl může mít nepřesné spektrum světla výrazný vliv na vnímané odstíny.

Fotografie a video

Profesionální světelné zdroje pro fotografii a film používají ještě podrobnější metriky, protože samotné CRI nedokáže kompletně popsat chování všech barev.

Zdravotnictví

V aplikacích, kde je důležité správně vnímat odstín pokožky nebo tkání, jsou požadavky na barevné podání ještě vyšší.

Světlo ale ovlivňuje nejen to, jak vidíme barvy. Další biologické a psychologické souvislosti popisujeme v článku Jak LED osvětlení ovlivňuje člověka a jak vybrat správnou barvu světla.

Má vyšší CRI vliv na světelnou účinnost?

U LED technologie existuje určitý kompromis mezi spektrálním složením, podáním barev a maximální světelnou účinností. Aby LED dokázala dobře vykreslit širší spektrum barev, musí být v jejím světle dostatečně zastoupené také vlnové délky, na které lidské oko z hlediska světelné účinnosti reaguje méně citlivě.

Proto může mít LED s velmi vysokým CRI při jinak podobné technologii o něco nižší počet lumenů na watt než varianta optimalizovaná především na maximální účinnost.

Není ale správné používat univerzální tvrzení, že vyšší CRI vždy znamená například přesně o 12 % nižší účinnost. Rozdíl závisí na konkrétní generaci LED, spektru, teplotě chromatičnosti a konstrukci čipu.

Při výběru kvalitního osvětlení je proto lepší hledat rozumnou rovnováhu mezi světelným tokem, účinností a kvalitou podání barev než maximalizovat pouze jeden parametr.

Jaké CRI používáme u svítidel lampax?

U současných svítidel lampax používáme pro standardní obytné osvětlení teplou bílou 3000 K a LED s vysokým indexem podání barev. U aktuálních LED modulů jsme laboratorně naměřili hodnotu více než 94 Ra.

Vysoké CRI je pro nás důležité právě kvůli tomu, že vyrábíme svítidla z masivního dubu. Pokud chceme, aby světlo přirozeně zvýraznilo kresbu a odstín skutečného dřeva, nedávalo by příliš smysl použít LED, která jeho barvy sama zkreslí.

Stejnou výhodu samozřejmě oceníte i na ostatních materiálech, vybavení interiéru, jídle nebo odstínech pokožky.

Aktuální stropní modely najdete například mezi dřevěnými svítidly BLOKK nebo v celé nabídce dřevěných stropních svítidel.

Samotný index podání barev ale stále představuje jen jeden parametr kvalitního světla. Při výběru doporučujeme současně sledovat také světelný tok, teplotu chromatičnosti, rovnoměrnost světla a vhodné množství světla pro konkrétní místnost.