Farbton, Sättigung, Helligkeit und Spektrometer
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Wenn wir über Licht und Farben sprechen, tauchen häufig Begriffe wie Farbton, Sättigung und Helligkeit auf, aber viele von uns haben Schwierigkeiten, sie zu erklären oder ihre Bedeutung zu verstehen. In diesem Artikel möchten wir diese Begriffe entmystifizieren, erklären, warum sie wichtig sind, und Ihnen zeigen, wie Sie sie messen können.
Einführung
Farbe ist ein grundlegendes Konzept, das wir verwenden, um Objekte zu unterscheiden, z. B. rote Äpfel von grünen Äpfeln. Während wir uns im Allgemeinen auf grundlegende Farbunterscheidungen einigen können, können feinere Abstufungen subjektiv sein.
Farbton, Sättigung und Helligkeit bieten präzisere Möglichkeiten zum Verständnis und zur Verwendung von Farben in verschiedenen Bereichen wie Design, Wirtschaft, Produktion und Wissenschaft. Spektralgeräte bieten Metriken zur genauen Messung dieser Eigenschaften.
Abb. 1 Foto von Agung Raharja auf Unsplash
Farbton: Die Klassifizierung der Farbe (Dominante Wellenlänge λd).
Farbton ist im Wesentlichen ein Synonym für „Farbe“, bezieht sich aber auf ein definiertes Klassifizierungssystem, das Farbrad(Abbildung 2). Designer und Künstler verwenden das Farbrad in der Farbtheorie, um Farbtöne zu mischen, anzupassen und zu kontrastieren.
Abb. 2 RGB-Farbrad
Bei Lichtfarben werden die Farbtöne auf ähnliche Weise im CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm wahrgenommen, kategorisiert nach Wellenlängen um den äußeren Rand(380nm – 780nm).
Wenn Sie eine LED-Lampe haben, deren Farbkoordinaten(x,y) auf dem CIE-Chroma-Diagramm (Abb. 3) dargestellt sind, können Sie eine Linie vom weißen Mittelpunkt durch den x-y-Punkt zum äußeren Rand ziehen. Dadurch wird der Farbton sichtbar, der auch als dominante Wellenlänge (λd) dieses Lichts bezeichnet wird. In unserem Beispiel ist es gelblich-orange, oder genauer gesagt 578 nm.
Abb. 4 Spektrometer x-y, und dominante Wellenlänge λd
Abb. 3 CIE 1931 Chroma-Diagramm
Sättigung: Die Lebendigkeit der Farben (Reinheit).
Die Sättigung definiert die Lebendigkeit einer Farbe, wobei stark gesättigte Farben lebendig und satt erscheinen. Umgekehrt wirken entsättigte Farben verwaschen.
Im CIE 1931 Diagramm sind die Farben in der Nähe des Randes lebendiger oder gesättigter, während die Farben in der Nähe des Zentrums stumpfer und weniger gesättigt erscheinen.
Die Metrik„Reinheit“ (0-100%) beschreibt, wie nah eine Farbe an ihrem äußeren Rand liegt, und gibt damit ihren Sättigungsgrad an.
Abb. 5 Spektrometer Reinheitsmessung
Abb. 6 x-y-Punkte, die näher am Rand liegen, sind stärker gesättigt, ansonsten sind sie eher entsättigt.
Helligkeit: Die Menge von Licht (LUX).
Helligkeit unterscheidet sich von Farbton und Sättigung und bezieht sich auf die Intensität des Lichts oder die Lichtmenge. Farbton und Sättigung beziehen sich jedoch auf die Farbe des Lichts.
Man kann es auch so sehen: Wenn Sie die Helligkeit eines Lichts erhöhen, schadet das Ihren Augen, aber wenn Sie die Sättigung einer Farbe erhöhen, schadet das nicht.
Metriken wie LUX, definiert als Lumen pro Quadratmeter, messen die Lichtmenge, die eine Fläche erreicht, also die Helligkeit.
Abb. 7 Spektrometer LUX-Messung
Farbton (λd), Sättigung (Purity), Helligkeit (LUX): Was bedeutet das alles?
Wie also nutzen Unternehmen, Betriebe und Organisationen diese Aspekte des Lichts, um die Konsistenz von Beleuchtungsanwendungen zu gewährleisten? Sie verwenden ein Spektrometer, um die dominante Wellenlänge, die Reinheit und die LUX-Werte zu messen, um die Konsistenz der Beleuchtung sicherzustellen.
Lichter einkaufen: Vergleich und Gegenüberstellung
Wenn ein Verbraucher eine Leuchte kauft, um eine vorhandene Leuchte zu ersetzen, wird er wahrscheinlich die CCT (Correlated Color Temperature) verwenden, um sicherzustellen, dass sie zu den anderen Glühbirnen im Haus passt. Wenn Sie eine Glühbirne mit einer 3000K CCT kaufen, kann ein λd an einer von vielen Stellen landen (Abb. 8). Sie werden jedoch wahrscheinlich keine visuellen Unterschiede bemerken – es ist gut genug.
Aber in öffentlichen Einrichtungen wie Museen spielt es eine Rolle. Und warum? Da die Lichter in der Regel in Reihen angeordnet sind, fallen selbst subtile Unterschiede zwischen den Lichtern auf. Außerdem ist der Kauf von Großmengen riskant, da der Kauf von Dutzenden oder Hunderten von Lampen, die nicht einheitlich sind oder nicht zu den vorhandenen Lampen passen, ein Alptraum sein kann.
Spektrometer mit Lichtvergleichsfunktionen (Abb. 9) sind also ein Muss. Wenn Sie zwei Beleuchtungsmarken in Betracht ziehen und herausfinden möchten, welche von ihnen gleichmäßiger ist und besser zu den vorhandenen Leuchten in der Einrichtung passt, ist CCT inakzeptabel. Sie müssen eine feinere Abstufung von Maßen wie dominante Wellenlänge, Reinheit oder LUX verwenden.
Beachten Sie auch, dass Käufer und Verkäufer andere Metriken wie Δx und Δy verwenden, um die Eigenschaften von Glühbirnen zu bestimmen.
Abb. 8 λd kann für 3000K-Lampen variieren
Fehlersuche bei Problemen:
Licht und Farbe bei der LED-Herstellung sind keine exakte Wissenschaft. LED-Ingenieure unternehmen große Anstrengungen, um die Konsistenz und Genauigkeit von Farbton, Sättigung und Helligkeit ihres Lichts zu gewährleisten. Sie werden auch Dominante Wellenlänge, Reinheit, LUX und andere Metriken verwenden, um die Qualität sicherzustellen oder Anomalien zu beheben, die bei Kunden auftreten können.
Die dominante Wellenlänge wird bei der Klassifizierung von LED-Chips in einem Prozess namens „Binning“ verwendet. Bei LED-Chips können Sie nicht genau vorhersagen, welchen Farbton sie haben werden. Sie können also nur klassifiziert werden, nachdem sie produziert wurden, indem man ihre dominante Wellenlänge misst und sie in die entsprechenden „Bins“ einordnet.
Abb. 9 Spektrometer-Vergleichsfunktion
Schlussfolgerung:
Während „Farbe“ ein bequemer Begriff für alltägliche Unterscheidungen ist, erfordern Branchen wie Design, Fertigung, Wirtschaft und Forschung ein differenzierteres Verständnis.
Beim Kauf und Verkauf von Produkten in großen Mengen steht viel auf dem Spiel, wenn es darum geht, das beste Licht für eine Einrichtung oder Organisation zu kaufen. Diese Organisationen verwenden Spektrometer, um die dominante Wellenlänge, die Reinheit und den LUX-Wert zu messen, um sicherzustellen, dass ihre Lampen einheitlich und sorgfältig konsistent sind.
Auch für die LED-Hersteller steht viel auf dem Spiel, denn sie konkurrieren um das Geschäft und achten daher sehr genau auf die Details, um qualitativ hochwertige Produkte zu gewährleisten, die den Anforderungen der Kunden entsprechen.
Tools wie das Spektrometer gleichen das Spielfeld aus und stellen sicher, dass Farbton, Sättigung und LUX korrekt sind. So können Hersteller und Unternehmen mit Integrität und Vertrauen kaufen und verkaufen.
Abb. 10 UPRtek MK350S Premium
Handbuch-Serie
Das Flicker-Handbuch
Alles, was Sie über Flimmern wissen müssen, ein heimtückisches, potenziell schwerwiegendes Beleuchtungsartefakt, das die visuelle Sicherheit an öffentlichen Orten wie Krankenhäusern, Büros, Bibliotheken und mehr beeinträchtigt ...
Über UPRtek
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UPRtek (gegründet 2010) ist ein Hersteller von tragbaren, hochpräzisen Lichtmessgeräten: Handspektrometer, PAR-Messgeräte, Spektralradiometer, Lichtkalibrierungslösungen. Der Hauptsitz, die Forschung und Entwicklung sowie die Produktion von UPRtek befinden sich in Taiwan, mit weltweiter Vertretung durch unser zertifiziertes Globale Wiederverkäufer.
Ankündigungen
Was ist ein Spektrometer, Spektralphotometer, Spektroradiometer?
Im Bereich der Spektralgeräte stechen drei Geräte hervor: das Spektrometer, das Spektralfotometer und das Spektroradiometer.
Diese Begriffe werden jedoch so häufig synonym verwendet, dass wir verstehen, warum das verwirrend sein kann. Deshalb haben wir uns verpflichtet gefühlt, ihre Unterschiede in einem kurzen Artikel zu klären. Unterscheiden Sie diese Begriffe wie ein Profi!
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