Cu totii percepem lumina naturala ca fiind doar lumina alba, insa prin intermediul experiementului ce implica amplasarea unei prisme in fata unei surse de lumina putem observa faptul ca lumina alba a zilei este compusa din mai multe culori. Un mod natural de transformare a luminii in culori este prin intermediul fenomenului de curcubeu. Care este legatura dintre curcubeu si lumina data de niste becuri LED, asta vom descoperi in cele ce urmeaza, insa inainte de asta trebuie sa vedem lumina prin ceea ce este si apoi ce rol au suprafetele in puterea ochiului de a distinge culorile.

Lumina si spectrele vizuale

            Pentru inceput trebuie sa vedem ce este lumina. Din punct de vedere stiintific lumina este un flux de particule ce oscileaza la diferite frecvente. Spectrul de lumina este mult mai mare fata de ceea ce putem vedea cu ochii. Defapt portiunea din spectru pe care noi o numim lumina vizibila este doar o infima parte a spectrului, mai exact vorbim despre o plaja cuprinsa intre oscilatiile la 400 nanometrii si 700 nanometrii (un nanometru este 10 -9 metri, sau 0,0000000001 metrii) Deci orice lumina pe care noi o percepem fie ca este cea de la niste becuri LED, lumina zilei, cea data de ecranul telefonului mobil, si orice vedem noi in decursul vietii noastre doar cu ochii se afla in acea plaja de frecvente de 300 nanometrii. Dincolo de extreme se afla ceea ce numim ultra-violete (mai mic de 400 nm) si infrarosii (mai mare de 700nm) iar spectru continua in extrema oscilatiilor mici ajungem de la ultra-violete la raze gamma, sau in extrema opusa unde ajungem la unde radio.

            Ca si o concluzie, putem spune cu usurinta ca lumina este energie, insa nu asta este rolul acestui articol. Spuneam ca lumina vizibila se alfal in acea plaja de frecvente de la 700 nm pana la 400 nm, toate frecventele cuprinse intre aceste valori sunt culorile din ROGVAIV, acest lucru poate fi vizualizat foarte simplu in orice obiect care refracta intr-un mod sau altul lumina, asa cum pate ati vazut atunci cand tineti un CD sau DVD inspre o sursa de lumina.

            Revenim la sursele de lumina cu becuri LED si culorile. Este foarte important sa tineti cont de faptul ca ceea ce vedem ca si culori pe obiectele ce ne inconjoara este practic proprietatea diverselor materiale de a absorbi anumite frecvente de lumina si de a reflecta altele. Din acest motiv frunzele unei ferigi sunt verzi, clorofila prezenta in acestea absoarbe toate frecventele de culoare si reflecta frecventa culorii verzi.

            Un alt lucru foarte interesant este si modul in care ochii percep culorile. Fara a intra in detalii de anatomie prea mult, ochiul uman percepe culorile in mod compus, adica toate nuantele sunt compuse din proportii diferite ale culorilor primare, Rosu Verde si Albastru. Retina are mici receptori pentru fiecare culoare primara, verdele fiind cel mai favorizat ca si numar de celule. Deci este firesc ca lumina emanata din surse artificiale poate influenta in mod direct modul in care ochiul uman percepe culorile. Cel mai bun exemplu in acest sens este dat de lumina lampilor cu gaze folosite in iluminatul stradal clasic care dau acea lumina portocalie. Faceti un mic experiment, luati o fotografie si priviti-o la lumina zilei si apoi la lumina de pe strada. Veti observa ca toate nuantele de albastru si verde vor aparea ca fiind nuante de gri sau negru, iar toate celelalalte culori vor fi defapt nuante de portocaliu. Spuneam despre spectrul luminii solare ca este ROGVAIV, insa cel al luminii artificiale poate fi extrem de diferit. De exemplu spectrul unor becuri LED reci va fi impins spre albastru, cel al unor lampi pe gaze spectrul va fi foarte diferit, in locul gradientului fin intre diferitele nuante veti observa fasii ale unor anumite culori. Acest efect apare datorita faptului ca lumina produsa in aceste gaze nobile (Xenon, Heliu, Neon, Argon, Kripton, etc… ) desi aparent poate fi alba, ea nu cuprinde toate frecventele din spectrul culorilor. Fara a intra in detalii legate de atomi, electroni si interactiuni ale electronilor din gazele nobile si fotoni, trebuie sa stiti ca acest lucru se datoreaza unor procese la scara atomica.

            Deci, stim ce este lumina, ce este spectrul culorilor, separatia luminii in culori, cum percepem culorile si ce rol are lumina artificiala si naturala in perceptia culorilor, asa ca putem trece direct la iluminatul cu becuri LED si indicele de redare a culorilor. Acest indice este foarte important atunci cand vorbim despre iluminatul interior fie ca doriti sa aveti o lumina cat mai buna in casa, sau vreti ca lumina din spatiile de lucru sa ii ajute pe angajati sa distinga culorile cat mai bine.

Lumina artificiala si indicele de redare cromatica

            Lumina LED este generata cam in acelasi mod cum ochii percep culorile. Vorbim despre lumina alba compusa. Inainte ca tehnologia sa evolueze, LED-urile albe aveau in constructie elemente de iluminare LED in cele trei culori primare, Rosu Verde si Albastru. Aceste trei culori combinate dau lumina alba. In prezent tehnologia LED-urilor nu mai foloseste trei surse de lumina in culori primare ci un amestec de elemente chimice ce ofera lumina alba. Fiind vorba despre o lumina sintetizata prin intermediul unor elemente chimice este firesc ca lumina data de catre aceste becuri LED nu ofera o lumina cu un spectru complet sau perfect distribuit. De aici si diferentele de indici de redare a culorilor. Asa cum am scris si mai sus, lumina artificiala poate avea un spectru imperfect, mutat spre albastru sau cu frecventa de Verde mai ampla, si tot asa. Aceste lucruri se aplica in general la becurile LED mai ieftine sau de o calitate mai slaba. 

            Indicele de redare cromatica se masoara de la 0 – 100, maximul fiind reprezentat de spectrul de lumina dat de lumina naturala solara. Tineti cont ca in comert exista in principiu trei tipuri de becuri LED, cele cu lumina calda, neutra si rece. In mod firesc, cele cu lumina calda au spectrul usor inclinat spre partea rosie a spectrului, si cea rece, spre zona de verde-albastru. Deci in mod firesc ca pentru cei ce isi doresc o lumina cu un indice de redare cromatica cat mai bun, becurile led cu lumina calda sau rece sunt excluse din discutie. O varianta pentru folosirea acestor tipuri de becuri LED ar fi cea de combinare in proportie de ¾ (3 becuri LED calde la 15W si 4 Becuri LED reci la 14W) pentru a obtine o lumina similara cu cea a unei zile insorite. Insa pentru a nu va bate capul cu diferite proportii de iluminare sau cu incercari repetate de a combina lumina calda cu cea rece, va recomandam doua tipuri de solutii.

            Solutia de inceput este cea a becurilor LED cu lumina neutra. In general un bec performant poate avea un indice de redare cromatica de pana la 95, deci puteti folosi aceste becuri pentru a genera o lumina suficient de puternica si eficienta pentru a reda corect culorile. In principiu pentru iluminarea unui spatiu de 40 de metri patrati puteti folosi pana la trei becuri LED cu lumina neutra cu o putere de 18W / bec. Astfel puterea aparenta va fi de aproximativ 250W spre 270W, sau in jurul a 4500 – 5000 Lumeni cel mult. Tineti cont ca proprietatile luminii date de catre aceste becuri pot fi influentate in mod direct si de corpul de iluminat in care sunt montate. Alegeti plafoniere simple, albe sau corpuri de iluminat cu becurile semi-acoperite cu iluminare indirecta.

            O alta solutie mai profesionala este folosirea luminii combinate si a controlului pentru fiecare tip de lumina. Evident, aici vorbim despre un iluminat profesional, si deci, nevoia de a putea masura cat mai precis. In principiu, asa cum spuneam puteti folosi mai multe becuri LED cu lumina calda, rece si neutra. Proportia de utilizare a fiecarui tip de lumina (rece, neutra, calda) trebuie calculata tinand cont de tipul suportului (plafoniera, aplica, lustra, etc…) nuanta de alb sau culoare a peretilor (exista lavabil alb rece, neutru si rece, la fel ca si in cazul becurilor) precum si sursele de lumina alba (ferestre, usi, tavan de sticla, etc…) Pentru a face calculele corect tineti cont de faptul ca lumina cea mai potrivita ca si temperatura de culoare pentru un indice maxim de redare cromatica este 4800 – 5550 grade Kelvin, lumina similara cu cea data de Soare in timpul unei zile senine la ora 12.00. Pentru a putea regla in mod optim cantiatea de lumina rece sau calda va recomandam folosirea unitatilor de dimmer pentru fiecare linie de becuri LED, reci, calde si neutre.Astfel prin ajustarea celor trei potentiometre si un luminometru veti putea calibra la propriu lumina exact dupa nevoile dumneavoastra.

            Este evident, ca cea de-a doua solutie este strict profesionala si indicata doar in cazul studiourilor artistice de productie plastica, arte vizuale sau in cinematografie (unde sunt folosite lumine profesionale cu calibrare incorporata). In concluzie putem spune ca un indice cat mai bun al redarii cromatice al luminii este indicat pentru o lumina cat mai sanatoasa pentru ochi.