Eine optimierte Farbqualität spielt in verschiedenen Bereichen der Allgemeinbeleuchtung eine wichtige Rolle. Bei der Wahl der optimalen Beleuchtung in Geschäftsfilialen geht es beispielsweise um die bestmögliche Präsentation und Bewerbung von Produkten sowie die Gestaltung einer angenehmen Atmosphäre. Bestimmte Farbeindrücke können kaufanregend wirken, ob bei einem farbenfrohen Kleid in einem Kaufhaus oder bei einem appetitlich grünen Salatkopf im Supermarkt. Aber auch für Museen, Ausstellungsräume, Konzepthotels und viele weitere Bereiche spielen Farbwahrnehmung und Farbwiedergabe eine wichtige Rolle. Designer von Lichtlösungen müssen bei der Gestaltung von Lichtkonzepten eine ganze Reihe von Kriterien beachten – darunter Systemeffizienz, Lebensdauer, Lichtstromrückgang, Lichtverteilung und -steuerung, Farbwiedergabe sowie Anschaffungs- und Betriebskosten.

EckDaten

Niedrige Betriebs- und Systemkosten sorgen dafür, dass sich die LED in der Allgemeinbeleuchtung durchsetzt. Bei der Beleuchtung in Geschäften oder Museen kommt es jedoch auf Farbwiedergabe und Farbqualität an, die durch Farbindizes wie den CRI charakterisierbar sind. Da dieser nur acht Testfarben umfasst und die Farbsättigung nicht berücksichtigt, kommen immer häufiger Ansätze wie die TM-30-Metrik zum Einsatz. Diese enthält 99 Testfarben und erlaubt die vektorgrafische Darstellung der Farbverschiebung. Aktuelle Entwicklungen wie beispielsweise der Brilliant-Color-Konverter von Osram stellen eine Lösung für Beleuchtungen dar, bei denen die Inszenierung farbiger Objekte im Vordergrund steht.

Bisher kamen in Bereichen, in denen die Farbwiedergabe der eingesetzten Lichtquellen besonders relevant ist, überwiegend Halogen- und Halogen-Metalldampflampen (HID) zum Einsatz. Diese überzeugen durch ihre Lichtausbeute und eine hohe Farbwiedergabe (CRI 90), deren Bestimmung bisher üblicherweise über den Color-Rendering-Index (CRI) erfolgte. Allerdings haben sowohl Halogen- als auch HID-Lampen einige signifikante Nachteile: Sie verursachen hohe Betriebskosten und haben eine weit geringere Lebensdauer als LEDs.

Durch den dann notwendigen Austausch von Teilen entstehen weitere Kosten. Außerdem können HID-Lampen durch ultraviolette und infrarote Strahlung Waren beschädigen, wenn diese der Strahlung zu lange ausgesetzt sind. Dank aktueller Entwicklungen in der LED-Technologie können heute jedoch auch Lichtsysteme auf Basis von LEDs alle Qualitätsaspekte im Bereich Farbwiedergabe, -temperatur und -konsistenz erfüllen. Darüber hinaus bieten LEDs die bekannten Vorteile wie lange Lebensdauer, geringe Betriebskosten und hohe Effizienz.

Farbwiedergabeindizes und Metriken

Die Bestimmung der Farbwiedergabe einer Lichtquelle erfolgt über verschiedene Farbwiedergabeindizes. Dabei wird ermittelt, wie exakt die Wiedergabe der Farben unter einer Testlichtquelle im Vergleich zu einer Referenzlichtquelle erfolgt. Die Ermittlung aller Farbwiedergabeindizes geschieht grundsätzlich nach dem gleichen Schema. Zuerst wird das Spektrum der Testlichtquelle bestimmt, gefolgt von der Berechnung der ähnlichsten Farbtemperatur (CCT) der Testlichtquelle. Die Auswahl der Referenzlichtart sollte entsprechend der Farbtemperatur der Testlichtquelle erfolgen.

Bild 1: Das Farbsegel stellt alle Farben dar, die das menschliche Auge wahrnehmen kann.

Bild 1: Das Farbsegel stellt alle Farben dar, die das menschliche Auge wahrnehmen kann. Osram

Bis hin zu einer Farbtemperatur von 5000 K dient der Schwarze Strahler (Plankscher Strahler) als Referenzwert, ab 5000 K erfolgt die Referenzierung gegenüber einer tageslichtähnlichen Spektralverteilung. Weiterhin wird ein Satz an Testfarben festgelegt, der beim CRI  aus acht verschiedenen Farben besteht. Die Ermittlung der Koordinaten der Farbörter in einem bestimmten Farbraum erfolgt aus den Absorptionsspektren der Testfarben und dem Testlichtspektrum – beim Referenzlichtspektrum ist die Vorgehensweise analog. Anschließend wird der euklidische Abstand von Testfarbort und Referenzfarbort im Farbraum berechnet, wobei nur die absolute Größe des Abstands ermittelt wird, nicht jedoch die Richtung. Diese entscheidet jedoch, ob eine Testfarbe gesättigt oder ungesättigt erscheint oder ob eine Farbverschiebung vorliegt.

Der bewertete Mittelwert der Abstände der Koordinaten aller Testfarben ergibt schließlich den entsprechenden Farbwiedergabeindex. Ein hoher Farbwiedergabeindex bedeutet dabei, dass sich die Testfarben bei Beleuchtung mit Referenz- und Testlichtquelle nicht unterscheiden. Der am häufigsten verwendete Farbwiedergabeindex ist der Color-Rendering-Index (CRI) der CIE (Commission internationale de l’éclairage) mit Ra als Farbwiedergabeindex.

 

Welche Schwachstellen der Farbwiedergabeindex Ra aufweist, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

Seite 1 von 41234