演色性と照明の品質に関するさまざまな議論の中で、色の精度について言及することがよくあります。 しかし、「正確」であるとはどういう意味で、なぜ気にするのでしょうか?

この問題については、以下で詳しく説明します。

自然光から人工照明への移行

色の精度に関する議論は、自然光と人工光の違いを明確にすることから始めなければなりません。

人間の視覚は、主に自然光 (日中は太陽、夜は火) の下で進化し、発達してきました。

しかし、時間が経つにつれて、人間が暗い場所と夕方の両方で照明を可能にするさまざまな人工照明技術を発明したため、いくつかは他のものよりも自然光源に似ていることが明らかになりました.

ガス灯と白熱灯の発明により、私たちは「人工照明」の領域に入るかもしれませんが、色とスペクトルに関しては、自然光や火からそれほど離れていません.

白熱灯やハロゲン照明では、物体 (フィラメント) を極端な温度まで加熱することで光が生成され、熱を放出し始めます。 これが、白熱電球が非常に非効率な理由です。十分な光を発し始める前に、フィラメントを十分な温度に温める必要があります。

一般に色温度として知られるこの温度は、たまたま白熱灯で 2700 ケルビン、ハロゲンで 3000 K です。 一方、太陽の温度は約 5500 ケルビン (電球のフィラメントの約 2 倍の温度) であるため、青みがかっています。

白熱電球と太陽の背後にあるメカニズムは、物体が極端な温度に加熱された結果として光を発するという点で似ています。

物理的な温度の違いによって異なる色を示しますが、メカニズムの類似性から、白熱灯も同じように「理想的」であると認識しています。

しかし、蛍光灯や LED 照明の登場により、私たちは「人工照明」の領域に大きな一歩を踏み出しました。 その主な理由は、光を生成するメカニズムがまったく異なるためです。

光源が不正確になるのはなぜですか?

最初のタイプの色精度は、この光の放射色が自然光源にどの程度似ているかを尋ねます。 ここでの回答では、色度座標 (CCT & Duv) を使用して分析しています。

2 番目のタイプの色精度は、自然光源と比較して、この光の下でオブジェクトの色がどの程度似ているかを尋ねます。 ここでの回答では、CRI やその他の色品質指標を使用して分析しています。

質問がややこしいので、ややこしいかもしれません。 最初のタイプは、ライトから出てくる光に関するものです。 2 番目のタイプは、照らすオブジェクトから反射される色に関するものです。

精度タイプ1：発光色精度

第 1 のタイプの色精度は、自然光源と比較した場合に、放出された光の色が正確であるかどうかに関係します。

しかし、この質問を意味のあるものにする前に、参照したい「自然光源」を決定する必要があります。

夜に絵を描いていて、自然光の下でも同じように見せたい場合は、自然光の色と一致する発光色の電球が必要です。

一方、絵を描いていて、ハロゲン照明のあるアート ギャラリーでどのように見えるかを気にする場合は、ハロゲン照明に一致する発光色の電球を使用することをお勧めします。

CIE 1931 xy 座標チャートを使用して、自然光源のカラー ポイントと、人工光源から放出される光の色を定義します。

自然光源と人工光源の近さを比較することで、2 つの光源の発光色がどれだけ似ているか、または正確であるかを判断できます。

精度タイプ 2: 反射色精度

2 番目のタイプの精度は、自然光の下と同じようにオブジェクトの色を明らかにする光源の能力として説明します。 これは、演色評価数のコア定義です。

この定義では、人工光源の放射光の色はすでに「正確」であると見なされており、探しているものであると想定しています。

ただし、オブジェクトの色が「正確」に表示されるとは限りません。

上記の絵画の例を拡張するために、電球から放出される白色光が自然光またはハロゲンに十分に類似していることをすCIE は日光をシミュレートするために Illuminant Dでに判断している可能性があります。

しかし、人工光源を絵に当ててみると、色は正確に見えますか? それらは私たちの自然光の下と同じように見えますか?

CRI を決定するために、さまざまな基準と手順が開発されています。 具体的には、CIE は日光をシミュレートするために Illuminant D シリーズと呼ばれるものを開発しました。

これらの昼光基準は、「この光源は昼光と比較してどの程度正確か」を自問できるようにするために使用されます。

同様に、黒体放射を使用して、5000K 未満の暖かい色温度をシミュレートできます。

一部の人工光源の演色精度が低いのはなぜですか?

人工光源が光を発する場合、たとえ光が白く見えても、可視スペクトルのかなりの部分が欠けている可能性があります。

LED は加熱の結果として発光するのではなく、電子が光子に変換された結果として発光します。このプロセスは、昼光や白熱灯と比べて大きく異なります。

したがって、放出される光は、色の組み合わせではなく、青、赤、緑などの非常に特定の色になる傾向があります。

結果として生じる光が白く見えるようにスペクトルを微調整するために、蛍光体と呼ばれる化学物質がこれらのデバイスに適用されます。 残念ながら、この結果として得られるスペクトルは、私たちが慣れ親しんでいる自然光の光源とは大きく異なることがよくあります。

光源から放射された光は明るく白く見えるかもしれませんが、オブジェクトに当てると、反射された色が不正確に見える場合があります。

これは、オブジェクトを照らす光源がオブジェクトを正確に見せる可能性を説明するのに CRI が役立つ場所です。