Кривая Круитгофа описывает область уровней освещенности и цветовых температур , которые часто считаются комфортными или приятными для наблюдателя. Кривая была построена на основе психофизических данных, собранных голландским физиком Арье Андрисом Круитхофом [2] , хотя исходные экспериментальные данные на самой кривой отсутствуют. Условия освещения внутри ограниченной области эмпирически оценивались как приятные или естественные, тогда как условия за пределами области считались некомфортными, неприятными или неестественными. [3] Кривая Круитгофа является достаточной моделью для описания источников , которые считаются естественными или очень похожими на планковские черные тела , но ее ценность для описания человеческих предпочтений постоянно подвергается сомнению в ходе дальнейших исследований внутреннего освещения. [4] [5]
Например, естественный дневной свет имеет цветовую температуру 6500 К и освещенность примерно от 10 4 до 10 5 люкс . Эта пара цветовая температура-освещенность обеспечивает естественную цветопередачу , но при просмотре при низкой освещенности она будет казаться голубоватой. При типичном уровне освещенности в офисе около 400 люкс приятная цветовая температура ниже (между 3000 и 6000 К), а при типичном уровне освещенности дома около 75 люкс приятная цветовая температура еще ниже (между 2400 и 2700 К). Эти пары цветовая температура-освещенность часто достигаются с помощью люминесцентных и ламп накаливания соответственно. Приятная область кривой содержит цветовые температуры и уровни освещенности, сравнимые с естественным освещением.
С появлением флуоресцентного освещения в 1941 году Круитхоф провел психофизические эксперименты, чтобы предоставить техническое руководство по проектированию искусственного освещения . [6] Используя газоразрядные люминесцентные лампы , Круитхоф смог манипулировать цветом излучаемого света и просить наблюдателей сообщать о том, приятен ли им источник. Представленный эскиз его кривой состоит из трех основных областей: средней области, которая соответствует источникам света, которые считаются приятными; нижняя область, которая соответствует цветам, которые считаются холодными и тусклыми; и верхняя область, которая соответствует теплым и неестественно красочным цветам. Эти регионы, хотя и являются приблизительными, все же используются для определения подходящих конфигураций освещения для домов или офисов.
Открытия Круитхофа напрямую связаны с адаптацией человека к изменениям освещенности. По мере уменьшения освещенности чувствительность человека к синему свету увеличивается. Это известно как эффект Пуркинье . [7] Зрительная система человека переключается с фотопического ( с преобладанием колбочек ) зрения на скотопическое ( с преобладанием палочек ) при снижении уровня освещенности . Палочки обладают очень высокой спектральной чувствительностью к синей энергии, тогда как колбочки обладают различной спектральной чувствительностью к красному, зеленому и синему цвету. Поскольку доминирующий фоторецептор при скотопическом зрении наиболее чувствителен к синему цвету, чувствительность человека к синему свету повышается. Из-за этого интенсивные источники с более высокой (более синей) цветовой температурой обычно считаются неприятными при низких уровнях яркости, и существует узкий диапазон приятных источников. Впоследствии диапазон приятных источников увеличивается при фотопическом зрении по мере увеличения уровня яркости.
Хотя кривая использовалась в качестве руководства для проектирования искусственного освещения внутренних помещений с общим предложением использовать источники с низкой коррелированной цветовой температурой (CCT) при низкой освещенности, [8] Круитхоф не описал метод оценки, независимый переменные, ни тестовый образец, который использовался для построения кривой. Без этих данных или других подтверждений выводы не следует считать заслуживающими доверия. Взаимосвязь между освещенностью и CCT не была подтверждена последующими работами. [5] [4]
Освещенность и CCT изучались во многих исследованиях внутреннего освещения [4] [5] [9] [10] [11] , и эти исследования последовательно демонстрируют взаимосвязь, отличную от предложенной Круитхофом. [12] Вместо определения верхних и нижних границ эти исследования не предполагают, что CCT оказывает существенное влияние, а в отношении освещенности предлагается избегать только уровней ниже 300 люкс. Текущие исследования не исследовали основную важную часть, а именно режим низкой освещенности или низкий диапазон CCT ниже 3000K в целом, хотя в некоторых из вышеприведенных исследований доходило до 2850K. Эти пробелы в данных особенно важны, поскольку они относятся практически ко всем средам «образа жизни», в которых работают дизайнеры освещения – гостиницам, ресторанам и жилым помещениям. Дальнейшая оценка этих областей могла бы принести пользу, учитывая последствия недавних исследований о влиянии света на циркадный ритм для здоровья .
Представленная кривая Круитгофа не содержит экспериментальных данных и служит аппроксимацией желаемых условий освещения. Поэтому ее научная точность была переоценена.
Индекс цветопередачи — это показатель , описывающий внешний вид источника и то, считается ли он приятным. Индекс цветопередачи данного источника является мерой способности этого источника точно воспроизводить цвета объекта. Источники света, такие как свечи или лампы накаливания, производят спектры электромагнитной энергии, которые очень напоминают планковские черные тела; они очень похожи на природные источники. Многие люминесцентные лампы или светодиодные лампы имеют спектры, которые не соответствуют спектрам планковских черных тел и считаются неестественными. Следовательно, способ передачи воспринимаемых цветов окружающей среды также можно считать неестественным. Хотя эти новые источники все еще могут достигать коррелированных цветовых температур и уровней освещенности, которые находятся в комфортной области кривой Круитгофа, изменчивость их индексов цветопередачи может в конечном итоге привести к тому, что эти источники в конечном итоге станут неприятными.
Различные виды деятельности или сценарии требуют разных пар цветовая температура-освещенность: предпочтительные источники света меняются в зависимости от сценария, который источник освещает. [13] Люди предпочитали пары цветовая температура-освещенность в комфортной зоне для обеда , общения и учебы , но также предпочитали пары цветовая температура-освещенность, которые находились в нижней некомфортной зоне для ночной деятельности и подготовки ко сну. Это связано с эффектом Пуркинье; люди, которым нужно немного света в ночное время, желают более низких (более красных) цветовых температур, даже если уровни яркости очень низкие.
Результаты Круитхофа также могут различаться в зависимости от культуры или географического положения. Желательные источники основаны на предыдущем опыте восприятия цвета человеком, и, поскольку в разных регионах мира могут быть свои собственные стандарты освещения, каждая культура, вероятно, будет иметь свои собственные приемлемые источники света.
Освещенность источника является доминирующим фактором при принятии решения о том, приятен или удобен источник или нет, поскольку зрители, участвовавшие в этом эксперименте, оценивали диапазон коррелирующих цветовых температур и уровней освещенности, однако их впечатления в целом остались неизменными как коррелированная цветовая температура. измененный. [14] Кроме того, существует взаимосвязь между коррелированной цветовой температурой и видимой яркостью источника. [15] Из этих результатов становится очевидным, что индекс цветопередачи вместо коррелированной цветовой температуры может быть более подходящим показателем для определения того, считается ли определенный источник приятным.