چگونه رنگ ها را واقعی تر ببینیم؟

تا قبل از تولید انرژی الکتریکی بیشترین بهره بشر از نور خورشید و یا نهایتا نورهای ناشی از شمع و انواع منابع نوری بر پایه آتش بود، پس از اختراع برق و در نتیجه آن اختراع اولین لامپ التهابی ، لامپ های التهابی (و پیرو آن لامپ های هالوژن) جایگاه ویژه ای در بین مصرف کنندگان انرژی الکتریکی پیدا کردند.وجه مشترک بین تمام منابع نوری تا این تاریخ استفاده از گرما برای تولید نور بود که امری پر هزینه و کم بازده بود.نور حاصل از گرما دارای یک طیف اسپکتروم پیوسته با تابع وابسته به دما بود.

شدت نور بر حسب انرژی بر اساس طیف طول موج های متفاوت
منبع :http://www.chemistryland.com/CHM130W/10-ModernAtom/Spectra/TemperatureGraph.jpg

رفته رفته با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به کاهش مصرف انرژی ، انواع لامپ های جدید همچون لامپ های تخلیه الکتریکی (همانند لامپ های فلورسنت ، لامپ های بخارجیوه ،بخار سدیم کم فشار و پرفشار، لامپ های متال هالاید و …) و نهایتا لامپ های حالت جامد وارد بازار روشنایی شدند.برخلاف منابع نوری ذکر شده در پاراگراف قبل ، این منابع نوری از فرکانس های مختلف نوری با طول موج های ناپیوسته برای شبیه سازی نور سفید بهره می بردند.

اسپکتروم طول موج برای لامپ های نمونه از تکنولوژی های متفاوت

از آنجا که منحنی حساست چشم بشر به طول موج های متفاوت یک منحنی کاملا غیر خطی است ، پس پاسخ آن به طول موج های مختلف نیز غیر خطی است.به عنوان مثال اگر شما رنگ سبز خالص را به وسیله نور خورشید روشن کنید ، پرتو های منتشره به چشم شامل طیف هایی همچون زرد ، سبز ، آبی و .. می شود که هر کدام با ضریب متفاوتی (نهایتا بی نهایت ضریب) به چشم رفلکت خواهند شد ، در صورتی که همین رنگ در زیر رنگ سفید ناشی از دو رنگ آبی و زرد صرفا در دو محدوده طول موج بازتابش خواهد داشت که مطمئنا نور منعکس شده به چشم با نور واقعی حاصل از رفکت نور خورشید متفاوت خواهد شد.

منحنی حساسیت چشم بشر به فرکانس های مختلف نور

مسئله زمانی حاد می شود که شما فقط یک محدوده طول موج از نور مرئی را به یک جسم بتابانید ، مانند چیزی که در لامپ های بخار سدیم کم فشار تولید می شود ، و نتیجه دیده نشدن برخی رنگ ها (همچون بنفش) زیر این نور است ، چرا که رفلکتنس سطح دارای رنگ بنفش به نور زرد نزدیک به صفر است.

مقایسه بین پردازش رنگ تحت نور سفید عادی و نور زرد ناشی از لامپ بخار سدیم کم فشار
منبع : http://www.lighting-gallery.net/gallery/albums/userpics/11340/normal_LPS-ColorRendering.png

لذا برای بیان کیفیت هر نور مصنوعی و شباهت آن ها به نور طبیعی خورشید (نور آسمان + نور مستقیم خورشید) یک معیار به نام اندیس نمود رنگ ( CRI/Color Rendering Index) تعریف می شود که نمایانگر شباهت رنگ ناشی از منبع نور با رنگ ناشی از نور طبیعی روز است.

مطمئنا بیشترین نمود رنگ را منابعی خواهند داشت که طیف نوری خروجی آن ها بیشترین شباهت را به نور خورشید داشته باشد.لذا منابع نوری که بر اساس گرما نور تولید می کنند ، همچون منابع نوری التهابی و هالوژن بیشترین شباهت را به نور خورشید خواهند داشت.در رده بعد منابع نوری قرار دارند که بیشترین محدوده نزدیک به محدوده طول موجود نور خورشید را داشته باشند ، که معمولا این امر با تعدد طول موج های ناشی از گذار الکترون ها و بهبود فسفر در لامپ های وابسته به پدیده فلورسانس (منابع نوری فلورسنت و برخی از LED ها) حاصل می گردد.

مقایسه نمود رنگ لامپ های بخارسدیم کم فشار ، بخار سدیم پرفشار ، فلورسنت سه فسفره،متال هالاید سرامیکی
منبع : http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/sites/default/files/styles/large/public/core-page-inserted-images/rainbow_cones_n_spectra_labeled.jpg

لذا منابع نوری داریم با کیفیت های مختلف ، که گاها یک نوع منبع نور بر اساس کیفیت نوع فسفرمی تواند CRI های متفاوت داشته باشد

در زیر می توانید CRI برخی منابع نوری مشهور را مشاهده فرمایید:

جدول اندیس نمود رنگ برای منابع نوری مختلف :