Farbwiedergabe:
MacAdam und CRI (Ra) sind zwei wichtige Konzepte im Beleuchtungsbereich. Mit ihrer Hilfe können wir bestimmen, welche Farben vom menschlichen Auge als gleichwertig wahrgenommen werden. Anhand der Konzepte lässt sich auch messen, wie gut eine Lichtquelle Farben im Vergleich zu natürlichem Licht wiedergibt. Diese Konzepte sind wichtig zur Gestaltung der gewünschten Atmosphäre und Farbqualität.
LED-Farbtemperatur
Auch wenn Hersteller von Leuchtmitteln für ihre LEDs die gleiche Farbtemperatur angeben, können Unterschiede zwischen ihnen bestehen. Außerdem kann sich die Farbtemperatur einer LED mit der Zeit verändern. Auch bei der Herstellung der LEDs gibt es große Unterschiede in der Farbtemperatur und im Lichtstrom. Deswegen werden die LEDs sortiert, um die Auswahl von LEDs aus einem begrenzten Bereich zu ermöglichen – ein Prozess, der als LED-Binning bezeichnet wird.
Die Lichtfarbenqualität oder Farbart eines LED-Moduls ist ein Maß für Variationen in der Lichtfarbe. Die Farbabweichung von LED-Modulen wird mithilfe der MacAdam-Ellipsen, auch SDCM (Standard Deviation Colour Matching) genannt, gemäß dem CIE-Standard von 1964 angegeben.
MacAdam gibt die Farbwertabweichungen an
Eine MacAdam-Ellipse ist ein Ausschnitt aus dem Farbdreieck. Innerhalb dieser Ellipse sind Farbabweichungen von der Farbe in der Mitte der Ellipse für das durchschnittliche menschliche Auge nicht erkennbar. Innerhalb der Farbräume haben die MacAdam-Ellipsen unterschiedliche Größen, da Menschen Farbnuancen je nach Farbe unterschiedlich gut wahrnehmen.
Die MacAdam-Ellipsen stellen die erkennbaren Unterschiede innerhalb einer Farbart dar. Die Maßzahl Standard Deviation Colour Matching (SDCM/Farbortabweichung) bei LED-Beleuchtung beschreibt die Farbkonsistenz einer Lichtquelle anhand der Abweichungen von den MacAdam-Ellipsen.
Das MacAdam-System bewertet die Farbart (die Stärke, Reinheit und Sättigung einer Farbe) auf einer Skala von 1 bis 10, wobei 1 die beste Bewertung ist.
Bildunterschrift: Eine große Abweichung in der Farbqualität führt zu einer größeren Ellipse und einem höheren MacAdam-Wert.
Farbqualität in verschiedenen Anwendungen
Bei Werten zwischen 1 und 3 sind Farbunterschiede häufig nur schwer erkennbar. Weiter oben auf der Skala lassen sich Unterschiede in der Lichtfarbe dagegen deutlich feststellen, insbesondere auf weißen Wänden, die mit Wandflutern oder Strahlern beleuchtet werden. Generell ist es empfehlenswert, in Innenräumen MacAdam 4 SDCM oder höher zu vermeiden, Vorgaben sehen in der Regel MacAdam 2–3 SDCM vor. In den meisten Außenbereichen ist MacAdam 5 SDCM völlig ausreichend.
Die folgenden MacAdam-Werte können zur Orientierung dienen:
- MacAdam 2 SDCM: Museen, Galerien
- MacAdam 3 SDCM: Büros, Geschäfte, Schulen, Krankenhäuser, Außenbeleuchtung
- MacAdam 5 SDCM: sonstige Anwendungen im Außenbereich
Farbwiedergabe:
Das Konzept der Farbwiedergabe geht von der Glühbirne als Referenz aus. Der Farbwiedergabeindex (CRI) oder der Ra-Index (Rendering Average Scale) reicht von 0 bis 100 und ist ein Maß dafür, wie gut eine Lichtquelle Farben wiedergeben kann. Eine Glühbirne hat einen CRI/Ra von 100, die Farbwiedergabe einer LED wird auf derselben Skala angegeben. Je nach LED-Typ liegt die Farbwiedergabe in der Regel zwischen 70 und 95.
Die Farbwiedergabe wird nach der CIE-Methode bewertet. Sie wird normalerweise anhand von acht Farben gemäß CRI Ra gemessen, wobei der Index von 1 bis 8 reicht (siehe Abbildung unten). Die Farbwiedergabe wird als Durchschnittswert angegeben. Das heißt, dass eine Lichtquelle sieben hiervon gut, die achte jedoch schlechter wiedergeben kann. Als ergänzende Skale umfasst Ra 1-14 sechs zusätzliche Farben.
Wie die Abbildung zeigt, kann die betreffende LED Rot (Nummer 9) nicht optimal wiedergeben. Deswegen ist der Durchschnittswert für Ra 1-14 niedriger als für Ra 1-8. Unabhängig vom Durchschnittswert ist dennoch erkennbar, dass die Rotwiedergabe niedriger ist, was bei LED-Beleuchtung üblich ist.
Allgemeiner Farbwiedergabeindex
Im Januar 2025 kündigte die Internationale Beleuchtungskommission (CIE) an, dass das CRI-System durch ein System namens „Allgemeiner Farbwiedergabeindex“ ersetzt werden wird. Auf der Grundlage der Wiedergabe von 99 Farben wird das Ergebnis als Rf-Wert angegeben. Das System wurde seit 2017 evaluiert (Publikation CIE 224:2017). Da das CRI-System schon lange existiert und gut etabliert ist, werden auf Produktblättern demnächst sowohl CRI (Ra) als auch Rf angegeben.