Värintoisto
MacAdam ja CRI (Ra) ovat valaistuksen kaksi avainkäsitettä. Ne auttavat määrittämään, mitkä värit ihmissilmä kokee vastaavina väreinä, ja mittaamaan, kuinka hyvin valonlähde toistaa värejä luonnonvaloon verrattuna. Nämä käsitteet on tärkeä ymmärtää halutun tunnelman ja värilaadun luomiseksi.
Ledin värilämpötila
Vaikka valaistusvalmistajat määrittävät ledeilleen saman värilämpötilan, niiden välillä voi olla eroja. Ledin värilämpötila voi myös muuttua ajan myötä. Jopa ledien valmistuksessa on suuria vaihteluita sekä värilämpötilassa että valovirrassa. Siksi ledit lajitellaan niin, että niitä on mahdollista valita rajoitetulta alueelta. Tätä prosessia kutsutaan LED-binningiksi.
LED-moduulin valon värilaatu tai kromaattisuus mittaa valon värin hajoamista. LED-moduulien värivaihtelu ilmaistaan CIE 1964 -standardin mukaisesti MacAdam-ellipseillä, jotka tunnetaan myös nimellä SDCM (Standard Deviation Color Matching).
MacAdam määrittää vaalean värin hajonnan
MacAdam-ellipsi on värikolmion alue, jossa keskivertosilmä ei erota ellipsin värieroja ellipsin keskustan väristä. MacAdam-ellipsit ovat eri kokoisia väriavaruuksissa, koska yksilöiden kyky nähdä eroja vaihtelee värin mukaan.
MacAdam-ellipsit edustavat havaittavia eroja kromaattisuudessa. LED-valaistuksen SDCM käyttää MacAdam-ellipsien vaihteluja kuvaamaan valonlähteen väritarkkuutta.
MacAdam-järjestelmä arvioi kromaattisuuden (värin voimakkuuden, puhtauden ja kylläisyyden) asteikolla 1–10, jossa 1 on paras.
Kuvateksti: Värilaadun suuri vaihtelu johtaa suurempaan ellipsiin ja korkeampaan MacAdam-arvoon.
Värilaatu eri sovelluksissa
Arvoilla 1–3 värissä on vaikea nähdä eroja, mutta tätä ylempänä asteikolla valon värierot voidaan kokea selkeinä, etenkin valkoisilla seinillä, jotka on valaistu seinä- tai kohdevalaisimilla. Hyvä nyrkkisääntö on välttää MacAdam 4 SDCM:ää tai sitä korkeampia arvoja sisätiloissa, vaikka vaatimuksissa yleensä mainitaan MacAdam 2–3 SDCM. Useimmissa ulkoympäristöissä MacAdam 5 SDCM voidaan katsoa täysin riittäväksi.
Seuraavia MacAdam-arvoja voidaan käyttää ohjeena:
- MacAdam 2 SDCM: museot, galleriat
- MacAdam 3 SDCM: toimistot, myymälät, koulut, sairaalat, ulkovalaistus
- MacAdam 5 SDCM: muut ulkokohteet
Värintoisto
Värintoiston käsite käyttää referenssinä hehkulamppua. Color Rendering Index (CRI) tai Rendering Average (Ra) -asteikon arvot ovat 0–100 ja se on mitta valonlähteen kyvylle toistaa värejä. Hehkulampun CRI/Ra on 100 ja ledin värintoisto ilmoitetaan samalla asteikolla. Värintoisto ledistä riippuen voi tyypillisesti vaihdella välillä 70–95.
Värintoisto arvioidaan CIE-menetelmän mukaisesti, ja sitä mitataan yleensä kahdeksalla värillä CRI Ra:n mukaan, jossa indeksi on 1-8 (katso alla oleva kuva). Värintoisto ilmoitetaan keskiarvona. Valonlähde pystyy siis toistamaan näistä seitsemän hyvin, mutta kahdeksannen heikommin. Täydentävä asteikko Ra 1–14 sisältää kuusi lisäväriä.
Kuten kuva osoittaa, nykyinen LED ei pysty toistamaan optimaalisesti punaista väriä (numero yhdeksän). Tämän seurauksena asteikon Ra 1–14 keskiarvo on pienempi kuin asteikon Ra 1–8. Keskiarvosta huolimatta on silti nähtävissä, että punaisen värin toisto on alhaisempi, mikä on yleistä LED-valaistuksessa.
General Colour Fidelity Index
Tammikuussa 2025 Kansainvälinen valaistuskomissio (CIE) ilmoitti, että CRI-järjestelmä tullaan korvaamaan järjestelmällä nimeltä General Colour Fidelity Index. Siinä tulos annetaan Rf-arvona, joka perustuu 99 värin toistoon. Järjestelmää on arvioitu vuodesta 2017 lähtien (julkaisu CIE 224:2017). Koska CRI-järjestelmä on ollut käytössä pitkään ja vakiintunut, sekä CRI (Ra) että Rf tullaan ilmoittamaan tuoteselosteissa lähitulevaisuudessa.