Na podstawie artykułu GTI Graphic Technology, Inc. www.gtilite.com
Wprowadzenie
Właściwe oświetlenie jest ważne, ponieważ wygląd przedmiotu jest znacząco wpływany przez źródło światła i otoczenie, w którym jest oglądany. Wszyscy uczestnicy łańcucha dostaw muszą oceniać barwę w ramach spójnych warunków oświetleniowych. Aby pomóc w osiągnięciu tego celu, różne gałęzie przemysłu opracowały międzynarodowe standardy oceny barw.
Dwoma głównymi standardami są ISO 3664:2009 i ASTM D1729-2016. ISO 3664:2009, który określa warunki oglądania w świetle dziennym D50, jest używany przez przemysł poligraficzny i fotograficzny. ASTM D1729-2016, który określa D65 jako podstawowe źródło światła dziennego, a inne jako źródła wtórne do sprawdzania metamerii, został przyjęty przez wiele przemysłowych zastosowań kolorystycznych, w tym tworzywa sztuczne, farby, tekstylia i motoryzację. Inne standardy, takie jak SAE J361 i BS-950 Część 2, są używane w wybranych zastosowaniach.
Metameria występuje, gdy dwie barwy pasują do siebie w jednych warunkach oświetleniowych, ale w innych wizualnie różnią się. Może to być problem dla producentów i pokazuje znaczenie oceny barw przy użyciu widmowo różnych źródeł światła, oprócz źródła światła dziennego określonego przez specyfikację danej branży.
Popularne źródła światła
Im niższa temperatura barwowa źródła światła, tym cieplejsze lub bardziej czerwone będzie to źródło. Odwrotnie, im wyższa temperatura barwowa źródła, tym chłodniejsze lub bardziej niebieskie będzie. Popularne temperatury barwowe, nazwy z nimi związane i ich powiązane barwy to:
| Temperatura barwowa [K] | Nazwa | Barwa |
|---|---|---|
| 7500K (D75) | Niebo północne w dzień | Umiarkowany do głębokiego niebieski |
| 6500K (D65) | Przeciętne światło dzienne | Umiarkowany niebieski |
| 5000K (D50) | Niebo w południe | Biała |
| 4100K | Różne źródła świetlówkowe i LED | Zielona |
| 3500K | Różne źródła świetlówkowe i LED | Bardziej czerwona / żółta |
| 3000K | Różne źródła świetlówkowe i LED | Czerwona / żółta |
| 2856K | Iluminant A / Żarowe / Wolframowo-halogenowe | Żółta / czerwona |
| 2300K | Horizon | Czerwona |
Źródła światła dziennego
D75 (7500K) – Źródło światła o niebieskawej barwie, które zostało w dużej mierze zastąpione przez D65. Jest to zdefiniowany przez CIE iluminant, który podkreśla barwę niebieską i tłumi zieloną oraz czerwoną. Powszechnie nazywane „światłem dziennym północnego nieba”.
D65 (6500K) – Źródło światła o jasnoniebieskawej barwie, używane w zastosowaniach doboru barw farb, tworzyw sztucznych, tekstyliów, atramentów, motoryzacji i innych produktów przemysłowych. Podkreśla barwę niebieską i tłumi zieloną oraz czerwoną. D65 jest powszechnie używane jako podstawowe źródło światła w przyrządach do pomiaru barwy. Jest określonym źródłem światła dziennego dla norm ASTM D1729-2016 i SAE J361 (dla zastosowań motoryzacyjnych).
D50 (5000K) – Źródło światła bliskiego bieli, używane do oceny wizualnej w przemyśle poligraficznym, pakowniczym, fotograficznym i innych gałęziach sztuki graficznej. Jest określonym źródłem w normie ISO 3664:2009. Ma podobne ilości energii w zakresie czerwieni, zieleni i błękitu. Nie podkreśla ani nie tłumi barwy, co jest kluczowym wymaganiem podczas oglądania arkuszy drukarskich i oryginalnych obrazów (np. fotografii), ponieważ zazwyczaj zawierają one wiele barw w ocenianym produkcie.
Ultrafiolet (UV) – Energia świetlna niewidoczna dla ludzkiego oka, ale obecna w naturalnym świetle dziennym. Energia UV ma zdolność pobudzania środków rozjaśniających optycznie (OBA) oraz fluorescencyjnych barwników i pigmentów w próbce, powodując emitowanie światła w widzialnym spektrum, zazwyczaj w obszarze niebieskim. Substancje te są używane w różnych produktach do „rozjaśniania” barw, szczególnie bieli. Konieczne jest włączenie odpowiednich ilości nieszkodliwej, bliskiej UV energii do systemu doboru barw, aby umożliwić optymalną symulację naturalnego światła dziennego.
Źródła światła ekspozycyjnego (sklepowego)
Zimna biel świetlówkowa (CWF) – Symuluje standardowy iluminant CIE F2. Jest to szerokopasmowe źródło świetlówkowe powszechnie używane w zastosowaniach oświetlenia komercyjnego w Ameryce Północnej. Charakteryzuje się emisją dużych ilości zielonej energii i bardzo małej ilości czerwonej energii. Ma temperaturę barwową około 4150K i wskaźnik oddawania barw (CRI) około 62. Ze względu na przepisy energetyczne, lampy F2 CWF są dostępne tylko w długościach mniejszych niż cztery stopy. Jednak producenci lamp nadal sprzedają lampy oznaczone jako CWF, ale mają one rozkład mocy widmowej podobny do TL84.
Ciepła biel świetlówkowa (WWF) – Symuluje standardowy iluminant CIE F4. Jest to szerokopasmowe źródło świetlówkowe używane w zastosowaniach oświetlenia komercyjnego w Ameryce Północnej. Charakteryzuje się emisją dużych ilości żółto-czerwonej energii, z temperaturą barwową około 3000K. Ma CRI około 53.
TL84 – Symuluje standardowy iluminant CIE F11. Wąskopasmowa, trójfosforowa świetlówka pierwotnie zaprojektowana do zastosowań oświetlenia komercyjnego poza Ameryką Północną. Charakteryzuje się emisją dużych ilości zielonej energii, z temperaturą barwową około 4100K. Ma CRI około 86.
TL830 – Symuluje standardowy iluminant CIE F12. Wąskopasmowa, trójfosforowa świetlówka pierwotnie zaprojektowana do zastosowań oświetlenia komercyjnego poza Ameryką Północną. Charakteryzuje się emisją dużych ilości żółtawoczerwonej energii, z temperaturą barwową około 3000K. Ma CRI około 86.
TL835 – Wąskopasmowa, trójfosforowa świetlówka pierwotnie zaprojektowana do zastosowań oświetlenia komercyjnego poza Ameryką Północną. Charakteryzuje się emisją dużych ilości czerwonaważółtej energii, z temperaturą barwową około 3500K. Ma CRI około 86. Oddawanie barw bardzo podobne do SPX35.
SPX35 – Wąskopasmowa, trójfosforowa świetlówka zaprojektowana do zastosowań oświetlenia komercyjnego w Ameryce Północnej. Popularna w zastosowaniach detalicznych i charakteryzuje się emisją dużych ilości czerwonaważółtej energii, z temperaturą barwową około 3500K. Ma CRI około 85. Oddawanie barw bardzo podobne do TL835. SPX35 jest często używane zamiast U35.
Ultralume 30 i 35 (U30 lub 30U, U35 lub 35U) – (WYCOFANE) Wąskopasmowa, trójfosforowa świetlówka pierwotnie zaprojektowana do zastosowań oświetlenia komercyjnego w Ameryce Północnej, gdzie wymagane jest oszczędzanie energii. Miała duże ilości żółtawoczerwonej energii z temperaturą barwową około 3000K lub 3500K. Miała CRI około 85.
LED – Ponieważ coraz więcej środowisk detalicznych, biurowych i domowych przechodzi na oświetlenie LED, ocena barw w warunkach oświetlenia LED staje się coraz bardziej konieczna. Zwiększone używanie lamp LED jest napędzane głównie faktem, że zużywają one mniej energii niż inne źródła światła. Należy zauważyć, że technologia lamp LED wciąż szybko się rozwija. W rezultacie trudno jest zapewnić spójność temperatury barwowej między poszczególnymi lampami, partiami i producentami. Nie ma oficjalnego standardu LED do doboru barw. Lampy LED są najlepiej wykorzystywane jako opcjonalne źródło światła do oceny, jak produkt może wyglądać w środowisku oświetlonym przez podobne źródło LED.
Oświetlenie żarowe i wolframowe
Historycznie, typowa żarówka znajdująca się w domu była wolframową lampą żarową. Używa ona wolframowego włókna, które świeci, gdy przepływa przez nie prąd. Jednak dziś widzimy większą liczbę kompaktowych świetlówek i lamp LED używanych w środowisku domowym.
Lampa kwarcowo-halogenowa jest również wolframową lampą żarową, ale ma specjalne cechy, które zapewniają bardziej równomierną wydajność lampy w ciągu jej cyklu życia. Lampy te są bardzo powszechne i są używane w zastosowaniach doboru barw, gdzie wymagane jest żółtawe do czerwonego źródło. Najpopularniejsze dostępne źródła z włóknem wolframowym, wraz z ich zastosowaniami, podano poniżej:
| Temperatura barwowa [K] | Nazwa | Barwa | Zastosowanie |
|---|---|---|---|
| 2856K | Iluminant A | Żółta / czerwona | Standaryzowane źródło i iluminant do doboru barw |
| 2300K | Horizon | Czerwonawa | Źródło opisane w niektórych specyfikacjach i używane do zastosowań doboru barw w wybranych branżach, takich jak motoryzacja |
Źródło wolframowe (Tungsten) – jest używane głównie w przemyśle filmowym i wideo, gdzie wymagane jest „białawe” źródło i ciągła wydajność świetlna. Nie jest powszechnie używane do oceny i doboru barw.
Iluminant A – Symuluje typowe domowe lub detaliczne oświetlenie akcentujące. Jest to standaryzowany iluminant opisany w międzynarodowym standardzie CIE Publication 15.2004 i określony do użytku w zastosowaniach doboru barw w normie ASTM D1729-2016. Jest używany tam, gdzie wymagane jest żółtawoczerwone źródło. Jest dominującym źródłem/iluminantem używanym zarówno do instrumentalnych, jak i wizualnych zastosowań doboru barw. Inne źródło opisane jako Horizon („oświetlenie żarowe o niskiej skorelowanej temperaturze barwowej”) jest używane w instrumentalnych zastosowaniach doboru barw.
Horizon – Lampa wolframowa działająca przy 2300K. Jest to czerwonawę źródło światła, które symuluje wschód słońca wczesnym rankiem i zachód słońca późnym popołudniem. Jest używane głównie w przemyśle motoryzacyjnym.
Ogólna wydajność świetlna i temperatura barwowa lampy wolframowej będą się znacznie różnić w zależności od napięcia. Nawet zmiana o trzy wolty w lampie 110- lub 230-woltowej spowoduje mierzalną zmianę zarówno wydajności, jak i temperatury barwowej. Systemy doboru barw używające tych lamp muszą stosować układy stabilizacji napięcia, aby zapewnić stabilność temperatury barwowej. Nawet z tymi układami, bardzo trudno jest utrzymać ogólną stabilność wydajności świetlnej i temperatury barwowej przez rozsądny czas z lampami wolframowymi. Ponadto, gdy lampa wolframowa się nagrzewa, jej temperatura barwowa i wydajność świetlna zmieniają się, czasami dość drastycznie.
Podsumowanie
Standardy branżowe wymagają, aby warunki oglądania spełniały ścisłe specyfikacje dotyczące jakości barwy, intensywności światła, równomierności oświetlenia, geometrii oglądania/oświetlenia i warunków otoczenia. Różnice w którymkolwiek z tych warunków mogą wpłynąć na wygląd barwy. Najlepszym sposobem, aby upewnić się, że spełniasz te wymagania, jest użycie komory do oglądania barw, która spełnia specyfikacje branżowe.
Warunki oceny druku wg normy ISO 3664:2009
- Jakość barwy: Światło D50, które reprezentuje naturalne światło dzienne, jest używane do utrzymania zgodności ze standardem. Należy używać wyłącznie lamp zgodnych z ISO 3664:2009.
- Intensywność światła: Natężenie oświetlenia na powierzchni próbki powinno wynosić co najmniej 2000 luksów. Zalecany zakres to 2000–4000 luksów, w zależności od rodzaju materiału (dla odbitek papierowych optimum wynosi około 2000 luksów).
- Równomierność: Równomierność jest zapewniona przez pomiar natężenia oświetlenia w kilku równomiernie rozłożonych punktach na powierzchni oglądania. Oświetlenie w żadnym punkcie pomiarowym nie powinno być niższe niż 75% wartości zmierzonej w środku pola.
- Otoczenie: ISO 3664:2009 określa, że otoczenie i tło powinny być neutralne i matowe. Firma GTI Graphic Technology, Inc. używa farby w kolorze neutralnej szarości Munsell N8/.
- Geometria: Źródło światła, obraz i oczy obserwatora muszą być ustawione, aby zminimalizować olśnienie. Standard nie określa geometrii oświetlenia, ale stwierdza, że powinna być ona zminimalizowana.
Warunki oceny druku wg normy ASTM D1729-2016
- Jakość barwy: D65 jest określonym źródłem światła dziennego dla ASTM D1729-2016. Inne źródła (CWF, TL84, iluminant A itp.) są określone do doboru barw i wykrywania metamerii.
- Intensywność światła: Standard zaleca zakres natężenia od 540 do 2150 luksów, aby umożliwić pełną widoczność tonalną ciemnych próbek bez prześwietlania próbek jasnych. Dokładne natężenie powinno być dostosowane do jasności ocenianej próbki.
- Równomierność: Równomierność jest zapewniona przez pomiar natężenia oświetlenia w kilku równomiernie rozłożonych punktach w obszarze oglądania. Oświetlenie powinno być równomierne, bez dużych spadków natężenia na krawędziach pola.
- Otoczenie: Otoczenie i tło powinny być neutralne i matowe. Firma GTI Graphic Technology, Inc. używa farby w kolorze neutralnej szarości Munsell N7/.
- Geometria: Optymalna geometria źródła światła i oglądania próbki będzie zależeć od charakterystyki próbki (typ powierzchni, jasność/ciemność). Zalecana jest geometria oglądania pod kątem 90 stopni, 45 stopni i zmiennym kącie, w zależności od próbki.