Кривая Круитгофа

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 около 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.

История

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.

Восприятие и адаптация

Открытия Круитгофа напрямую связаны с адаптацией человека к изменениям освещенности. По мере уменьшения освещенности чувствительность человека к синему свету увеличивается. Это известно как эффект Пуркинье . ^[7] человека Зрительная система 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 высокими (более синими) цветовыми температурами 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.

Критика

Хотя кривая использовалась в качестве руководства для проектирования искусственного освещения для внутренних помещений, с общим предложением использовать источники с низкой коррелированной цветовой температурой (CCT) при низкой освещенности, ^[8] Круитхоф не описал ни метод оценки, ни независимые переменные, ни тестовую выборку, которая использовалась 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 иную взаимосвязь, чем предложенную Круитхофом. ^[12] Вместо того, чтобы иметь верхние и нижние границы, эти исследования не предполагают, что CCT имеет значительный эффект, 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 некоторые из вышеприведенных исследований достигали 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 .

Дальнейшие исследования

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, участвующие в этом эксперименте, оценивали диапазон коррелирующих цветовых температур и уровней освещенности, однако их впечатления в целом остались неизменными в виде коррелированной цветовой температуры. 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.

См. также

Ссылки

^ Вайнтрауб, Стивен (сентябрь 2000 г.). «Белый цвет: существует ли «предпочтительная» цветовая температура для выставки произведений искусства?» . Информационный бюллетень Западной ассоциации по сохранению произведений искусства . 21 (3).
^ Круитхоф, Арье Андриес (12 декабря 1934 г.). «Возбуждение молекулярного спектра водорода электронами» . Архивировано из оригинала 24 июля 2011 года . Проверено 6 мая 2008 г. (Докторская диссертация в Утрехтском университете под руководством Леонарда Орнштейна ) (на голландском языке)
^ Круитхоф, Арье Андрис (1941). «Трубчатые люминесцентные лампы общего освещения». Технический обзор Philips . 6 (3): 65–96. ISSN 0031-7926 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Дэвис, Р.Г.; Гинтнер, Д.Н. (1990). «Коррелирующая цветовая температура, уровень освещенности и кривая Круитгофа». Журнал Общества светотехники . Зима: 27–38. дои : 10.1080/00994480.1990.10747937 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Бойс, PR; Каттл, К. (1990). «Влияние коррелированной цветовой температуры на восприятие интерьеров и цветовосприятие» . Световые исследования и технологии . 22 (1): 19–36. дои : 10.1177/096032719002200102 .
^ Вьено, Франсуаза; Мари-Люси Дюран; Элоди Малер (20 июля 2009 г.). «Правило Круитгофа, пересмотренное с использованием светодиодного освещения». Журнал современной оптики . 56 (13): 1433–1446. Бибкод : 2009JMOp...56.1433V . дои : 10.1080/09500340903151278 . S2CID 121921684 .
^ Фрисби, Джон П. (1980). Видение: иллюзия, мозг и разум . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-217672-1 .
^ Бойс, Питер Р. (2003). «Освещение офисов». Человеческий фактор в освещении (2-е изд.). Лондон: Тейлор и Фрэнсис. стр. 245–250. ISBN 978-0-7484-0950-1 .
^ Вьено, Ф; Дюран, М; Малер, Э. (2009). «Правило Круитгофа, пересмотренное с использованием светодиодного освещения». Журнал современной оптики . 56 (13): 1433–1466. Бибкод : 2009JMOp...56.1433V . дои : 10.1080/09500340903151278 . S2CID 121921684 .
^ Ислам, MS; Дангол, Р; Хюваринен, М; Бхусал, П; Оуолакка, М; Халонен, Л. (2015). «Исследования приемлемости светодиодного офисного освещения для пользователей: спектр лампы, пространственная яркость и освещенность». Световые исследования и технологии . 47 : 54–79. дои : 10.1177/1477153513514425 . S2CID 109592929 .
^ Вэй, Минчен; Хаузер, Кевин В.; Орланд, Брайан; Ланг, Дин Х.; Рам, Нилам; Сливинскивински, Мартин Дж.; Бозе, Маллика (2014). «Полевое исследование реакции офисных работников на флуоресцентное освещение с разной ЦКТ и светосилой». Журнал экологической психологии . 39 : 62–76. дои : 10.1016/j.jenvp.2014.04.009 .
^ Фотиос, Стив (2 января 2017 г.). «Пересмотренный график Круитгофа, основанный на эмпирических данных» . ЛЕУКОС . 13 (1): 3–17. дои : 10.1080/15502724.2016.1159137 . ISSN 1550-2724 .
^ Ой, Наоюки; Хиронобу Такахаши (2007). Предпочтительные комбинации освещенности и цветовой температуры в нескольких условиях повседневной жизнедеятельности (PDF) (технический отчет). Университет Кюсю.
^ Бодманн, Х.В.; Г. Зольнер; Э. Войт (1963). «Оценка уровня освещенности различными видами света». Труды CIE . 15 .
^ Хан, С. Влияние освещенности, CCT и декора на восприятие освещения (дипломная работа). Трой, Нью-Йорк : Политехнический институт Ренсселера .

Дальнейшее чтение

Роберт Г. Дэвис; Долорес Н. Гинтнер (1990). «Коррелирующая цветовая температура, уровень освещенности и кривая Круитгофа». Журнал Общества светотехники . 19 (1): 27–38. дои : 10.1080/00994480.1990.10747937 .
Пауло Даниэль Пинто; Жоау Мануэль Масиэль Линьярес; Серхио Мигель Кардосо Насименто (март 2008 г.). «Коррелированная цветовая температура, которую наблюдатели предпочитают для освещения художественных картин» (PDF) . Журнал Оптического общества Америки А. 25 (3): 623–630. Бибкод : 2008JOSAA..25..623P . дои : 10.1364/JOSAA.25.000623 . ПМИД 18311230 . (Исследование, в котором средняя яркость составляла 8 кд /м ², или освещенность 200–400 люкс , в среднем около 330 люкс.)

Внешние ссылки

Дневной свет: Это в глазах смотрящего? Кевин П. Макгуайр.

[1] Вайнтрауб, Стивен (сентябрь 2000 г.). «Белый цвет: существует ли «предпочтительная» цветовая температура для выставки произведений искусства?» . Информационный бюллетень Западной ассоциации по сохранению произведений искусства . 21 (3).

[2] Круитхоф, Арье Андриес (12 декабря 1934 г.). «Возбуждение молекулярного спектра водорода электронами» . Архивировано из оригинала 24 июля 2011 года . Проверено 6 мая 2008 г. (Докторская диссертация в Утрехтском университете под руководством Леонарда Орнштейна ) (на голландском языке)

[Kruithof1941-3] Круитхоф, Арье Андрис (1941). «Трубчатые люминесцентные лампы общего освещения». Технический обзор Philips . 6 (3): 65–96. ISSN 0031-7926 .

[Davis_&_Ginthner_1990-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Дэвис, Р.Г.; Гинтнер, Д.Н. (1990). «Коррелирующая цветовая температура, уровень освещенности и кривая Круитгофа». Журнал Общества светотехники . Зима: 27–38. дои : 10.1080/00994480.1990.10747937 .

[Boyce_&_Cuttle_1990-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с Бойс, PR; Каттл, К. (1990). «Влияние коррелированной цветовой температуры на восприятие интерьеров и цветовосприятие» . Световые исследования и технологии . 22 (1): 19–36. дои : 10.1177/096032719002200102 .

[6] Вьено, Франсуаза; Мари-Люси Дюран; Элоди Малер (20 июля 2009 г.). «Правило Круитгофа, пересмотренное с использованием светодиодного освещения». Журнал современной оптики . 56 (13): 1433–1446. Бибкод : 2009JMOp...56.1433V . дои : 10.1080/09500340903151278 . S2CID 121921684 .

[frisby1980-7] Фрисби, Джон П. (1980). Видение: иллюзия, мозг и разум . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-217672-1 .

[8] Бойс, Питер Р. (2003). «Освещение офисов». Человеческий фактор в освещении (2-е изд.). Лондон: Тейлор и Фрэнсис. стр. 245–250. ISBN 978-0-7484-0950-1 .

[9] Вьено, Ф; Дюран, М; Малер, Э. (2009). «Правило Круитгофа, пересмотренное с использованием светодиодного освещения». Журнал современной оптики . 56 (13): 1433–1466. Бибкод : 2009JMOp...56.1433V . дои : 10.1080/09500340903151278 . S2CID 121921684 .

[Islam_et_al_2015-10] Ислам, MS; Дангол, Р; Хюваринен, М; Бхусал, П; Оуолакка, М; Халонен, Л. (2015). «Исследования приемлемости светодиодного офисного освещения для пользователей: спектр лампы, пространственная яркость и освещенность». Световые исследования и технологии . 47 : 54–79. дои : 10.1177/1477153513514425 . S2CID 109592929 .

[Wei_et_al_2014-11] Вэй, Минчен; Хаузер, Кевин В.; Орланд, Брайан; Ланг, Дин Х.; Рам, Нилам; Сливинскивински, Мартин Дж.; Бозе, Маллика (2014). «Полевое исследование реакции офисных работников на флуоресцентное освещение с разной ЦКТ и светосилой». Журнал экологической психологии . 39 : 62–76. дои : 10.1016/j.jenvp.2014.04.009 .

[Fotios_2017-12] Фотиос, Стив (2 января 2017 г.). «Пересмотренный график Круитгофа, основанный на эмпирических данных» . ЛЕУКОС . 13 (1): 3–17. дои : 10.1080/15502724.2016.1159137 . ISSN 1550-2724 .

[13] Ой, Наоюки; Хиронобу Такахаши (2007). Предпочтительные комбинации освещенности и цветовой температуры в нескольких условиях повседневной жизнедеятельности (PDF) (технический отчет). Университет Кюсю.

[14] Бодманн, Х.В.; Г. Зольнер; Э. Войт (1963). «Оценка уровня освещенности различными видами света». Труды CIE . 15 .

[15] Хан, С. Влияние освещенности, CCT и декора на восприятие освещения (дипломная работа). Трой, Нью-Йорк : Политехнический институт Ренсселера .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]