Beleuchtung in Innenräumen - Human Centric Integrative Lighting. Tran Quoc Khanh
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Die Spektralfarben (monochromatische Strahlungen) bilden den linken, oberen und rechten Rand des schuhförmigen Bereichs aller existierenden Farborte. In Abb. 2.6 sind einige Spektralfarben (wie 680, 640, 600 nm usw.) zwischen 380 und 680 nm gekennzeichnet. Die Purpurlinie verbindet die Farborte der linken (380 nm) und der rechten (680 nm) extremen Wellenlängen. Der Temperaturfarbenzug (oder plancksche Kurve) stellt die Normfarbwertanteile x, y der Schwarzkörperstrahler dar. Die Abb. 2.6 veranschaulicht auch die sog. Schwarzkörperstrahler mit Temperaturen zwischen 2000 und 20 000 K. Gekennzeichnet sind die Temperaturen 2700 und 4000 K. 20 000 K befindet sich am linken Ende des Temperaturfarbenzuges.
In Verbindung mit dem Temperaturfarbenzug wird der in der Theorie der Bewertung der Farbwiedergabe wichtige Begriff ähnlichste Farbtemperatur (𝑇cp, in Kelvin) einer zu testenden Lichtquelle (sog. Testlichtquelle) wie folgt definiert: die Farbtemperatur, deren Farbort auf dem Temperaturfarbenzug dem Farbort der Testlichtquelle in einer gleichförmigen Farbtafel (in dem die Abstände zwischen zwei Farben, die sog. Farbabstände, annähernd wahrnehmungsgemäß abgebildet sind; die Normfarbtafel entspricht diesem Kriterium nicht) am nächsten liegt [15]. Als gleichförmige Farbtafel wird – zur Berechnung der ähnlichsten Farbtemperatur – die sog. UCS-Farbtafel (CIE 1960) herangezogen, deren
Abb. 2.6 Wichtige Farborte in der Normfarbtafel. Quelle: TU Darmstadt.
Achsen (𝑢 und 𝑣) laut Gl. (2.4) definiert werden.
Die Farborte der mittleren Tageslichtphasen mit unterschiedlichen ähnlichsten Farbtemperaturen [14] befinden sich auf einem Kurvenzug oberhalb des Temperaturfarbenzuges. Diese werden in Abb. 2.6 zwischen 𝑇cp = 5000 K und 𝑇cp = 20 000 K dargestellt. In der lichttechnischen Praxis sind die Tageslichtarten D65 (𝑇cp = 6504 K) und D50 (𝑇cp = 5003 K) besonders relevant. Die Abb. 2.7 zeigt den relativen spektralen Strahlungsfluss der Schwarzkörperstrahler mit den Verteilungstemperaturen 2700 und 4000 K sowie der Tageslichtarten D50 und D65.
Aus der Abb. 2.7 geht hervor, dass der Schwarzkörperstrahler mit 2700 K (P2700) einen hohen Gelb- bzw. Rotanteil hat (darum ist seine Lichtfarbe gelblich, sog. Warmweiß), der bei den Lichtarten P4000, D50 bzw. D65 immer kleiner wird, wobei sich der Blauanteil im relativen spektralen Strahlungsfluss dieser Lichtquellen in dieser Reihenfolge erhöht. Aus diesem Grund weist die Lichtart D65 einen kälteren Weißton auf (sog. Kaltweiß).
Eine bessere Annäherung einer gleichförmigen Farbtafel stellt die Gl. (2.5) dar, die das Farbdiagramm nach CIE 1976 UCS (oder 𝑢′, 𝑣′-Diagramm) ergibt. Ein Vergleich der Gln. (2.4) und (2.5) zeigt den folgenden Zusammenhang: 𝑢 = 𝑢′;𝑣 = (2∕3)𝑣′.
Abb. 2.7 Relativer spektraler Strahlungsfluss (≡ 1 bei 555 nm) der Schwarzkörperstrahler mit den Temperaturen 2700 K (P2700) und 4000 K (P4000) sowie der Tageslichtarten D50 und D65. Quelle: TU Darmstadt.
2.2.3 Farberscheinung, Farbumstimmung, Farbräume, Farbdifferenzformeln
Die in Abschn. 2.2.2 definiertenNormfarbwerte X, Y, Z und Normfarbwertanteile 𝑥, 𝑦 sind zur Quantifizierung der Farbwahrnehmung, d.h. der sog. Farbmerkmale, nicht geeignet. Diese wahrgenommenen Farbmerkmale schließen den Buntton, die Helligkeit, die Relativhelligkeit, die Farbigkeit, die Sättigung und die Buntheit ein, die (nach [10]) wie folgt definiert werden.
Buntton: Der Begriff Buntton beschreibt, zwischen welchen zwei Grundfarben des Satzes Rot, Gelb, Grün, Blau sich die Farbwahrnehmung des Farbreizes befindet und wie viel Prozent sie von den beiden Grundfarben aufweist. Zum Beispiel befindet sich ein bestimmter Orangeton zwischen Rot und Gelb und weist wahrnehmungsgemäß 40% Rot und 60% Gelb auf (engl. hue).
Helligkeit: wie viel Licht der Farbreiz wahrnehmungsgemäß zu emittieren scheint (engl. brightness).
Relativhelligkeit: wahrgenommene Helligkeit des Farbreizes in Bezug auf die Helligkeit eines Referenzweißes im Gesichtsfeld. Das Referenzweiß kann z.B. eine weiße Wand in einem Innenraum sein (engl. lightness).
Farbigkeit: absolut wahrgenommene Farbmenge in einem Farbreiz (engl. colourfulness).
Sättigung: die Farbigkeit des Farbreizes bezogen auf die eigene Helligkeit des Reizes (engl. saturation).
Buntheit: die Farbigkeit des Farbreizes bezogen auf die Helligkeit des Referenzweiß (engl. chroma).
Wahrnehmungsgemäß können verschiedene Farbreize (z.B. verschiedenfarbige ausgedruckte Farbmuster) in einem dreidimensionalen Farbkörper manuell (mithilfe eines/einer Künstlers/-in) visuell gleichabständig angeordnet werden (s. Abb. 2.8). Der so ent stehende Farbkörper (s. Abb. 2.8) veranschaulicht die oben definierten wahrgenommenen Farbmerkmale. Farbräume stellen mathematische Modelle des Farbkörpers dar.
Abb. 2.8 Veranschaulichung eines dreidimensionalen Farbkörpers mit den Grundeigenschaften der Farben. Entlang der mittleren Achse befinden sich die sog. unbunten Farben, die keine Farbigkeit aufweisen. Die Relativhelligkeit steigt von unten nach oben, die Buntheit von innen nach außen. Der Buntton ändert sich kontinuierlich um die Unbuntachse herum. Farbräume stellen mathematische Modelle des Farbkörpers dar. Quelle: Torso ColorTraining Basics 1, Tool 1 – Part 1/2, reproduziert mit Genehmigung des Torso-Verlages.
Die Farberscheinung eines Farbreizes [16, 17], d.h.einer räumlich begrenzten homogen strahlenden Fläche (z.B.eines homogen ausgefüllten Kreises mit einem Durchmesser von 4°), hängt allerdings nicht nur von der Fläche selbst, sondern auch von deren Umgebung, im Allgemeinen vom gesamten Gesichtsfeld ab. So beeinflussen das Leuchtdichteniveau und die Normfarbwertanteile des in der visuellen Umgebung vorherrschenden