Kruithof kurve - Kruithof curve

Kruithof-kurven med et eksempel på en lyskilde; D65 (nordligt dagslys ) inden i den behagelige region.

Den Kruithof kurve beskriver en region af belysningsniveau niveauer og farvetemperaturer , der ofte ses som komfortabel eller behagelig for en observatør. Kurven blev konstrueret af psykofysiske data indsamlet af den hollandske fysiker Arie Andries Kruithof , selvom de originale eksperimentelle data ikke er til stede på selve kurven. Lysforhold inden for det afgrænsede område blev empirisk vurderet som værende behagelige eller naturlige, hvorimod forhold uden for regionen blev betragtet som ubehagelige, utilfredse eller unaturlige. Kruithof-kurven er en tilstrækkelig model til at beskrive behagelige kilder , der betragtes som naturlige eller ligner Planckian- sorte kroppe , men dens værdi i beskrivelsen af ​​menneskelig præference er konsekvent blevet stillet spørgsmålstegn ved yderligere undersøgelser af indvendig belysning.

For eksempel naturligt dagslys har en farvetemperatur på 6500 K og en illuminans på ca. 10 4 til 10 5 lux . Dette farvetemperatur – belysningsstyrkepar resulterer i naturlig farvegengivelse , men hvis det ses med en lav belysningsstyrke, ser det ud til at være blåligt. Ved typiske indendørs kontorbelysningsniveauer på ca. 400 lux er behagelige farvetemperaturer lavere (mellem 3000 og 6000 K), og ved typiske hjemmebelysningsniveauer på ca. 75 lux er behagelige farvetemperaturer endnu lavere (mellem 2400 og 2700 K). Disse farvetemperatur-belysningspar opnås ofte med henholdsvis fluorescerende og glødende kilder . Det behagelige område af kurven indeholder farvetemperaturer og belysningsniveauer, der kan sammenlignes med naturligt oplyste omgivelser.

Historie

Ved fremkomsten af ​​fluorescerende belysning i 1941 gennemførte Kruithof psykofysiske eksperimenter for at give en teknisk guide til design af kunstig belysning . Ved hjælp af gasudladningslysstofrør var Kruithof i stand til at manipulere farven på udsendt lys og bede observatører om at rapportere om, hvorvidt kilden var behagelig for dem. Skitsen af ​​hans kurve som præsenteret består af tre hovedregioner: den midterste region, der svarer til lyskilder, der betragtes som behagelige; det nedre område, der svarer til farver, der betragtes som kolde og svage; og det øverste område, der svarer til farver, der er varme og unaturligt farverige. Disse regioner, mens de er omtrentlige, bruges stadig til at bestemme passende belysningskonfigurationer til hjem eller kontorer.

Opfattelse og tilpasning

Simuleret udseende af en rød pelargon og løv i normalt syn med stærkt lys ( fotopisk ), skumring ( mesopisk ) syn og nattesyn ( scotopic ). De blålige blomstercentre opfattes stadig som lyse i billedet af blomsten set i skumring og om natten.

Kruithofs resultater er direkte relateret til menneskelig tilpasning til ændringer i belysning. Når belysningsstyrken falder, øges den menneskelige følsomhed over for blåt lys. Dette er kendt som Purkinje-effekten . Det humane visuelle system skifter fra fotopiske ( kegle -dominated) vision til scotopic ( stang -dominated) syn, når luminans niveauet falder. Stænger har en meget høj spektral følsomhed over for blå energi, mens kegler har varierende spektral følsomhed over for røde, grønne og blå. Da den dominerende fotoreceptor i scotopic vision er mest følsom over for blå, øges menneskelig følsomhed over for blåt lys. På grund af dette anses intense kilder til højere (blåere) farvetemperaturer generelt for at være utilfredse ved lave luminansniveauer, og der findes et snævert udvalg af behagelige kilder. Derefter øges rækken af ​​behagelige kilder i fotopisk syn, når luminansniveauer øges.

Kritik

Mens kurven er blevet brugt som en guide til at designe kunstig belysning til indendørs rum, med det generelle forslag om at bruge kilder med lave korrelerede farvetemperaturer (CCT) ved lave belysningsstyrker, beskrev Kruithof ikke evalueringsmetoden, de uafhængige variabler eller testprøven, der blev brugt til at udvikle kurven. Uden disse data eller anden validering bør konklusionerne ikke betragtes som troværdige. Forholdet mellem belysningsstyrke og CCT blev ikke understøttet af efterfølgende arbejde.

Illuminance og CCT er blevet undersøgt i mange undersøgelser af indvendig belysning, og disse undersøgelser viser konsekvent et andet forhold til det, der blev foreslået af Kruithof. I stedet for at have øvre og nedre grænser antyder disse undersøgelser ikke, at CCT har signifikant effekt, og at lysstyrke kun antyder at undgå niveauer under 300 lux. Nuværende undersøgelser har ikke udforsket den vigtigste kritiske del, der er lavbelysningsregimet eller det lave CCT-interval under 3000K generelt, selvom nogle af ovenstående undersøgelser nåede ned til 2850K. Denne mangel på data er særlig vigtig, da den vedrører næsten alle "livsstils" miljøer, hvor belysningsdesignere opererer - hoteller, restauranter og boligindstillinger. Yderligere evaluering af disse områder ville tjene godt i betragtning af konsekvenserne for nyere læring af de sundhedsmæssige konsekvenser af lys på den døgnrytme .

Yderligere undersøgelser

Kruithof-kurven, som præsenteret, indeholder ikke eksperimentelle datapunkter og fungerer som en tilnærmelse til ønskelige lysforhold. Derfor er dens videnskabelige nøjagtighed blevet revurderet.

Farvegengivelse er en metrik til at beskrive udseendet af en kilde, og hvorvidt det anses tiltalende. Farvegengivelsesindekset for en given kilde er et mål for kildens evne til trofast at gengive farver på et objekt. Lyskilder, som stearinlys eller glødepærer producerer spektrum af elektromagnetisk energi, der ligner Planckian sorte kroppe; de ligner meget naturlige kilder. Mange lysstofrør eller LED-pærer har spektrum, der ikke svarer til dem fra Planckian blackbodies og betragtes som unaturlige. Derfor kan den måde, hvorpå de gengiver de opfattede farver i et miljø, også betragtes som unaturlig. Mens disse nyere kilder stadig kan opnå korrelerede farvetemperaturer og belysningsstyrkeniveauer, der ligger inden for det komfortable område af Kruithof-kurven, kan variation i deres farvegengivelsesindeks få disse kilder til at blive utilfreds.

Forskellige aktiviteter eller scenarier kræver forskellige farvetemperatur – belysningspar: foretrukne lyskilder skifter afhængigt af det scenarie, kilden lyser. Enkeltpersoner foretrak parret med farvetemperatur - lysstyrke inden for det komfortable område til spisning , socialt samvær og studier , men foretrak også farvetemperatur - lysstyrkepar, der var i det lavere ubehagelige område til natteaktiviteter og forberedelse til sengetid. Dette er knyttet til Purkinje-effekten; individer, der ønsker noget lys om natten, ønsker lavere (rødere) farvetemperaturer, selvom luminansniveauerne er meget lave.

Kruithofs fund kan også variere som en funktion af kultur eller geografisk placering. Ønskelige kilder er baseret på individets tidligere erfaringer med at opfatte farve, og da forskellige regioner i verden måske har deres egne lysstandarder, vil hver kultur sandsynligvis have sine egne acceptable lyskilder.

En kildes belysningsstyrke er den dominerende faktor for at afgøre, om en kilde er behagelig eller behagelig, da seere, der deltager i dette eksperiment, evaluerede en række korrelerede farvetemperaturer og lysstyrkeniveauer, men deres indtryk forblev generelt uændrede som korrelerede farvetemperatur ændret. Derudover er der et forhold mellem korreleret farvetemperatur og kildens tilsyneladende lysstyrke. Fra disse fund er det tydeligt, at farvegengivelsesindeks i stedet for korreleret farvetemperatur kan være en mere passende måling til bestemmelse af, om en bestemt kilde anses for behagelig eller ej.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links