Белые светодиоды и восприятие цвета

Меня очень интересует светодиодное освещение и различный разброс длин волн по сравнению с другими типами (например, вольфрамовыми).

Учитывая, что белая светодиодная лампа фактически производит 3 разных пика в красной, зеленой и синей длинах волн. Почему мы никогда не сталкиваемся с артефактами этого в реальности?

Например, предположим, что я поставил в комнате апельсин и зажег его вольфрамовой лампочкой. Предположим, что он отражает только очень небольшую полосу длин волн от 600 до 610 нм. Свет отражается от плода и достигает моего глаза. Свет стимулирует (в основном) мои красный и зеленый датчики, и я воспринимаю этот цвет как оранжевый.

Однако, если освещать светом R, G, B с зеленым на 530 нм и красным на 680 нм, не будет света с правильной длиной волны, доступной для отражения от оранжевого, и он будет казаться ЧЕРНЫМ.

Тем не менее, мы никогда не видим этого эффекта, даже в той незначительной степени, когда цвет выглядит «странным». Является ли это исключительно тем, что ВСЕ цвета вокруг нас — по чистой случайности — очень хорошо отражают широкую полосу цветов ВОКРУГ их воспринимаемого цвета, которая включает в себя пики RGB — или имеет место какой-то другой эффект?

Когда светодиодная лампа окружена матовой оболочкой, имеет ли это эффект расширения спектра или пики остаются одинаково различимыми после прохождения через оболочку? Другими словами, может ли оболочка сместить длину волны части света на пути?

Спектры источников света создают цветовые артефакты. Это грубо отражается в таких величинах, как «индекс цветопередачи» (cri), которые пытаются дать простые средства оценки технических качеств цветопередачи коммерческих источников света. Вы правы, однако, если бы мы хотели зафиксировать весь спектр эффектов, нам пришлось бы иметь дело непосредственно со спектрами, что сложно.
Я помню из своих дней фотографии, что вольфрамовый свет оранжевый, флуоресцентный - светло-зеленый и т. Д., Но я все еще думаю о них как о достаточно хорошем РАСПРОСТРАНЕНИИ цветов, хотя им не хватает определенных длин волн. Наш мозг так хорошо компенсирует цветовое смещение, что мы этого не замечаем. Мне просто кажется, что светодиоды — крайняя версия этого явления — и наш мозг не может видеть оранжевый цвет, когда объект буквально черный.
Я не могу выразить это в фотографических терминах для вас, но беспокойство обосновано. Можно четко увидеть разницу между ранними светодиодными лампами с индексом цветопередачи ниже 60 и современными конструкциями с индексом цветопередачи >90. Люминофоры, используемые в этих светильниках, имеют более широкий спектр, который начинает приближаться к источникам теплового света, но все еще присутствует синий/фиолетовый пик от управляющего светодиода. Я ожидаю почти идеального твердотельного освещения в течение следующих двух десятилетий или около того. Это непростая технологическая задача, но физика понятна, и светотехническая промышленность над ней работает.
Google для метамерии и метамерного отказа.
PS: большинство белых светодиодов не имеют спектра с красными, синими и зелеными пиками. Большинство излучают спектр с узким синим пиком (от самого светодиода) и очень широким желтоватым спектром от люминофора. en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Фосфорные_светодиоды
@jameslarge Спасибо, метамерия просто кажется названием известной мне концепции, когда мы автоматически компенсируем разные спектры из-за нашего предубеждения о цвете объекта. Я знаю о светодиодах на основе люминофора - я просто не знал, что они составляют основную часть домашнего светодиодного освещения. Если вы уверены в этом факте, МОЖЕТ помочь ответить на вопрос...?

Ответы (2)

То, о чем вы говорите, называется индексом цветопередачи (CRI) источника света. Я обсуждал это в нескольких предыдущих ответах - этот , тот и особенно этот

Напомним: если спектр освещения не совпадает со спектром белого света, тот или иной цвет может восприниматься мозгом как нечто совершенно иное. Хитрость в создании «хорошего» источника белого света заключается в смешивании люминофоров, которые достигают этого эффекта. Простое использование трех квазимонохроматических источников света (красный, зеленый, синий светодиод) — очень плохой способ добиться белого освещения: хотя глаз может воспринимать правильную смесь как белый, если вы смотрите прямо на источник света, на самом деле ничего не скажешь. как вы будете воспринимать цвета, выходящие за пределы спектра освещения.

И это именно то, что измеряет CRI.

Прежде всего, белые светодиоды обычно НЕ являются комбинацией RGB-подсветки. Большинство белых светодиодов представляют собой комбинацию синего светодиода с желтоватым флуоресцентным покрытием, которое преобразует часть синего света в желтый. Цветовая температура белых светодиодов регулируется путем изменения количества/типа этого флуоресцентного материала.

Вот так выглядит спектр белого светодиода 5000К:

Ничиа белый светодиод 5000K

Это синий светодиод с пиковой частотой около 450 нм в сочетании с флуоресцентным материалом, который преобразует синий свет в большой набор других длин волн от 450 до 750 нм с пиковой частотой около 560 нм.

Это должно ответить на ваш первый вопрос: очевидные артефакты, о которых вы говорите, не появляются, потому что, несмотря на то, что он имеет форму горы, спектр белого светодиода непрерывен : присутствуют все длины волн видимого спектра.

*

Теперь об апельсине. Спектр отражения оранжевого цвета также непрерывен:

Реальный спектр кожицы апельсина

Нет причин, по которым апельсин будет казаться черным, как вы говорите, даже с белым светом RGB, поскольку свет все равно будет отражаться кожурой апельсина.

Однако на самом деле у вас была хорошая интуиция, поскольку, как уже указывают комментарии ниже, артефакты существуют, а RGB или стандартный белый светодиод не отображают те же цвета, что, скажем, солнечный свет.

Обратите внимание, что если бы материалы можно было настроить так, чтобы они отражали 100 % некоторых выбранных узких полос длин волн, эти материалы были бы очень красочными и в то же время очень темными, поскольку они поглощали бы большую часть входящего света.

*

На третий вопрос ответ НЕТ. Диффузионное качество оболочки (прозрачная, матовая...) существенно не меняет спектр света.

Белые светодиоды и восприятие цвета
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v