Kruithof Kurve - Kruithof curve

Die Kruithof-Kurve mit einer beispielhaften Lichtquelle; D65 (nördliches Tageslicht ), in der angenehmen Region.

Die Kruithof-Kurve beschreibt einen Bereich von Beleuchtungsstärken und Farbtemperaturen , die für einen Betrachter häufig als angenehm oder angenehm angesehen werden. Die Kurve wurde aus psychophysischen Daten erstellt, die vom niederländischen Physiker Arie Andries Kruithof gesammelt wurden , obwohl die ursprünglichen experimentellen Daten auf der Kurve selbst nicht vorhanden sind. Die Lichtverhältnisse innerhalb der begrenzten Region wurden empirisch als angenehm oder natürlich bewertet, während die Bedingungen außerhalb der Region als unangenehm, unangenehm oder unnatürlich angesehen wurden. Die Kruithof-Kurve ist ein ausreichendes Modell für die Beschreibung ansprechender Quellen , die als natürlich angesehen werden oder Planckschen Schwarzkörpern sehr ähnlich sind . Ihr Wert für die Beschreibung menschlicher Vorlieben wurde jedoch durch weitere Studien zur Innenbeleuchtung konsequent in Frage gestellt.

Beispielsweise hat natürliches Tageslicht eine Farbtemperatur von 6500 K und eine Beleuchtungsstärke von etwa 10 4 bis 10 5 Lux . Dieses Farbtemperatur-Beleuchtungsstärke-Paar führt zu einer natürlichen Farbwiedergabe , erscheint jedoch bei geringer Beleuchtungsstärke bläulich. Bei typischen Beleuchtungsstärken im Büro in Innenräumen von etwa 400 Lux sind die angenehmen Farbtemperaturen niedriger (zwischen 3000 und 6000 K), und bei typischen Beleuchtungsstärken im Haushalt von etwa 75 Lux sind die angenehmen Farbtemperaturen sogar niedriger (zwischen 2400 und 2700 K). Diese Farbtemperatur-Beleuchtungsstärke-Paare werden häufig mit fluoreszierenden bzw. glühenden Quellen erreicht. Der ansprechende Bereich der Kurve enthält Farbtemperaturen und Beleuchtungsstärken, die mit natürlich beleuchteten Umgebungen vergleichbar sind.

Geschichte

Bei der Entstehung der Leuchtstofflampe im Jahr 1941 führte Kruithof psychophysische Experimente durch, um einen technischen Leitfaden für die Gestaltung künstlicher Beleuchtung zu liefern . Mit Hilfe von Gasentladungs-Leuchtstofflampen konnte Kruithof die Farbe des emittierten Lichts manipulieren und die Beobachter bitten, zu berichten, ob die Quelle für sie angenehm war oder nicht. Die dargestellte Skizze seiner Kurve besteht aus drei Hauptbereichen: dem mittleren Bereich, der Lichtquellen entspricht, die als angenehm angesehen werden; der untere Bereich, der Farben entspricht, die als kalt und dunkel gelten; und der obere Bereich, der Farben entspricht, die warm und unnatürlich bunt sind. Diese Regionen werden, obwohl sie ungefähr sind, immer noch verwendet, um geeignete Beleuchtungskonfigurationen für Wohnungen oder Büros zu bestimmen.

Wahrnehmung und Anpassung

Simuliertes Auftreten einer roten Geranie und von Laub bei normaler Helllichtsicht ( photopisch ), Dämmerungssicht ( mesopisch ) und Nachtsicht ( skotopisch ). Die bläulichen Blumenzentren werden im Bild der Blume in der Dämmerung und in der Nacht immer noch als hell wahrgenommen .

Kruithofs Ergebnisse stehen in direktem Zusammenhang mit der Anpassung des Menschen an Änderungen der Beleuchtung. Mit abnehmender Beleuchtungsstärke nimmt die Empfindlichkeit des Menschen gegenüber blauem Licht zu. Dies ist als Purkinje-Effekt bekannt . Das menschliche visuelle System schaltet von photopic ( cone -dominated) Vision skotopischen ( Stange -dominated) Vision , wenn Luminanz - Spiegel senken. Stäbchen haben eine sehr hohe spektrale Empfindlichkeit gegenüber blauer Energie, während Zapfen unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten gegenüber Rot-, Grün- und Blautönen aufweisen. Da der dominierende Photorezeptor beim scotopischen Sehen am empfindlichsten gegenüber Blau ist, ist die Empfindlichkeit des Menschen gegenüber blauem Licht daher erhöht. Aus diesem Grund wird davon ausgegangen, dass intensive Quellen mit höheren (blaueren) Farbtemperaturen bei niedrigen Leuchtdichten im Allgemeinen unangenehm sind, und es gibt einen engen Bereich an angenehmen Quellen. Anschließend nimmt der Bereich der ansprechenden Quellen beim photopischen Sehen zu, wenn die Luminanzpegel erhöht werden.

Kritik

Während die Kurve als Leitfaden für die Gestaltung künstlicher Beleuchtung für Innenräume verwendet wurde, mit dem allgemeinen Vorschlag, Quellen mit niedrigen korrelierten Farbtemperaturen (CCT) bei niedrigen Beleuchtungsstärken zu verwenden, beschrieb Kruithof weder die Bewertungsmethode noch die unabhängigen Variablen die Testprobe, die zur Entwicklung der Kurve verwendet wurde. Ohne diese Daten oder andere Validierungen sollten die Schlussfolgerungen nicht als glaubwürdig angesehen werden. Die Beziehung zwischen Beleuchtungsstärke und CCT wurde durch nachfolgende Arbeiten nicht unterstützt.

Beleuchtungsstärke und CCT wurden in vielen Studien zur Innenbeleuchtung untersucht, und diese Studien zeigen durchweg eine andere Beziehung als die von Kruithof vorgeschlagene. Anstatt obere und untere Grenzen zu haben, legen diese Studien nicht nahe, dass CCT einen signifikanten Effekt hat, und für die Beleuchtungsstärke schlagen sie nur vor, Werte unter 300 Lux zu vermeiden. Aktuelle Studien haben den kritischen Hauptteil, der das niedrige Beleuchtungsregime oder der niedrige CCT-Bereich unter 3000 K im Allgemeinen ist, nicht untersucht, obwohl einige der oben genannten Studien bis zu 2850 K reichten. Diese Lücken in den Daten sind besonders wichtig, da sie sich auf fast alle "Lifestyle" -Umgebungen beziehen, in denen Lichtdesigner tätig sind - Hotels, Restaurants und Wohnumgebungen. Eine weitere Bewertung dieser Bereiche wäre angesichts der Auswirkungen des jüngsten Lernens auf die gesundheitlichen Auswirkungen von Licht auf den Tagesrhythmus von Nutzen .

Weitere Studien

Die dargestellte Kruithof-Kurve enthält keine experimentellen Datenpunkte und dient als Annäherung an die gewünschten Lichtverhältnisse. Daher wurde seine wissenschaftliche Genauigkeit neu bewertet.

Der Farbwiedergabeindex ist eine Metrik zur Beschreibung des Erscheinungsbilds einer Quelle und der Frage, ob sie als ansprechend angesehen wird oder nicht. Der Farbwiedergabeindex einer bestimmten Quelle ist ein Maß für die Fähigkeit dieser Quelle, Farben eines Objekts originalgetreu wiederzugeben. Lichtquellen wie Kerzen oder Glühbirnen erzeugen Spektren elektromagnetischer Energie, die Planckschen Schwarzkörpern sehr ähnlich sind. Sie sehen natürlichen Quellen sehr ähnlich. Viele Leuchtstofflampen oder LED-Glühbirnen haben Spektren, die nicht mit denen von Planckschen Schwarzkörpern übereinstimmen und als unnatürlich gelten. Daher kann die Art und Weise, wie sie die wahrgenommenen Farben einer Umgebung wiedergeben, auch als unnatürlich angesehen werden. Während diese neueren Quellen immer noch korrelierte Farbtemperaturen und Beleuchtungsstärken erreichen können, die im komfortablen Bereich der Kruithof-Kurve liegen, kann die Variabilität ihrer Farbwiedergabeindexe dazu führen, dass diese Quellen letztendlich unangenehm sind.

Unterschiedliche Aktivitäten oder Szenarien erfordern unterschiedliche Farbtemperatur-Beleuchtungsstärke-Paare: Die bevorzugten Lichtquellen ändern sich je nach dem Szenario, in dem die Quelle leuchtet. Einzelpersonen bevorzugten Farbtemperatur-Beleuchtungsstärke-Paare in der komfortablen Region zum Essen , Geselligkeit und Lernen , aber auch Farbtemperatur-Beleuchtungsstärke-Paare, die sich für nächtliche Aktivitäten und die Vorbereitung auf das Bett in der unteren unbequemen Region befanden. Dies hängt mit dem Purkinje-Effekt zusammen; Personen, die nachts etwas Licht wünschen, wünschen niedrigere (rötlichere) Farbtemperaturen, selbst wenn die Luminanz sehr niedrig ist.

Die Ergebnisse von Kruithof können auch in Abhängigkeit von der Kultur oder der geografischen Lage variieren . Wünschenswerte Quellen basieren auf den früheren Erfahrungen eines Individuums mit der Wahrnehmung von Farben, und da verschiedene Regionen der Welt ihre eigenen Beleuchtungsstandards haben können, würde jede Kultur wahrscheinlich ihre eigenen akzeptablen Lichtquellen haben.

Die Beleuchtungsstärke einer Quelle ist der dominierende Faktor für die Entscheidung, ob eine Quelle angenehm oder komfortabel ist oder nicht, da die an diesem Experiment teilnehmenden Betrachter einen Bereich korrelierter Farbtemperaturen und Beleuchtungsstärken bewerteten, ihre Eindrücke jedoch im Allgemeinen unverändert als korrelierte Farbtemperatur blieben geändert. Zusätzlich besteht eine Beziehung zwischen der korrelierten Farbtemperatur und der scheinbaren Helligkeit einer Quelle. Aus diesen Befunden ist ersichtlich, dass der Farbwiedergabeindex anstelle der korrelierten Farbtemperatur eine geeignetere Metrik sein kann, um zu bestimmen, ob eine bestimmte Quelle als angenehm angesehen wird oder nicht.

Siehe auch

Verweise

Weiterführende Literatur

Externe Links