Indietro

ⓘ Indice di resa cromatica




Indice di resa cromatica
                                     

ⓘ Indice di resa cromatica

L indice di resa cromatica, oppure in inglese Color Rendering Index, di una sorgente luminosa è una misura di quanto naturali appaiano i colori degli oggetti da essa illuminati.

                                     

1. Considerazioni preliminari

Il colore con cui ci appare un oggetto che non emette luce propria dipende sia dal suo modo di riflettere la luce cioè da quali lunghezze donda riflette maggiormente sia dalla luce che lo illumina cioè dalla composizione spettrale di questultima. Dunque, non ha senso parlare di colore reale di un oggetto in senso assoluto senza specificare il tipo di sorgente luminosa che lo illumina.

Appare ragionevole associare ad alcune particolari sorgenti luminose un ruolo privilegiato per ritenere naturali i colori con cui appaiono gli oggetti quando vengono da esse illuminati: tali sorgenti dovranno avere uno spettro completo di tutte le lunghezze donda nel visibile in modo che non vengano trascurate particolari lunghezze donda rispetto ad altre. Come sorgente luminosa privilegiata possiamo, ad esempio, considerare la luce diurna oppure la radiazione emessa da un corpo nero ad una determinata temperatura non inferiore a 1900 K: entrambe soddisfano il requisito di completezza dello spettro.

Per definire lindice di resa cromatica si prende come riferimento proprio la radiazione emessa da un corpo nero: data una sorgente luminosa a una determinata temperatura di colore, tale indice misura la differenza tra come, in generale, appaiono cromaticamente gli oggetti quando sono da essa illuminati e come appaiono quando sono illuminati da una sorgente campione costituita da un corpo nero alla stessa temperatura. Minore è tale differenza, migliore è la resa cromatica della sorgente e maggiore è il valore dellindice.

                                     

2. Definizione

Poiché è corretto confrontare sorgenti alla stessa temperatura di colore, per prima cosa, occorre determinare la temperatura di colore della sorgente in esame, in modo da poter stabilire quale sorgente prendere come campione. Dunque, lindice di resa cromatica per una sorgente luminosa, con temperatura di colore T, si calcola nel modo seguente:

  • si considera un corpo nero alla stessa temperatura T; nella pratica, se T> 5000 K, si utilizzano particolari sorgenti standard stabilite dalla CIE dal francese Commission Internationale de lÉclairage - Commissione Internazionale dellIlluminazione, un organismo che stabilisce metodologie e misure standard per lilluminotecnica;
  • si prendono otto piastrine di colori standard scelti dalla CIE: Rosso, Giallo, Giallo-verde, Verde, Verde-bluastro, Blu-violaceo, Violetto, Porpora rossastro violetto più rosso;
  • si illuminano le otto piastrine sia con la sorgente campione, sia con la sorgente in esame.

A questo punto, ricordiamo che un qualunque colore, con qualunque gradazione, può essere individuato univocamente con alcuni parametri chiamati coordinate cromatiche, per esempio le percentuali di colori fondamentali che occorre miscelare per ottenere tale colore.

Di conseguenza, è possibile realizzare dei diagrammi, con degli assi cartesiani, nei quali ad ogni colore corrisponde un punto le cui coordinate sono uguali alle coordinate cromatiche del colore in questione. Sono stati proposti molti diagrammi di questo tipo: quello utilizzato per il calcolo dellindice di resa cromatica è il diagramma noto con la sigla CIE 1960.

Allora, dopo avere illuminato le otto piastrine:

  • si tracciano sul diagramma sia gli otto punti corrispondenti alle apparenze cromatiche delle piastrine illuminate con la sorgente campione, sia gli otto punti corrispondenti alle apparenze cromatiche delle piastrine illuminate con la sorgente in esame, ottenendo, complessivamente, otto coppie di punti;
  • si calcola la distanza che intercorre tra i due punti di ciascuna coppia, ottenendo, complessivamente, otto valori
Δ E i = U i − U i 0 2 + V i − V i 0 2 + W i − W i 0 2 {\displaystyle \Delta E_{i}={\sqrt {U_{i}-U_{i0}^{2}+V_{i}-V_{i0}^{2}+W_{i}-W_{i0}^{2}}}}
  • per ciascuna di queste otto distanze, si sottrae dal valore 100 il valore di tale distanza moltiplicato per un opportuno fattore sempre uguale tutte le otto volte, ottenendo, complessivamente, otto valori
R i = 100 − 4, 6 Δ E i {\displaystyle R_{i}=100-4.6\Delta E_{i}}

il fattore 4.6 deriva dalla calibratura operata utilizzando come lampada di riferimento una fluorescente standard con indice di resa cromatica posto uguale a 50;

  • a questo punto, lindice di resa cromatica è dato dalla media aritmetica
R a = 1 8 ∑ i = 1 8 R i {\displaystyle R_{a}={\frac {1}{8}}\sum _{i=1}^{8}R_{i}}

Evidentemente, se lapparenza cromatica delle piastrine non muta passando dalla sorgente campione a quella in esame, tutte le otto distanze sono nulle e lindice di resa cromatica è pari al 100%. È possibile perfezionare il calcolo dellindice di resa cromatica, aggiungendo altre sei piastrine di colori standard CIE, per un totale di quattordici piastrine, ed utilizzando diagrammi più complessi.

                                     

3. Valori dellindice di resa cromatica con alcune sorgenti reali

Tutti i radiatori termici a spettro continuo, quindi tutte le lampade a filamento incandescente, siano esse ad alogeni o normali, avendo unemissione sostanzialmente simile a quella del corpo nero, presentano un indice di resa cromatica pari al 100%. Per tutte le sorgenti a scarica nel gas, cioè con spettro a bande, lindice sarà sempre minore del 100%. Per esempio, le lampade fluorescenti trifosforo hanno un indice di resa cromatica pari all80-85%, mentre per le pentafosforo il valore è intorno al 95%. Ricordiamo anche che per le lampade fluorescenti, ma anche per altre sorgenti luminose, i produttori forniscono indicazioni sulla resa cromatica mediante la prima cifra di un apposito codice di colore.

In generale, un indice pari all85-100% indica unottima resa cromatica. Essa è considerata buona per valori del 70-85% e discreta per valori del 50-70%.

                                     

4. Utilizzo delle diverse sorgenti luminose in base allindice di resa cromatica

La norma UNI 10380 suddivide linsieme dei possibili valori dellindice di resa cromatica in cinque gruppi:

  • 1A: R a ≥ {\displaystyle R_{a}\geq } 90%
  • 1B: 80% ≤ R a < {\displaystyle \leq R_{a}