LED e resa cromatica nelle applicazioni critiche

 

La criticità della resa cromatica delle sorgenti allo stato solido, tipica della produzione iniziale agli albori dell’era dei LED, si è rapidamente evoluta, fino ad arrivare ad un ribaltamento che ha del paradossale. Oggi, la possibilità di modulare su diversi canali l’emissione di sorgenti elementari in diverse tonalità di bianco o in colori saturi, consente praticamente di comporre spettri cromatici su misura.

Alcune installazioni recenti, che hanno adottato questo approccio in ambito artistico, hanno mostrato risultati visivamente spettacolari, che tuttavia portano con sé un problema per così dire etico: fino a che punto è lecito enfatizzare un colore specifico, col rischio di compromettere l’equilibrio nelle rese cromatiche dei colori rimanenti?

Nelle illuminazioni commerciali, da sempre si adottano artifici per rendere al meglio i colori di determinati prodotti (la carne, il pesce, il pane, ecc.), ma questo in generale non comporta alcuna conseguenza giacché quelle sorgenti sono destinate appunto ad applicazioni specifiche, per le quali le rese cromatiche dei colori diversi da quelli per i quali sono state concepite non sono rilevanti.

Ma quanto è lecito adottare un approccio analogo nella illuminazione artistica?  Se si enfatizza ad esempio una certa nuance di colore, tipica in un artista o prevalente in un certo dipinto, si rischia di alterare l’equilibrio nella resa dei colori rimanenti che pure, per quanto in misura minore, possono essere stati usati dallo stesso artista, nello stesso dipinto.

Dunque, qualsiasi manipolazione artificiosa di uno spettro, deve sempre essere accompagnata da una analisi accurata sull’intero spettro, che garantisca la maggiore fedeltà possibile nella resa dei colori, per tutta la sua estensione. Ma questo approccio, è oggi reso assai difficoltoso, se non impossibile, dalla carenza di informazioni messe a disposizione dai produttori.

Il problema in effetti, non è altro che quello (annoso) di una valutazione ragionevolmente oggettiva della resa cromatica di una sorgente.

Tutti sappiamo che l’Indice di Resa Cromatica (CRI) è un dato assolutamente insufficiente a descrivere in modo affidabile la resa cromatica di una sorgente, ed abbiamo sempre diffidato della sua validità assoluta. Il CRI è tanto meno affidabile per le sorgenti allo stato solido, che mostrano spesso valori particolarmente deludenti, tali da non rendere giustizia della reale resa cromatica valutata all’esame visivo. E cionondimeno, la praticità di affidarsi ad un solo valore, capace di condensare informazioni complesse, è talmente forte che prima o poi tutti ci siamo trovati nella necessità di appoggiarci a quel dato, pur conoscendone i limiti.

Di un valore di quel genere noi progettisti abbiamo bisogno: che superi i limiti del CRI e sia sintetico ed immediato nell’utilizzo ma, soprattutto che sia significativo.

Questo problema sta creando una situazione paradossale: il massimo della tecnologia disponibile, in fatto di gestione dei colori, si accompagna di fatto al minimo della informazione, mettendo il progettista nella impossibilità pratica di effettuare delle valutazioni comparative consapevoli.

Da una parte, la comunità scientifica sta (da tempo) approfondendo il problema , studiando metodi alternativi al CRI e più efficaci (uno di questi, il CQS, Color Quality Scale, che pare essere il maggior candidato a diventare il nuovo standard, sarà l’oggetto di un articolo di prossima pubblicazione). Dall’altra parte però, in assenza di un approccio universalmente accettato, si sta assistendo a comportamenti disomogenei, che portano ad inaccettabili carenze di informazione. Le informazioni relative agli aspetti cromatici dei LED fornite dalle aziende produttrici di apparecchi, sono in generale molto scarne, e si limitano per lo più alla sola indicazione della temperatura di colore. Il CRI, generalmente, non viene affatto citato, giacché come si è detto fornirebbe risultati deludenti e comunque non significativi. Tanto meno vengono riportati gli spettri cromatici, e neppure vengono forniti parametri alternativi (come il succitato CQS) che, per quanto ancora poco diffusi e dunque difficilmente valutabili, pure potrebbero fornire informazioni utili a quei progettisti che avessero voglia o necessità di approfondire la questione. Purtroppo, questo accade anche per aziende blasonate, dalle quali ci si aspetterebbe una maggiore attenzione.

A complicare ulteriormente la cosa, c’è il fatto che per le sorgenti il cui spettro sia modulabile tramite dimmerazione separata su più canali di sorgenti elementari di diverso colore , non è possibile caratterizzare a priori la resa cromatica della sorgente, giacché questa è appunto variabile. Ci dovrebbe essere dunque la possibilità di valutare tali parametri per qualunque combinazione possibile , tramite software.

In attesa che venga messa a punto un parametro effettivamente significativo e che esso si imponga come nuovo standard in sostituzione del vecchio CRI cosa dovremmo fare noi progettisti? Affidarci al solo esame visivo? O dovremmo sopperire alla carenza di informazioni verificandole direttamente, e dunque facendo entrare nei nostri studi lo spettrofotometro come strumento abituale di analisi, al pari del luxmetro che ciascuno di noi ha comprato per prima cosa, all’inizio della propria attività?

Spero in numerosi e qualificati commenti…

 

 

 

7 commenti
  1. Anonimo
    Anonimo dice:

    hai PIENAMENTE ragione, pensa che io per prima non ho mai amato neanche i filtri cromatici che esaltassero qualche colore su frutta e verdura! Il risultato è così artificiale….
    dobbiamo sicuramente lavorare su questo tema
    Giordana

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  2. paola urbano
    paola urbano dice:

    Il problema sollevato in merito alle scarse o quasi inesistenti informazioni utili che un lighting designer dovrebbe ricevere dai produttori per poter fare delle scelte tecnologiche sensate e consapevoli, oltre ad essere un limite oggettivo per lo svolgimento della professione, è altresì un penoso trend culturale.
    Negli ultimi anni, il livello di informazione sui parametri fotometrici dei prodotti sta diventando inversamente proporzionale al “galoppante” evolversi delle tecnologie.
    Tecnologie complesse che vengono proposte per realizzare effetti scenici dinamici e cromatici sempre più spettacolari, che puntano ad esaltare la funzione “ludica della luce” semplificandone -nel contempo- la gestione in modo tutti possano “giocare”.
    Sì certo, forse potremmo giocare anche noi componendo spettri “su misura” … ma come? Se un esame dei livelli di illuminamento con un luxmetro è cosa semplice, ben più complessa è la misura di uno spettro! Di conseguenza, la distribuzione spettrale, pur essendo uno dei parametri basilari per nostra progettazione, oggi sembra essere diventata un’incognita, o meglio una scelta difficile da controllare, proprio per le diverse variabili che entrano in gioco quando si utilizzano i LED.

    Al momento, in attesa di valutare le differenti combinazioni e risultanti spettrali tramite eventuale software, oggettivamente non ci rimane che fare del nostro meglio: logorando i fornitori con le nostre richieste tecniche, cercando di ricevere più informazioni possibili, scartando immediatamente le aziende che non sono in grado di offrirci delle risposte sensate, sovrapponendo sommariamente qualche distribuzione spettrale cartacea ricevuta, arrangiandoci con valutazioni empiriche… E nel frattempo che cosa succede? Accade che la maggior parte di queste tecnologie non vengono utilizzate con l’attenzione, lo scrupolo e la consapevolezza che richiederebbero.
    Ma quanti di coloro che scelgono di installare queste soluzioni si pongono le domande “etiche” che emergono nelle righe di Massimo?
    Una risposta si può trovare osservando la quantità crescente di nuove aziende Led (molte delle quali non derivano originariamente dal settore della luce) e che nella maggior parte dei casi si presentano con cataloghi davvero scarni -se non totalmente privi- di informazioni tecniche. Eppure questi prodotti hanno un mercato in espansione, in virtù del millantato credito dei contenimenti energetici (il più delle volte senza neanche un valore di efficienza luminosa) e della totale flessibilità di utilizzo grazie alle varianti cromatiche che poi ritroviamo “spalmate” senza un criterio, magari su un bell’edificio storico.

    Venticinque anni fa quando ho incominciato questa professione, erano davvero poche le aziende di lampade che riportavano le caratteristiche spettrali delle sorgenti, così come i produttori di apparecchi che inserivano in catalogo i diagrammi fotometrici e i valori del rendimento ottico (parametro in via di estinzione). In ogni caso, ricordo che nel giro di pochi anni c’era stato uno sforzo imprenditoriale non indifferente e, in un tempo relativamente breve, molti prodotti tecnici sono stati corredati da informazioni che ci permettevano di eseguire delle scelte mirate e consapevoli. L’informazione tecnica era utilizzata dalle aziende stesse per trasmettere la qualità e la competitività della loro produzione.
    Ho difficoltà a riconoscere lo stesso percorso nell’attuale “calderone” dell’evoluzione tecnologica. Sicuramente certi parametri sono più difficilmente valutabili ma credo vi sia anche una tendenza –come ho scritto all’inizio- “culturale”, dove le prolifiche offerte di mercato sono supportate da una richiesta dilagante di basso profilo.
    Mai come in questi tempi mi è capitato di interfacciarmi con nuove realtà produttive che non sanno che cosa significhi ricevere delle richieste fotometriche: un dialogo tra sordi imbarazzante.

    In sintesi, sono convinta che questo Blog possa davvero esserci d’aiuto, diventando una piattaforma di confronto dove anche le aziende che hanno intrapreso un percorso rispondente alle nostre esigenze, possano partecipare esprimendo la loro ricerca, discutendo rapidamente con degli interlocutori attenti, oltre che avere un riscontro per emergere dal “calderone”.

    Spero davvero che l’ApilBlog possa dare un contributo per uscire da questa oscurità.

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  3. marco
    marco dice:

    Quando leggiamo e sentiamo dire che la luce allo stato solido rapprenta per il mondo dell’illuminazione una svolta epocale paragonabile a ciò che in passato fu l’invenzione della lampada a filamento, immediatamente finiamo di pensare alle basialri peculiartià della luce a LED.

    In realtà la luce a LED porta con se molte novità che rendono il suo impiego sempre più complesso; questo, tuttavia, non si è tradotto in una maggior qualità dei prodotti e delle informazioni loro legati anzi, paradossalmente, tanti e TROPPI vendono LED!!!

    Tratto dal “fatto d’arte” del il Corriere della sera un nuovo problema legato a LED ed opere d’arte:

    http://fattoadarte.corriere.it/2011/10/rembrandt_la_ronda_di_giorno.html

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  4. Massimo
    Massimo dice:

    Grazie Marco, per la tua segnalazione. L’articolo che segnali sintetizza perfettamente la gamma di problemi cui mi riferivo.
    Il modo in cui il colore del Rembrandt viene reso dalla nuova illuminazione doveva essere valutato e poi verificato strumentalmente. A giudicare da quello che dice l’articolo, c’è da presumere che questo non sia stato fatto (per mancanza di dati, o per leggerezza, o per incompetenza).

    Sappiamo bene che finanche un approccio basato sulle verifiche più accurate può non essere sufficiente, e che anche un risultato teoricamente e strumentalmente perfetto potrebbe non essere soddisfacente all’esame visivo. A maggior ragione, saltare del tutto questa fase, per applciazioni come queste, è assolutamente inconcepibile. E purtroppo, è quello che sta accadendo con i LED. Gli strumenti teorici tradizionali (CRI) si dimostrano inadeguati; nuovi strumenti tardano ad imporsi, e nel frattempo la pressione commerciale è talmente forte che tende ad arrivare direttamente ai committenti (in questo caso i Direttori dei Musei), saltando a piè pari le più basilari valutazioni tecniche.
    L’evoluzione tecnologica delle sorgenti DEVE essere accompagnata da un approfondimento teorico che, opportunamente gestito da professionisti competenti, serva da supporto alla applicazione ottimale delle nuove tencologie.

    Tanto per cambiare: il ruolo di noi progettisti è fondamentale, sia come stimolo per la messa a punto dei nuovi strumenti di analisi, sia come garanzia per la loro applicazione ottimale.

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  5. Pietro
    Pietro dice:

    Massimo, hai sollevato il lembo del lenzuolo.
    A partire dagli anni ’20 si è manifestato dapprima l’interesse a definire una curva dell’osservatore medio focalizzato in visione fotopica. Una fotometria “brightness”, in quanto ci si riferiva a sorgenti e non a oggetti illuminati (oggi sappiamo bene che i risultati non sono gli stessi se riportati su una fotometria “luminance”). Poi venne la colorimetria, il cui intento era quello di fornire un metodo metrico per quantificare le variazioni di un colore, non di stabilirne le regole percettive. Allo scopo vennero stabilite quali dovessero essere le sorgenti campione di riferimento (standard). Adesso la A (incandescenza) non ci sarà neanche più e con essa il concetto di linea del corpo nero quasi svanisce. Addio spettro continuo. Era così facile: regolazione della tensione, temperatura di colore “quasi” uguale a quella di un corpo nero ideale e quindi legge di Planck per conoscerne l’emissione in corrispondenza di ciascuna lunghezza d’onda. Ma atteniamoci al problema primario: Il sistema colorimetrico CIE nasce, si sviluppa e si articola secondo metodi e protocolli che hanno come obiettivo la quantificazione oggettiva di deviazioni cromatiche. Ne è la conferma il fatto che Mac Adams, provando a inserire un giudizio soggettivo di discriminazione all’interno di questi sistemi, fu costretto a inventarsi una serie di ellissi di discriminazione e a introdurre un metodo statistico di valutazione ( più piccola l’ellisse di discriminazione, più piccola la popolazione capace di percepire le differenze tra due sorgenti primarie). In definitiva, i sistemi di notazione del colore che adoperiamo oggi fondano sulla misura matematica del colore e delle differenze di colore, non sulle differenze percettive. Di quì i limiti che tutti conosciamo. Dobbiamo quindi cominciare a pensare a qualcosa di completamente diverso, ovvero a un o o più sistemi che ci possano fornire indicazioni sulle attitudini cromatiche di una sorgente senza fare riferimento a sorgenti standard ma piuttosto a oggetti standard. E così potremmo prendere come standard A un quadro di Caravaggio. Perchè no.
    Ora il problema si sposta sul fatto che ci piacerebbe emulare una sorgente a filamento con una o più allo stato solido, adesso che siamo orfani dell’incandescenza. Si potrebbe fare, anche se in pratica non è facilissimo. La soluzione esiste, direbbe un matematico, ma non nel campo del reale. Ma è li che finiremo per ritrovarci…
    Se vuoi potremmo parlarne

    Pietro

    Rispondi
  6. Massimo
    Massimo dice:

    Ciao Pietro, grazie del tuo commento. Hai ragione: i sistemi di notazione del colore sono basati su misure matematiche e non sulla percezione. Il colore è una sensazione soggettiva, e dunque non può realmente essere rappresentato da nessun parametro realmente oggettivo. Mi accontenterei però di una caratterizzazione, anche se basata su criteri matematici e statistici, purché supportata da una base teorica robusta, da usare almeno come punto di partenza, conoscendone ed accettandone i limiti…..

    Racconto un aneddotto: mi è capitato di discutere di questo argomento con i tecnici di una azienda che ha realizzato alcune importanti installazioni museali. A loro ponevo gli stessi problemi che sto ponendo qui, sostenendo che la mancanza di dati costituisce una limitazione intollerabile per il progettista, e chiedendogli come loro avessero potuto portare a termine quelle installazioni in totale assenza di tali dati. La loro risposta è stata che non sentivano di avere alcuna responsabilità circa la fedeltà dei colori, e che qualsiasi indice fornirebbe comunque informazioni convenzionali, e dunque è per definizione inattendibili: loro sottopongono il risultato al responsabile artistico della installazione (direttore del museo, curatore della mostra o chi di dovere) ed è poi quest’ultimo a valutare la validità della soluzione e ad assumersene la responsabilità.

    Il nocciolo della questione sta proprio qui. E’ intollerabile che le aziende ignorino completamente il problema: un conto è conoscere il limite di una informazione, e cercare di superarlo, altro conto è ignorarla a priori, e lavorare completamente senza rete, trincerandosi dietro l’argomentazione che qualsiasi informazione sarebbe fuorviante. Non si può (neppure dal punto di vista pratico…) assumere come pratica professionale quella di sottoporre preventivamente all’esame visivo ogni opera. E comunque, il curatore artistico della installazione, che secondo questa ipotesi dovrebbe essere il solo giudice della validità cromatica di una sorgente, fa un altro mestiere, e presumibilmente assume che sia stato io a valutare preliminarmente la fedeltà cromatica di base di una sorgente, prima di sottoporgliela…

    Come ho accennato nel corpo dell’articolo, sto guardando con attenzione all’indice CQS, in corso di sperimentazione da parte del NIST, che ha certamente anch’esso dei grossi limiti intrinseci ma, almeno, potrebbe costituire una base di partenza… Ne parlo in un nuovo articolo, che è la prosecuzione di questo, al quale rimando chiunque abbia voglia di continuare questa discussione…

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