Недавно дизайнеры, технологи и исследователи освещения собрались на семинаре DOE SSL в Сан-Диего, чтобы обсудить последние разработки и интересные открытия в области влияния освещения на физиологию для людей, растений и животных. Посыл был очень четким. Пришло время быть ориентированным на человека, а не на люмен!

Джана Фелан, директор OLED UX North America

Энергосбережения не единственная цель

Отдел технологий твердотельного освещения (SSL) в департаменте энергетики США в последнее время переключил свое внимание с исключительно экономии энергии на воздействие освещения на физиологию человека. Это происходит из успешной программы по внедрению твердотельного освещения (LED и OLED), при этом экономия энергии составила более 1,1 квадриллион британских тепловых единиц в 2017 году. Эта цифра просто огромна! Только в 2014 году экономия для потребителей составила 12 миллиардов долларов, а Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США ожидает, что экономия вырастет до 4,8 квадратов к 2035 году (52 миллиарда долларов)!

Так как же нам перейти от экономии энергии к освещению, ориентированному на человека?

Век люменов

Дизайнеры освещения разделяют источники света источники света по количеству люмен для достижения стандартизированных уровней освещения. Люмен  — это единица измерения  по стандарту CIE 1924 года, основанного на понимании принципов работы светочувствительных рецепторов глаза наукой вековой давности!

За последние два десятилетия наука расширила наше понимание фоторецепторов. Обнаружение невизуальных фоторецепторов (нет ответной реакции на свет) ставит под сомнение традиционное предположение, что фотонная функция представляет собой полный ответ человека на свет. Невидимые рецепторы запускают критические клеточные функции, в частности, управление циркадными часами.

Фотопическая кривая используется для определения стандартов светового потока, которые мы используем для освещения, а две другие кривые представляют биологические реакции (через глаз), которые не учитываются при определении света. Они способствуют восприятию бликов, управлению циркадным ритмом и многим другим.

Как отметил Брайан Лейбель (Illuminating Engineering Society), между ограничениями фовеального зрения и открытием невизуальных рецепторов огромное количество знаний и стандарт светового потока 1924 года не учитывает 90% информации!

«Правильный» свет

На семинаре Марк Херф (президент, f.lux) и Вутер Соер (директор по разработке продуктов освещения, Lumileds) были среди нескольких экспертов, которые предложили переосмыслить освещение сквозь призму эффективного применения, которое учитывало бы как визуальные, так и невизуальные рецепторы.

Проще говоря: насколько эффективно световое решение для обеспечения «правильной» световой энергии с правильной дозировкой для желаемой цели?

На практике это чрезвычайно сложно, поскольку определение «правильного» света сильно варьируется от временем суток по дозировке, спектральной мощности и т.д. Разработка нового стандарта освещения еще более усложняется фотонной историей человека. Другими словами, количество и тип света, которому человек подвергался в течение дня, будет влиять на уровень воздействия света на него. Мариана Фигейро (директор Исследовательского центра освещения, RPI) сообщила, что дозировка и спектральное распределение света в течение дня могут существенно сдвинуть меланопический ответ.

Человеко-ориентированные условия

Освещение, ориентированное на человека, — это не только циркадные часы и невизуальные рецепторы. Люмены не могут быть лучшим стандартом и тем не менее, визуальные  рецепторы очень важны.

Вопрос: как сделать, что бы здоровое освещение для биологических часов  было полезным для производительности и визуального комфорта.

 М. Паттисон и др., Представленный на DOE SSL Workshop 2020, Сан-Диего, Калифорния

Отличной отправной точкой для этой новой перспективы является сосредоточение внимания на двух факторах визуального комфорта, выделенных на семинаре: блики и цветопередача.

Светодиоды часто воспринимаются как «яркий свет». Точечные светильники высокой интенсивности могут усугубить блики.  При этом  параметр UGR (единый рейтинг бликов) не учитывает меланопический/фотопический фактор, как и вклад бликов от пространственных неоднородностей в светодиодных источниках света.

Эксперимент, проведенный Сэмом Берманом и Брэдом Шлессельманом (Musco Lighting), показал, что источники с более высоким меланопическим светом выглядят ярче и создают более яркие блики.

В дополнение к тому факту, что светодиоды обычно богаты меланопическим светом, они являются точечным источником света, что приводит к потенциально яркому свету. Поскольку OLED — это естественный рассеянный источник света с умеренным меланопическим вкладом, он неизменно воспринимается как не имеющий бликов, даже при уровнях яркости выше 8000 кд / м2.

Сейчас проходит глобальное исследование рынка, чтобы выяснить, какие функции освещения представляют ценность для клиента. Исследование было проведено Лизой Скаматц (SERA), которая попросила участников перечислить относительную величину бликов, мерцания, цветопередачи, ночного неба и настраиваемой CCT. Лиза сообщила, что существует спрос на источники с низкой яркостью и высокой цветопередачей в 33% от общего числа.

Люди не могут приспособиться к плохой цветопередаче. Где-то мы можем привыкнуть к неидеальной ситуации, например, если у вас не работает одна лампочка в  светильнике, но мы просто не можем приспособиться к плохому цвету. Плохое остается плохим.

Вывод

Сообщество освещения работает над новыми стандартами, которые реализуют ориентированный на человека свет на основе как визуальных, так и невизуальных рецепторов.

Несмотря на сложность, эта ориентированная на человека эффективность предлагает некоторые начальные шаги:

• «Уйдите с потолка». Используйте качественные настольные и персональные источники света, которые обеспечивают прямой свет, чтобы обеспечить дневную световую дозировку для регуляции суточного ритма
• Используйте несколько цветовых температур и интенсивностей, чтобы обеспечить хорошее цветное восприятие в согласовании с циркадными требованиями.
• -Высокая CCT и интенсивность для фонового освещения и более низкая CCT и интенсивность для прямого освещения
• Низкая яркость и высокая цветопередача высоко ценятся и обеспечивают визуальный комфорт, уменьшая усталость глаз и головные боли, одновременно повышая производительность и настроение.
• Дозировка освещения важна для циркадных ритмов; Низкие блики и источники высокой цветопередачи могут обеспечить необходимую дозировку.Как добиться яркого света, яркости и яркости для визуального отклика и комфорта благодаря индивидуальному освещению, которое выходит за пределы потолка? Ответ ясен: свет OLED.