Spektrum, SPD, Duv und Farbort

Was ist das Spektrum?

Ein Spektrum bezeichnet den Bereich unterschiedlicher Wellenlängen des von einer Quelle emittierten Lichts (oder anderer Arten elektromagnetischer Strahlung). In der Licht- und Farbwissenschaft zeigt das Lichtspektrum, wie viel Licht bei jeder Wellenlänge emittiert wird – von kurzen Wellenlängen (blau/violett) bis zu langen Wellenlängen (rot).

Das sichtbare Spektrum ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, den der Mensch sehen kann – etwa von 380 bis 780 Nanometern (nm).

Ein Lichtspektrum-Diagramm, ähnlich einem Diagramm, stellt die Verteilung des Lichts über verschiedene Wellenlängen (oder Farben) visuell dar. Es zeigt in der Regel die Lichtintensität bei jeder Wellenlänge und hilft dabei, die Zusammensetzung der Lichtquelle zu verstehen.

🔹 Die x-Achse stellt in der Regel die Wellenlänge in Nanometern (nm) dar

🔹 Die y-Achse stellt die relative Intensität bzw. Energie des Lichts dar

Was ist die spektrale Leistungsdichte (SPD)?

Die spektrale Leistungsdichte (SPD) einer gemessenen Lichtquelle beschreibt den Bereich und die Intensität der emittierten Wellenlängen innerhalb des sichtbaren Spektrums, typischerweise von etwa 380 bis 780 Nanometern. Die SPD gilt als der wahre „Fingerabdruck“ einer Lichtquelle, da sie maßgeblich bestimmt, wie Farben wiedergegeben werden.

Die SPD beschreibt, wie viel Leistung eine Lichtquelle bei jeder Wellenlänge emittiert, und beeinflusst damit die wahrgenommene Farbe und Lichtqualität. Die SPD-Messung gibt die Leistung pro Flächeneinheit und pro Wellenlängeneinheit einer Beleuchtung an.

Wellenlängen (λ)

Eine Wellenlänge ist der horizontale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen. Licht wird anhand seiner Wellenlänge gemessen und in Nanometern (nm) angegeben.

Dominante Wellenlänge (λd)

Die dominante Wellenlänge bezeichnet diejenige Wellenlänge, die in einer aus mehreren Wellenlängen zusammengesetzten Farbe als am stärksten oder repräsentativsten wahrgenommen wird. Sie gibt den wahrgenommenen Farbton des Lichts an.

Spitzenwellenlänge (λp)

Dies ist die Wellenlänge, bei der das Lichtspektrum seine maximale Intensität erreicht. Sie lässt sich im Spektrumdiagramm als der höchste Peak identifizieren.

🔹 Die Spitzenwellenlänge kennzeichnet den hellsten Bereich des Lichtspektrums
🔹 Die dominante Wellenlänge hingegen repräsentiert die Farbe, die wir vom Licht wahrnehmen

Spitzenintensität (λpv)

Dies ist der tatsächliche Intensitätswert bei der Spitzenwellenlänge. Er zeigt, wie viel Licht bei dieser spezifischen Wellenlänge emittiert wird.

Was ist Chromatizität?

Chromatizität ist eine Methode zur Beschreibung der Farbe des Lichts, unabhängig von seiner Helligkeit. Technisch gesehen handelt es sich um eine objektive Messung von Farbton und Sättigung, ohne Berücksichtigung der Luminanz (Helligkeit). Während die Helligkeit angibt, wie intensiv ein Licht ist, beschreibt die Chromatizität, welche Farbe es hat.

Sie wird in der Regel durch Koordinaten in einem Chromatizitätsdiagramm dargestellt (z. B. im CIE-1931-Diagramm), das Farben anhand ihrer spektralen Eigenschaften abbildet.
Kurz gesagt:

🔹 Farbton = die Art der Farbe (z. B. Rot, Grün, Blau usw.)

🔹 Sättigung = wie kräftig oder gedämpft die Farbe ist

Chromatizität kann durch Koordinaten dargestellt werden, die aus der spektralen Leistungsdichte (SPD) berechnet und mithilfe eines von der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE) veröffentlichten Farbraumdiagramms bestimmt werden. Das CIE-1931-Chromatizitätsdiagramm verwendet (x, y)-Koordinaten zur Abbildung der Chromatizität, wobei ein Koordinatenpaar eine numerische Beschreibung der Farbe einer Lichtquelle liefert.

Was ist Duv?

Duv (kurz für „Δu,v Distance“) ist ein in der Lichttechnik verwendetes Maß zur Beschreibung der Abweichung der Lichtfarbe einer Lichtquelle von der Schwarzkörperkurve (Blackbody Locus) in einem Chromatizitätsdiagramm. Die Schwarzkörperkurve stellt die Lichtfarben dar, die ein idealer Schwarzkörperstrahler bei unterschiedlichen Temperaturen emittiert und die vom menschlichen Auge in der Regel als natürlich und angenehm wahrgenommen werden.

Duv quantifiziert den Abstand zwischen der Chromatizität einer Lichtquelle und dem nächstgelegenen Punkt auf der Schwarzkörperkurve (Blackbody Locus) im CIE-1960-(u,v)-Chromatizitätsdiagramm.

🔹 Ein positiver Duv-Wert bedeutet, dass die Chromatizität oberhalb der Schwarzkörperkurve liegt (oft mit einem grünlichen Farbstich)

🔹 Ein negativer Duv-Wert bedeutet, dass die Chromatizität unterhalb der Schwarzkörperkurve liegt (oft mit einem rosafarbenen oder magentafarbenen Farbstich)

🔹 Ein Duv-Wert von null bedeutet, dass die Farbe genau auf der Schwarzkörperkurve liegt – dies gilt als ideales weißes Licht. Lichtquellen mit einem Duv nahe null werden allgemein bevorzugt, da sie natürlicher wirkendes Licht erzeugen.

Typisch empfohlener Duv-Bereich:

🔹 Allgemeinbeleuchtung: –0,006 bis +0,006

🔹 Hochwertige Beleuchtung: –0,003 bis +0,003