Cómo evaluar las fuentes de luz LED: F&V Z180 Ultracolor

Sobran las palabras cuando tenemos que enfatizar la importancia de una buena fuente de luz cuando nos enfrentamos a proyectos donde se nos exija un buena reproducción del color, ya que la luz, junto al observador, es en gran parte la culpable de los habituales problemas de reproducción del color.

Sin embargo, cabe plantearse, ¿para que queremos la gestión del color? si no es para paliar “en parte” los defectos producidos por las fuentes de luz sobre nuestros colores. Realmente, esto es así, la gestión del color, ayuda a mitigar los problemas de reproducción por culpa de un mal ilumiante. Sin embargo, quizás la mejor explicación de la importancia de usar buenas fuentes de luz esta en la escala TLCI (Television Lighting Consistency Index) donde además de una escala numérica de 0-100% han asociado estos valores con la supuesta facilidad para conseguir buenos colores. Hay que pensar en el cine o TV no hay gestión del color, sino que hay pura corrección del color, por tanto, a mejores lámparas, menos trabajo de corrección.

El mismo concepto se puede aplicar a la gestión del color, a mejor fuente de iluminación, más precisión en nuestros flujos de trabajo, ya que es necesario ajustes menos severos.

A lo largo de esta web ya he evaluado en diversas ocasiones fuentes de luz así como sus métricas, por lo que en este artículo vamos a referirnos en exclusiva a la luz LED ya que se trata de una nueva fuente de iluminación no exenta de polémica.

¿Que es la luz LED?

Un LED o Light Emitting Diode, no es más que un semiconductor que por un fenómeno de electroluminiscencia entre dos tipos de materiales semiconductores, desprende luz.

El gran problema, y reto, de la luz LED es que en esencia, desprende luz azul, en un pico aproximado de los 450nm el cual debe ser compensado o manipulado de alguna forma para emitir luz blanca. De esto se encarga la capa de fósforo que recubre a la matriz semiconductora, el cual sufre un desplazamiento de Stokes por un fenómeno de fluorescencia, como podemos ver en el gráfico de la izquierda, de forma que tenemos un pico en los 450nm y otro pico o región que debe intentar ocupar el resto del espectro visible, el cual suele ser el el principal problema a la hora de diseñar buenas fuentes de luz LED y es el responsable de la luz blanca propiamente por adición de rojo y verde al espectro que produce de forma nativa la matriz semiconductora.

Ventajas de la luz LED

La luz LED ha penetrado en los últimos años a casi cualquier ámbito de aplicación, desde lámparas de salón que sustituyen a la fluorescencia o incandescencia o linternas portátiles e incluso faros de vehículos. Las ventajas, son una alta eficiencia energética, es decir mucha luz y poco consumo, junto a una larga duración, por tanto la luz LED se propone como la fuente de iluminación más óptima del momento.

Cabe decir que la luz LED esta en pleno desarrollo, no solo queda mucho por hacer aún en materia de reproducción cromática, sino que también en eficiencia energética.

"Paneles" LED

Las luces LED en si mismas son pequeños bulbos de apenas 5mm de diámetro, y aunque potentes, es necesario un agregado de ellas para emitir con cierta potencia de luz, por lo que las lámparas o fuentes de iluminación LED suelen denominarse “paneles” ya que son una matriz de decenas o cientos de pequeñas luces LED.

La luz LED y las métricas

Ya a lo largo de diversos artículos vine haciendo hincapié, en las paradojas que sobrevuelan a la luz LED en cuanto a las métricas para describir su calidad. Uno de los principales problemas, parece residir en la falta de representatividad de la métrica CRI (Color Render Index) para describir al LED, ya que el CRI fue en cierta medida diseñado para describir luz Fluorescente, y parte de la evaluación de muestras de color de bajo cromatismo. Este tipo de evaluación deja al descubierto un aspecto de la luz LED, que es que nos muestra colores con un mayor cromatismo que por el efecto Hunt, se nos revelan como mas naturales a nuestra percepción. Por eso últimamente se han propuesto escalas como la CQS (Color Quality Scale) o la TLCI.

Todas las métricas actuales de caracterización de fuentes de luz (CRI, CQS y TLCI) aunque presentan algunas divergencias veremos que sí muestran una cierta correlación.

Por la contra, todos los estándares de reproducción de color actuales, están referidos a la métrica del CRI por lo que desafortunadamente nos vemos obligados a establecer correlaciones a nivel de estandarización con el resto de métricas.

Analizando una fuente de luz: el caso de los F&V Z180 Ultracolor

F&V es una compañía, quizás desconocida para muchos, pero que sin embargo ya lleva cerca de 10 años en el mercado, muy centrados en temas de iluminación LED precisamente, entre otros dispositivos para cine, televisión y fotografía.

Unos de sus dispositivos estrella, son la serie “Ultracolor” de paneles LED. En este caso vamos a examinar un panel F&V 180 Ultracolor Daylight ya que tienen otros paneles, de diferentes tamaños y temperaturas de color e incluso temperatura de color variable, que no son relevantes para el propósito que nos ocupa.

Esta serie se vende como luz día de unos aproximadamente 5600K y un CRI > 90%, sin embargo hay que matizar, que mientras en otras fuentes de luz como la fluorescente e incandescente, con muchos más años de evolución la temperatura y CRI con muy constantes, en la luz LED tenemos pequeñas variaciones dependiendo de la manufactura de los LEDs.

Así en mi panel F&V 180 Ultracolor, obtengo los siguientes valores, que como podemos ver están condicionados a la potencia con la que trabajemos, ya que estos paneles, son regulables en intensidad:

NOTA: Los datos mostrados son exclusivos para el dispositivo examinado y pueden variar durante la producción.

Esta oscilación de características es muy común en casi todas las fuentes de iluminación, pero quizás en los LED se hace más relevante. De todas formas vemos como en cuanto a calidad de luz nos mantenemos en unos baremos óptimos (CRI>90) e incluso si tomamos la métrica TLCI estos paneles se proponen como excelentes en cuanto a la reproducción del color.

En la gráfica SPD (Spectral Power Distribution) de los F&V 180 Ultracolor se puede ver perfectamente como la región correspondiente a la emisión del fósforo esta modelada para cubrir en lo posible la región del verde y del rojo.

Si por ejemplo tomamos el conjunto de las 15 muestras para la evaluación de la CQS vemos una peor puntuación en la reproducción de los azules, y sin embargo apreciamos una respuesta muy buena en los colores cálidos.

Otro aspecto bastante relevante en cuanto al estudio de fuentes de luz, es como se comportan los difusores en lo relativo a la calidad de la luz. Los difusores son muy habituales en los paneles LED ya que estos tienen una luz bastante puntual. Los paneles F&V suelen tener por ejemplo, un ángulo de unos 65º lo que se traduce en un cono de luz con una base de algo más de 1m de diámetro a un metro de distancia. Por lo que en ciertos trabajos suele ser recomendable un difusor.

En general los difusores son simples láminas de plástico traslúcido, que en general perjudican bastante la reproducción del color. Sin embargo, es un dato interesante, ver como las pantallas difusoras que acompañan a los focos F&V no tienen incidencia en las métricas de calidad, sino que casi exclusivamente en la potencia de luz y algo en la temperatura de color.

Hablando de temperatura de color, si nos fijamos es el parámetro que más oscila sin embargo cabe preguntarse ¿es relevante una temperatura de color constante? desde mi punto de vista, y ya desde hace algunos años, los fenómenos relativos a la temperatura de color son relativamente fáciles de neutralizar salvo que estos sean muy extremos ya pueden provocar la aparición de ruido en determinados canales por un aumento excesivo de la señal a la hora de equilibrar. Por otra parte es raro encontrarnos con fuentes de luz con una temperatura de color balanceada con precisión por lo que siempre nos va a exigir una gestión de la temperatura de color, o dominantes a posteriori.

Otro aspecto curioso de los paneles LED de F&V es que se pueden combinar entre ellos para formar paneles mayores, de forma que el regulador de luz de un pasa a controlar al resto. Esta característica es bastante relevante a la hora de escalar nuestro equipo ya sea al adquirir nuevos equipos o por ejemplo, viajar más ligeros.

Finalmente otro tema interesante es la alimentación, estos modelos de F&V pueden ser alimentados por 3 vias: Alimentación continua con un transformador conectado a la red eléctrica, baterías tipo Sony NP-F550 (con algo más de 1h de autonomía) o 6 pilas tipo AA, que aunque serian una ruina, usarlas en estudio, en trabajos de campo es una opción muy recomendable como emergencia, ya que en casi cualquier sitio es fácil adquirir estas baterías.

La luz LED por tanto se propone como un aliado indispensable en trabajos de campo, donde tengamos que llevar la energía a cuestas, y peso del equipo sea un condicionante. Ya que no solo podemos disponer de una buena calidad de reproducción cromática, sino que también de una alta eficiencia energética. En estudio, la luz LED nos ofrece quizás escenas más naturales, con un mayor cromatísmo, así como una luz fría con la que trabajar con seguridad en la digitalización o documentación de objetos sensibles a los cambios de temperatura.