RGB auf Warmweiss gemischt (nah)

RGB-LED Streifen mit roten, grünen und blauen Chips sind sehr gut geeignet, um Farbeffekte, z.B. als Lichtakzent in einem Wohnraum oder an Gebäuden usw. zu erzeugen.

Aber lässt sich mit RGB-LED Streifen auch überzeugendes, weißes Licht erzeugen, sprich Warmweiß, Kaltweiß und Neutralweiß oder wirkt dieses über RGB-LEDs erzeugte Weiß einfach stets unnatürlich?

RGB Neonflex

Die Antwort ist generell zweigeteilt und davon abhängig, für welchen Zweck man das weiße Licht einsetzen möchte. Wir unterscheiden hierbei zwischen reinem Effektlicht und einer richtigen Beleuchtung, sprich wo ein ganzer Raum oder ein Bereich erhellt werden soll.

RGB-LED-Streifen bei reinem Effektlicht

Häufig werden LED-Streifen als reiner Lichteffekt gesetzt. D.h. nur das LED-Band selbst (häufig in einem Aluprofil mit milchig-opaler Abdeckung) soll als Effekt wirken oder es wird ein kleiner Bereich an einer Wand oder in einem Möbel damit angestrahlt, wobei es rein um den Effekt geht. Hier 2 Beispiele:

Indirekte Efefktbeleuchtung
Blaues Effektlicht an der Decke
Lichteffekt in der Fensterlaibung

In beiden Beispielen werden die LED-Streifen nur als kleiner Akzent oder Effekt eingesetzt. Sie haben keine wirklichen Beleuchtungsaufgaben.

Derartige kleine Lichtakzente möchte man natürlich nicht immer nur in gesättigtem blau, grün oder rot haben, sondern eventuell auch einmal in einem dezenten Warm- oder Kaltweiß. Dies ist auch mit reinen RGB-LED-Streifen sehr gut machbar.

Der RGB-Farbraum

Rechts sehen wir die wohl bekannteste Darstellungsart für Farben, die CIE1931 Farbraum. Er stellt in dieser Art „Schuhsohle“ alle theoretisch möglichen Farben dar.

Eingezeichnet sind zudem die Farborte einer roten, grünen und blauen LED. Diese spannen ein sogenanntes „Farbdreieck“ auf (hier weiß markiert) und alle Farben innerhalb dieses Dreiecks sind mit den roten, grünen und blauen LEDs mischbar.

Ein Fernseher z.B. macht es nicht anders.

In der Mitte die schwarzen Zahlen und Linien stellen verschiedene Weißarten dar. Der gelbliche Punkt markiert z.B. ein Warmweiß mit ca. 2.700 Kelvin. Weiter links wären die Neutral- und kaltweißen Töne bis hoch zu 10.000 Kelvin.

Alle diese Weißtöne sind also problemlos über RGB-LEDs mischbar.

Wie sieht dies nun in Realität aus? Dazu haben wir einen Test aufgebaut:

Test mit RGB-LEDs im Vergleich zu weißen LEDs

Im folgenden haben wir einen Test aufgebaut, bei dem links ein typischer RGB-LED-Streifen verbaut ist (der LK04-3c von LED-Studien.de) und rechts ein CCT-LED-Streifen mit hochwertigen (CRI>90), kaltweißen und warmweißen LEDs (LK04-9d von LED-Studien.de).

Rechts bzw. unten liegen beide LED-Streifen unter einer milchigen Acrylplatte, so dass man das Licht beim Durchscheinen (Transmission) beurteilen kann. Links bzw. oben steht eine weiße Platte senkrecht auf den Streifen, so dass man hier den Lichteffekt auf der Platte (Reflexion) sehen kann. Letzteres würde also eine indirekten Effektbeleuchtung entsprechen.

Die LED-Streifen sind so angeschlossen, dass wir links alle Farben und rechts die beiden Weißtöne individuell ansteuern und dimmen können.

Wir können nun Rot, Grün und Blau in ein Verhältnis bringen und so dem warmweißen Licht des CCT-LED-Streifens links angleichen. Dies geschieht einfach per Auge. Für ein Warmweiß benötigen wir sehr viel Rot und Grün und nur wenig Blau. Nach einigem Probieren und Optimieren wird folgendes Ergebnis erreicht:

Sowohl bei der Transmission, als auch der Reflektion wird ein sehr ähnlicher Weißlichtton erreicht. Ein überzeugendes Warmweiß.

Für ein Kaltweiß müssen primär blaue und grüne LEDs gemischt werden und dazu noch ein wenig Rot. Auch hier lässt sich ein überzeugendes Ergebnis erreichen.

Zwischentöne, wie ein Neutralweiß mit beispielsweise 4.000K, sowie besonders warme Töne unter 2.700 Kelvin oder sehr kalte im Bereich 10.000K sind genauso darstellbar.

WICHTIG: Die RGB-LEDs lassen sich stets nur für eine Transmissions- oder Reflexionsfarbe an die weiße Vorgabe anpassen. Als Beispiel: Haben Sie eine weiße Wand, so können die RGB-LEDs derart gemischt werden, dass Sie auf dieser weißen Band wie ein realistisches Warmweiß wirken. Das ist machbar.

Jede andere Farbe, als Beispiel eine Holzvertäfelung, die einen Teil der weißen Wand verkleidet, wird aber verfälscht wiedergegeben. Die Mischung aus RGB-LEDs wird auf dem Holzuntergrund dann nicht wie Warmweiß aussehen, sondern kann komplett verschoben sein und „falsch“ wirken. Dies liegt an dem verfälschten, sehr löchrigen Lichtspektrum der RGB-Mischung.

RGB-LED Streifen bei richtiger Beleuchtung

Sobald eine Lichtquelle nicht nur für reine Effekte und kleine Akzente eingesetzt wird, sondern wirklich etwas beleuchten soll, wird die spektrale Zusammensetzung dieser Lichtquelle entscheidend. Schauen wir uns also einmal die Lichtspektren des über RGB gemischten Weiß im Vergleich zu echten weißen LEDs an:

WARMWEISS

Spektrum echte warmweiße LED
Spektrum „warmweiß“ über RGB gemischt

KALTWEISS

Spektrum echte kaltweiße LED
Spektrum „kaltweiß“ über RGB gemischt

Diese völlig anderen, lückenhaften Spektren bei den RGB-Mischungen führen dazu, dass die Beleuchtungsergebnisse stark voneinander abweichen. Vereinfacht ausgedrückt: Eine Lichtquelle, die z.B. fast gar keine gelben Spektralanteile hat, wie hier die RGB-LEDs, kann z.B. den Farbton einer gelblichen Wand oder auch von hellem, gelblichen Holz überhaupt nicht richtig wiedergeben.

Man spricht in diesem Zusammenhang von den Farbwiedergabe-Eigenschaften. Diese können auch rechnerisch bestimmt werden, wobei die bekannteste Methode hier der Color Rendering Index, kurz CRI ist. Sehr gute Lichtquellen erreichen einen CRI>90. RGB-LEDs liegen deutlich unter 50.

Das Ergebnis schlechter Farbwiedergabe zeigt der folgende Vergleich. Links haben wir eine hochwertige, warmweiße LED, rechts das gemischte Warmweiß mit RGB-LEDs.

Vergleich CRI Farbwiedergabe

Die Farbverfälschungen ziehen sich durch fast alle Bereiche. Gelb, Orange, Hautton, Braun, Türkis, Hellblau, Hellgrün u.a. Einzig Weiß- und Grautöne werden hier gut getroffen, den daraufhin wurde das RGB-Licht auch optisch gemischt.

Fazit

Für Beleuchtungsaufgaben sind RGB-LED-Streifen keine gute Option, da das Lichtspektrum zu lückenhaft und damit die Farbwiedergabe unnatürlich und verfälschend ist. Unter derartigem Licht lässt sich weder angenehm arbeiten, noch essen, kochen, Zeitung lesen usw.

Nutzen Sie hier also unbedingt RGBW-LED-Streifen, die neben den farbigen LEDs auch eine richtige, hochwertige weiße LED bieten.

Für reine Effektanwendungen und kleine Akzente ohne Beleuchtungsaufgabe, kann man jedoch auch RGB-LED-Streifen einsetzen. Ein überzeugendes weißes Effektlicht lässt sich auch mit diesen präzise mischen. Solange nur das Licht selbst betrachtet wird oder nur eine feste Farbe (z.B. weiße Wand) beleuchtet wird, fällt nicht wirklich auf, dass gar keine echten weißen LEDs im Einsatz sind.

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