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In dem Bemühen, das Wissen um Licht zu erweitern, wurde der Begriff "Beleuchtungsstärke" zu einem ziemlich gefährlichen Wort. Dass auch Experten den Begriff falsch bzw. sogar sinnlos verwenden, hatte ich vor Langem dargestellt (hier). Hier geht es um sehr gefährliche Anwendungen durch Leute, die Experte auf anderen Gebieten sind.
Bereits auch von anderen beklagt, aber ziemlich unausrottbar, ist die Verwendung hinsichtlich "nicht-visueller" Wirkungen von Licht auf den Menschen. Man kann praktisch alle Experimente, bei denen mit der Größe "Beleuchtungsstärke" als Wirkgröße hantiert wird, gleich in den großen Papierkorb werfen, weil die - echte oder vermeintliche - Wirkung von Strahlung in einem schmalen Spektralbereich erzeugt wird. Genau in diesem Bereich zeigen "Luxmeter" ihre größten Schwächen, weil sie dort ihre größten Fehler aufweisen, auch wenn es sich um Präzisionsinstrumente handelt. Die Messung der Wirkgrößen muss man als potenziell fehlerhaft annehmen. Experimente mit solchen Größen gleich vergessen.
Von potenziell fehlerhaft zu grundsätzlich unbrauchbar ist allerdings ein weiter Weg. Und den begehen gleich mehrere "Experten". Fangen wir mit dem Experten an, der wahrscheinlich nicht zurück schlägt, weil er diesen Blog nicht liest. In dem Beitrag "Die heilige 500 ist wieder da" hatte ich genau den durch den Kakao gezogen. Anlass war ein Beitrag in vielen Tageszeitungen etwa mit dem Titel:
Mir tut der Zimmerspargel, der bei 499 lx sterben muss, richtig leid. (Anm.: Kein Scherz, es gibt einen Forschungsbericht, der eine Wartung der Beleuchtung bei 499 lx empfiehlt.)
Das Wort führte ein Vorstand vom Fachverband Raumbegrünung und Hydrokultur. Und sogar ein leibhafter Professor für Zierpflanzenbau hatte so seine Meinung von sich gegeben. Während laut Vorstand "immer ein Wert von 500 Lux erforderlich ist, um eine Pflanze am Leben zu halten", hatte der Herr Professor was von 800 lx, ein anderer von 800 lx bis 1200 lx erzählt. Im Himmel ist Jahrmarkt. Wetten dass, dass Pflanzen auch bei 2.000 lx elend zugrunde gehen können, weil sie einfach verhungern?
Das liegt exakt an der Größe, deren Wert in Lux gemessen wird. Sie beruht, wie alle lichttechnischen Größen an der V(λ)-Kurve, die oft als die physiologische Empfindlichkeitskurve des Auges für Licht bezeichnet wird. Nicht ganz falsch, aber auch nicht richtig. Die ist die normierte Kurve für die Umwandlung von optischer Strahlung für die sog. Hellempfindung. Na, und? Der Gärtner spricht doch von hellen Lagen, schattigen Blumenfenstern u.ä. Ist was falsch? Es ist grundsätzlich falsch. Denn jegliche Strahlung in dem sichtbaren Bereich führt zu einer Hellempfindung, und im Bereich Grün-Gelb zur höchsten bei gleicher Energie.
Während es dem Spargel egal ist, womit sein Beet bestrahlt wird, so lange er sich im Reich der Maulwürfe aufhält, ist es dem Spinat stellvertretend für alle Pflanzen mit grünen Blättern und sogar den Riffkorallen nicht egal, wie das Licht beschaffen ist. Sie alle leben von der Photosynthese, dem biologischen Wunder, und deren Wirkkurve ist eher das Gegenstück zur V(λ)-Kurve. Und dort, wo die Pflanzen ihre Kraft herholen, haben die Luxmeter ihre größten Schwächen, weil sie nach der V(λ)-Kurve gebaut sind. Die grüne Pflanze lebt einerseits von Blau (linke Seite mit Blatt), wo ein LED bei gleicher "Lux-Zahl" ein Vielfaches an Wirkung entfalten kann als eine Glühlampe. Diese wiederum ist stark auf der rechten Seite, bei Rot. Während die Anhänger der 500-lx-Fraktion und die Energiesparer diesen Bereich des Spektrums eher als lästig und Belästigung ansehen, denkt der Spinat anders. Und die Palme ebenso.
Während Gärtner und Gemüsebauern immer bei ihren Schützlingen sind, und ihren Fehler umgehend merken, weil die Schutzbefohlenen ihre Unpässlichkeit bald durch Verwelken kund tun, bauen Architekten unter dem Zwang Energiesparen zu müssen, Gebäude, in die lebenswichtige Teile der Sonnenstrahlung nicht mehr hineinkommen. Unsere lieben Gebäudeökologen betrachten das Tageslicht in deren Häusern und Arbeitsstätten auch nur i.S. der Helligkeit, auch wenn sie nicht dauernd mit dem Luxmeter umherziehen. Die modernen, teuren Verglasungen schlucken ganz einfach die lebenswichtigen Teile des Sonnenlichts. So preist die Glasindustrie ihre Produkte "EINFACH MEHR ENERGIE SPAREN - Mit unseren Fenstern setzen Sie immer auf den bestmöglichen Wärmeschutz: Dank der modernen 7-Kammer-Konstruktion, Dreifach-Verglasung und zehn Prozent mehr Materialeinsatz minimieren Sie spielend leicht Energieverluste." Ja, wenn man das Schlucken von mindestens der Hälfte des Tageslichts nicht zu Energieverlusten zählt.
Da Menschen nicht einfach Verwelken wie Spinat oder Beamtenpalme, geht das Spiel munter weiter. Vielleicht müssen wir die eingesparte Energie später für Heilkuren und Kurreisen wieder einsetzen. Früher hieß es "Ärzte können ihre Fehler begraben, Architekten müssen Efeu pflanzen." Bald können die Architekten die Opfer ihrer Fehler Ärzten übergeben. Die sie später begraben … Macht nix, es steigert das Bruttosozialprodukt.
Die verbliebenen Jünger der SW-Fotografie mögen wegsehen oder verzeihen: Ich denke, Licht dient der Beleuchtung der Welt, und die ist farbig. Das Maß für die Beleuchtung, die Beleuchtungsstärke, misst aber nur grau. Die Währung, mit der die Lichttechnik bezahlt wird, ist Helligkeit. Was die ist, weiß keiner bzw. Jeder. Das vermaledeite Ding lässt sich aber nicht messen. Schwamm drüber. Wie bekommt die Welt aber ihre Farbe?
Das ist einfach. Da die dummen Lampen sich im Allgemeinen weigern, nur eine Linie aus dem Spektrum abzustrahlen - das ist die Domäne der Laser -, sehen die Dinge nicht grau bzw. gar schwarz aus. Wie bunt sie aussehen, hängt indes davon ab, welche Spektralbereiche eine Lampe abdeckt. Übrigens, die Natur hat es so eingerichtet, dass wir Menschen am besten mit grün-gelbem Licht etwas anfangen können, was die Helligkeit angeht. Pflanzen brauchen zum Leben andere und weisen das grüne Licht einfach zurück. Deswegen sehen Pflanzenblätter mehr oder weniger grün aus. Menschen hingegen recht selten im Gesicht.
Die Fähigkeit von Lichtquellen, Farben zu beleuchten, musste irgendwie beschrieben werden, weil die nicht alle gleich sind. Selbst unsere liebe Sonne lässt das Meer mal blau erscheinen, gen Abend aber auch mal rötlich. Ganz dumm, wenn sie mit dem Himmel in Konkurrenz steht. Unter den Wolken sehen die gleichen Dinge anders aus, wenn sie aus der Sonne in den Schatten wandern. Das Auge indes, gar nicht so dumm, hat ihre sog. Konstanzsysteme und bügelt die unterschiedlichen Farben aus. In Maßen. Also musste ein "objektives" System her. Und das ist die Bewertung der Farbwiedergabe. Abgekürzt R wie Richard.
Da System allgemein als gut gilt, gibt es gleich mehr als 25 davon, alle zur Farbwiedergabe. Was macht man mit dem Segen? Reduzieren einfach auf das, was man versteht. Und das ist der Farbwiedergabeindex. Fachleute glauben, dass es in der Lichttechnik für die Farbwiedergabe eine fest definierte "Metrik" gäbe. Metrik ist nicht wie in der Literatur "die rhythmische Bestimmung von Texten", auch nicht wie in der Musik "die Lehre von der Bewertung der Töne" aber was Ähnliches. Maß für eine Bewertung, z.B. Na, ja. Leute, die nach dem Fundament der festen Definition suchen, fanden viel Erstaunliches. So z.B., dass die Farbproben, mit denen man die meist-gebrauchte "Metrik", den allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra bestimmt haben wollte, ganz oder teilweise unauffindbar sind. Nicht gerade gut, denn die Farbproben sind genormt (DIN 6169, von Altrosa bis Fliederviolett). Es gibt zwar auch noch schönere Farben wie Blau gesättigt oder das zarte Rosa der menschlichen Haut. Die haben aber in der Metrik nix verloren. Die unterscheidet feinfühlig zwischen Aster- und Fliederviolett. Was will man mehr?
Sei´s drum. Auch das Urmeter in Paris schrumpft seit Jahren vor sich hin wie das Urkilogramm in Sévres. Bekanntlich sind Farben nicht so farbecht, wie sie sein sollten. Das ist aber nicht das eigentliche Problem. Vermutlich fehlten gesättigte und halbwegs gesättigte Farben ganz in der Palette, weil künstliche Lichtquellen die halt nicht so gut wiedergeben. Sie können das zwar, dann schlucken sie aber viel mehr Energie. Und der Unterschied ist nicht von Pappe. Allein der Unterschied zwischen einer Lampe, die für Büromenschen gut genug sein soll, und einer Vollspektrumlampe kann 65 % ausmachen. Warum allerdings die menschliche Hautfarbe Rosa in dem Index keine Gnade fand, weiß man nicht. Vielleicht weil rosa nur für weiße Menschen gilt, und das im Monat März auf der nördlichen Halbkugel. Es scheint fast, man wollte nicht eine Kennzeichnung, weil es viele Farben für menschliche Gesichter gibt.
Gestern entdeckte ich die Innovation einer eigentlich uralten Anwendung: behandeln von Neugeborenen mit Blaulicht bei einer Gelbsucht. Die Leber wächst mit ihren Aufgaben, und das nicht erst, wenn ihr Träger so viel schluckt, dass sie es nicht mehr zu ertragen vermag. Eine Gelbsucht (Ikterus) entsteht, wenn der Gallenfarbstoff Bilirubin im Blut ansteigt. Bei Babys merkt man die Krankheit, wenn sie nicht mehr so zartrosa sind - wie Babypopos eben aussehen. Das betrifft etwa 60 % der Neugeborenen. Manche müssen in eine Behandlungskiste mit blauem Licht. Das wäre nicht so schlimm, wenn das Licht nicht so energiereich wäre und die Augen der Babys so klar. Deswegen müssen sie eine Augenbinde tragen. Das wäre vielleicht auch nicht so schlimm, wenn nicht dazu käme, dass die Mutter nicht mit in den Kasten darf. (Nach neuesten Erkenntnissen der Forschung besteht die Gefahr, dass sie durch Blau schlau werden kann.) Das Baby anstrahlen und die Mutter zu verschonen, lässt sich bei üblichen Lampen halt nicht machen. Sollen sie energieeffizient sein, müssen sie exakt 1,20 m lang sein. (Anm.: Früher hieß es, sie müssten 1,50 m lang sein. Das hat man aber schnell vergessen. Ist doch etwas zu unhandlich.)
Mit LED ist das Ganze ein Klacks. Ich meine aber nicht das Lullaby LED System, das immer noch mit einem recht großen Modul für die Lichterzeugung arbeitet. Nein, es ist ein Leuchtpyjama, entwickelt - man glaubt es nicht - von Forschern der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA). Das Gewebe besteht aus optisch leitenden Fasern, eingewoben in Textilgewebe. Mit einem Durchmesser von 160 Mikrometern entspricht ihre Geometrie regulären Garnen. Gemeinsam mit gängigen Fasern ließen sich die Lichtleiter zu einem Satin-Stoff verweben, der eingespeistes Licht gleichmäßig über die Stoffbahn verteilt. Die Sache scheint so interessant zu sein, dass der Bundesrat der Schweiz die Nachricht auf ihrer Website berichtet (hier) . Blaues Licht statt Blutaustausch - das ist die Quintessenz. Und kein Seemansgarn. Garantiert nicht!
Die Messung zeigte, was man auch hätte sich angesichts der Gestaltung der Beleuchtungsanlage (vier Masten jenseits der beleuchteten Fläche) und der Reflexionseigenschaften von feuchtem Rasen (nachts ist der Rasen immer etwas feucht) auch so vorstellen können: Die Horizontalbeleuchtungsstärke ist eine fiktive Größe, die die Messwerte der Leuchtdichte nur unwesentlich bestimmt. In anderen Worten: Sie sagt so gut wie nichts aus. Wichtiger sind die vertikal gemessenen Werte, weil der Rasen nie so reflektiert hat wie das Büropapier, das dummerweise jeder im Hinterkopf hat, wenn er von Beleuchtungsstärke spricht. 
Und so sehen die Anforderungen anno 2018 aus (hier):
Wenn das keine präzisen Angaben sind! Die U17-EM wie die U19-EM dürfen unter 800 lx abgehalten werden. Bei der U21-EM müssen es schon 1.400 lx sein. Ach ja, ältere Leute brauchen mehr Licht. Frauenfußball darf unterbelichtet ablaufen (EM Frauen 1.000 lx, EM des starken Geschlechts 1.400 lx.). UEFA Pokal braucht weniger Licht als die Champions League. Vermutlich wieder so eine altersabhängige Regelung? Ich denke eher, da spielen die Loser. Recht so - weniger Licht bzw. unterbelichtet.
Und wo bitte schön? In 1,5 Meter Höhe. Horizontal? Vertikal? Sch... egal?
Nicht doch! Es kommt noch besser. Der deutsche Fußballbund hat gelernt. (Dazu muss angemerkt werden, dass der schon vor 1972 ausdrücklich Vertikalbeleuchtungsstärken gefordert hatte, weil das Fernsehen das so wollte. Allerdings halt nur für die Stadien der WM 1974). Nach dem DFB müssen die Stadien ihrer Kategorie entsprechend Beleuchtungsstärken in Richtung der Kamera liefern. 
Das ist eine tolle Idee. Denn Kameras wie menschliche Augen "sehen" Leuchtdichten. Die Beleuchtungsstärke an einem Punkt ist ein irgendwie gemittelter Mittelwert des Lichts, das die Flächen im Gesichtsfeld an diesen Punkt schicken. Wie dumm, dass Ev von -90º bis +90º alles erfasst, die Kamera aber nicht. Zum Glück nicht. Denn sie wäre häufig geblendet. Dafür sind es die Zuschauer, deren Augen wie bei der Messung von Ev funktionieren, die Geblendeten. Das macht aber nix.
Für das Spielfeld sind wieder Ev´s gefordert. Das hört sich gut an: "Die Flutlichtanlage der Stadien der Bundesliga und 2. Bundesliga muss eine Mindestbeleuchtungsstärke von 800 Ix (Ev.), gemessen auf einer Höhe von 1,5 m über dem Spielfeld, aufweisen." Fehlt nur die Ebene, in der man misst. Das macht aber auch nix. Haben wir doch eine "Vorschrift" zur Beleuchtung beim Arbeitsschutz, wo die Ebene auch nicht genannt wird. Muss halt nur vertikal sein.
Aber halt. Es muss nicht immer vertikal sein. Es geht auch horizontal. Die Regionalliga darf - oder muss? - unter 400 lx spielen (E-hor). Wenn man zu Geld gekommen ist, dass ein neues Licht aufgehen darf, wird der DFB strenger: Er fordert rigoros "Bei Neuanlagen muss das Stadion mit einer Flutlichtanlage mit einer Beleuchtungsstärke von im Mittelwert E-hor 500 lx, geeignet für den Spielbetrieb und einer Beleuchtungsstärke von im Mittelwert E-Cam 800 lx bei Gleichmäßigkeiten von Min/Mittel 0,6 und Min/Max 0,4 fernsehtauglich mit einer Ersatzstromversorgung bei Live-Übertragungen ausgestattet sein." (Was E-Cam oder Min/Mittel und so bedeuten, geht Sie nichts an. Das muss der Clubchef verstehen, dessen Mannschaft in die Regionalliga aufsteigt. Wenn er nur Bahnhof versteht, ist er doof.)
Wie war das mit der über 40 Jahre alten Erkenntnis? Die horizontale Beleuchtungsstärke Eh sagt nicht viel über das Ergebnis der Beleuchtung aus, die da Leuchtdichte heißt. Auch wenn sie neuerdings E-hor heißt.
Eigentlich ist die Sache viel schlimmer. Denn über einem Spielfeld, in 1,5 Meter Höhe, sieht der Ball gar nicht wie ein Ball aus, wenn eine Beleuchtung nach der - auch sonst nichtssagenden - Horizontalbeleuchtungsstärke optimiert wird. Mit dem ist es wie mit dem Mond, mal ist er voll, mal leer, je nachdem, wo die Sonne steht. Hier zwei Erscheinungen, die man nur am Äquator sehen kann. Die weiteren zeigen den Mond vom Nordpol und Südpol aus gesehen. Leider sieht der Ball nicht so heimelig aus. Ansonsten kann der Ball jede Form annehmen, ist aber immer kleiner als in gut beleuchtetem Zustand. Am schlimmsten sieht er für den Torwart bei einer Bogenlampe aus: nämlich gar nicht. Wenn der Ball in hohem Bogen Richtung Tor eiert, sieht der Torwart nichts, weil er in die Scheinwerfer blickt und der Ball von oben beleuchtet ist. Wenn überhaupt. Denn es ist nicht gesagt, dass in den Höhen, wo der Ball fliegt überhaupt Licht ist, wenn der fliegt. Warum das so ist, kann man hier lesen. Als bei der Olympiade 1972 Sportfotografen im hellsten Stadion der Welt zuweilen schwarze Fotos schossen, fragten sie sich, wie denn das passieren kann. Vielleicht passiert in dem neuen Stadion von Bayern München noch mehr. Denn die dort jetzt installierten LED-Strahler sind viel bessere Kandidaten für Flimmern und Flackern als die alten Halogenmetalldampflampen. Und die funktionieren allein nicht mal richtig, man musste UV-Leuchten installieren, damit die Bandenwerbung prima sichtbar wird. Na, so was! (Mehr später)
Der hier behandelte Sachverhalt ist mir nicht zufällig eingefallen. Dahinter steckt das Problem eines Torwarts, der nach der Erneuerung der Beleuchtung seines Stadions plötzlich nichts mehr sah, obwohl viel mehr Licht installiert wurde. Wenn der wüsste, dass ich seine Empfindungen seit 1971 kenne. Die hatte mir Sepp Maier erklärt, nachdem er das erste Mal im Münchner Olympiastadion gespielt hatte. Das nenne ich nachhaltig. Man muss nicht nur unfähig sein, Probleme zu lösen, deren Lösung klar beschrieben worden ist. Man muss auch jegliche Einsicht vermissen lassen. 
