لفهم مؤشر تجسيد اللون (CRI) واللومن

كما هو الحال مع العديد من الجوانب الأخرى لعلم الألوان، يجب أن نعود إلى توزيع الطاقة الطيفية لمصدر الضوء.
يتم حساب مؤشر تجسيد اللون (CRI) عن طريق فحص طيف مصدر الضوء ثم محاكاة ومقارنة الطيف الذي سينعكس من مجموعة من عينات الألوان الاختبارية.
يحسب مؤشر CRI طيف توزيع الطاقة الضوئية (SPD) لضوء النهار أو الجسم الأسود، لذا فإن ارتفاع مؤشر CRI يشير إلى أن طيف الضوء مشابه لضوء النهار الطبيعي (درجات حرارة لونية أعلى) أو إضاءة الهالوجين/المتوهجة (درجات حرارة لونية أقل).

يُقاس سطوع مصدر الضوء بكمية الضوء المنبعث منه، والتي تُقاس باللومن. أما السطوع، فهو مفهوم بشري بحت! يتحدد السطوع بالأطوال الموجية التي تكون أعيننا أكثر حساسية لها، وبكمية الطاقة الضوئية الموجودة في تلك الأطوال الموجية. نُطلق على الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء اسم "غير مرئية" (أي عديمة السطوع) لأن أعيننا ببساطة لا "تلتقط" هذه الأطوال الموجية كسطوع مُدرك، بغض النظر عن كمية الطاقة الموجودة فيها.
وظيفة الإضاءة

قام العلماء في أوائل القرن العشرين بتطوير نماذج لأنظمة الرؤية البشرية لفهم كيفية عمل ظاهرة السطوع بشكل أفضل، والمبدأ الأساسي وراء ذلك هو دالة الإضاءة، التي تصف العلاقة بين الطول الموجي وإدراك السطوع.

يمثل المنحنى الأصفر دالة الرؤية الضوئية القياسية (أعلاه).
يبلغ منحنى اللمعان ذروته بين 545 و555 نانومتر، وهو ما يتوافق مع نطاق أطوال موجية للون الأخضر الليموني، ثم ينخفض ​​بسرعة عند الأطوال الموجية الأعلى والأقصر. ومن الجدير بالذكر أن قيم اللمعان تكون منخفضة للغاية بعد 650 نانومتر، وهو ما يتوافق مع أطوال موجية للون الأحمر.
هذا يعني أن أطوال موجات اللون الأحمر، وكذلك أطوال موجات اللون الأزرق الداكن والبنفسجي، غير فعالة في جعل الأشياء تبدو ساطعة. في المقابل، تُعد أطوال موجات اللون الأخضر والأصفر الأكثر فعالية في جعل الأشياء تبدو ساطعة. وهذا يُفسر سبب استخدام سترات السلامة عالية الوضوح وأقلام التحديد عادةً للألوان الصفراء/الخضراء لتحقيق سطوعها النسبي.
أخيرًا، عند مقارنة دالة الإضاءة بطيف ضوء النهار الطبيعي، يتضح سبب تعارض مؤشر تجسيد اللون العالي، وخاصةً R9 للألوان الحمراء، مع السطوع. يُعدّ الطيف الأوسع والأكثر اكتمالًا مفيدًا دائمًا تقريبًا عند السعي لتحقيق مؤشر تجسيد لون عالٍ، بينما يكون الطيف الأضيق المُركّز في نطاق الطول الموجي الأخضر المصفر هو الأكثر فعالية عند السعي لتحقيق كفاءة إضاءة أعلى.

لهذا السبب، غالبًا ما تُهمَل جودة الألوان ومؤشر تجسيد اللون (CRI) في سعينا لتحقيق كفاءة الطاقة. وللإنصاف، فإن بعض التطبيقات، مثل...إضاءة خارجيةقد يركز البعض على الكفاءة أكثر من دقة عرض الألوان. من ناحية أخرى، يُعدّ فهم وتقدير الفيزياء ذات الصلة أمرًا بالغ الأهمية لاتخاذ قرار مدروس في تركيبات الإضاءة.