A CRI és a lumen megértése

A színtudomány számos más aspektusához hasonlóan vissza kell térnünk a fényforrás spektrális teljesítményeloszlásához.
A CRI-t úgy számítják ki, hogy megvizsgálják egy fényforrás spektrumát, majd szimulálják és összehasonlítják azt a spektrumot, amely a tesztszínminták halmazáról visszaverődne.
A CRI kiszámítja a nappali fény vagy a fekete test SPD-jét, tehát a magasabb CRI azt jelzi, hogy a fényspektrum hasonló a természetes nappali fényhez (magasabb CCT-k) vagy a halogén/izzólámpákhoz (alacsonyabb CCT-k).

Egy fényforrás fényerejét a fénykibocsátása írja le, amelyet lumenben mérnek. A fényerő ezzel szemben teljes mértékben emberi konstrukció! Az határozza meg, hogy mely hullámhosszakra a legérzékenyebb a szemünk, és mennyi fényenergia van jelen ezekben a hullámhosszakban. Az ultraibolya és infravörös hullámhosszakat „láthatatlannak” (azaz fényerő nélkülinek) nevezzük, mert a szemünk egyszerűen nem „érzi fel” ezeket a hullámhosszakat érzékelt fényerőként, függetlenül attól, hogy mennyi energia van jelen bennük.
A fényerő funkciója

A huszadik század elején a tudósok modelleket fejlesztettek ki az emberi látórendszerekről, hogy jobban megértsék a fényerő jelenségének működését, és az mögötte álló alapelv a luminozitásfüggvény, amely a hullámhossz és a fényerő érzékelése közötti kapcsolatot írja le.

A sárga görbe a standard fotopikus függvényt jelöli (fent)
A fényességgörbe 545-555 nm között csúcsosodik ki, ami a lime-zöld szín hullámhossztartománynak felel meg, majd magasabb és alacsonyabb hullámhosszakon gyorsan csökken. Kritikusan fontos, hogy a fényességértékek rendkívül alacsonyak 650 nm felett, ami a vörös szín hullámhosszának felel meg.
Ez azt jelenti, hogy a vörös színhullámhosszak, valamint a sötétkék és lila színhullámhosszak hatástalanok a dolgok fényesnek látszatát kelteni. A zöld és sárga hullámhosszak viszont a leghatékonyabbak a fényesség elérésében. Ez magyarázhatja, hogy a láthatósági mellények és kiemelők miért használnak jellemzően sárga/zöld színeket a relatív fényességük eléréséhez.
Végül, amikor összehasonlítjuk a fényerősség-függvényt a természetes napfény spektrumával, világossá válik, hogy miért van ütközésben a magas CRI, különösen a vörösök R9-es értéke a fényerővel. A teljesebb, szélesebb spektrum szinte mindig előnyös a magas CRI elérése érdekében, de a zöld-sárga hullámhossztartományra fókuszált keskenyebb spektrum lesz a leghatékonyabb a nagyobb fényhasznosítás elérése érdekében.

Emiatt az energiahatékonyság elérésében szinte mindig háttérbe szorul a színminőség és a CRI. Igazság szerint egyes alkalmazások, mint például akültéri világítás, nagyobb hangsúlyt fektethet a hatékonyságra, mint a színvisszaadásra. Másrészt a benne rejlő fizika megértése és megbecsülése nagyon hasznos lehet a világítási rendszerek megalapozott döntéshozatalában.