Per comprendere CRI e lumen

Come per molti altri aspetti della scienza del colore, dobbiamo tornare alla distribuzione della potenza spettrale di una sorgente luminosa.
Il CRI viene calcolato esaminando lo spettro di una sorgente luminosa e quindi simulando e confrontando lo spettro che si rifletterebbe su una serie di campioni di colore di prova.
Il CRI calcola l'SPD della luce diurna o del corpo nero, quindi un CRI più alto indica che lo spettro luminoso è simile alla luce diurna naturale (CCT più elevati) o all'illuminazione alogena/incandescente (CCT più bassi).

La luminosità di una sorgente luminosa è descritta dal suo flusso luminoso, misurato in lumen. La luminosità, invece, è interamente una costruzione umana! È determinata dalle lunghezze d'onda a cui i nostri occhi sono più sensibili e dalla quantità di energia luminosa presente in quelle lunghezze d'onda. Chiamiamo le lunghezze d'onda ultraviolette e infrarosse "invisibili" (cioè prive di luminosità) perché i nostri occhi semplicemente non "raccolgono" queste lunghezze d'onda come luminosità percepita, indipendentemente dalla quantità di energia presente in esse.
La funzione della luminosità

All'inizio del XX secolo, gli scienziati hanno sviluppato modelli dei sistemi visivi umani per comprendere meglio il funzionamento del fenomeno della luminosità; il principio fondamentale alla base di ciò è la funzione di luminosità, che descrive la relazione tra lunghezza d'onda e percezione della luminosità.

La curva gialla rappresenta la funzione fotopica standard (sopra)
La curva di luminosità raggiunge il picco tra 545 e 555 nm, corrispondente a un intervallo di lunghezze d'onda del colore verde lime, e diminuisce rapidamente a lunghezze d'onda superiori e inferiori. È fondamentale che i valori di luminosità siano estremamente bassi oltre i 650 nm, corrispondenti alle lunghezze d'onda del colore rosso.
Ciò significa che le lunghezze d'onda del colore rosso, così come quelle del blu scuro e del viola, sono inefficaci nel far apparire gli oggetti luminosi. Le lunghezze d'onda del verde e del giallo, invece, sono le più efficaci. Questo può spiegare perché i giubbotti di sicurezza ad alta visibilità e gli evidenziatori utilizzano tipicamente i colori giallo/verde per ottenere la loro relativa luminosità.
Infine, confrontando la funzione di luminosità con lo spettro della luce naturale, dovrebbe essere chiaro perché un CRI elevato, in particolare R9 per i rossi, sia in conflitto con la luminosità. Uno spettro più ampio e completo è quasi sempre vantaggioso quando si persegue un CRI elevato, ma uno spettro più ristretto, focalizzato nell'intervallo di lunghezze d'onda verde-giallo, sarà più efficace quando si persegue una maggiore efficienza luminosa.

Per questo motivo, la qualità del colore e il CRI sono quasi sempre relegati in priorità nella ricerca dell'efficienza energetica. A dire il vero, alcune applicazioni, comeilluminazione esterna, potrebbe dare maggiore importanza all'efficienza rispetto alla resa cromatica. La comprensione e l'apprezzamento della fisica coinvolta, d'altra parte, possono essere molto utili per prendere una decisione informata sulle installazioni di illuminazione.