Om CRI en lumen te begrijpen

Net als bij veel andere aspecten van de kleurenleer, moeten we terugkeren naar de spectrale vermogensverdeling van een lichtbron.
De CRI wordt berekend door het spectrum van een lichtbron te onderzoeken en vervolgens het spectrum te simuleren en te vergelijken dat zou worden weerkaatst door een reeks testkleurmonsters.
De CRI berekent de spectrale vermogensverdeling (SPD) van daglicht of een zwart lichaam. Een hogere CRI geeft aan dat het lichtspectrum vergelijkbaar is met natuurlijk daglicht (hogere CCT-waarden) of halogeen-/gloeilampen (lagere CCT-waarden).

De helderheid van een lichtbron wordt beschreven door de lichtopbrengst, die wordt gemeten in lumen. Helderheid is echter volledig een menselijke constructie! Het wordt bepaald door de golflengten waarvoor onze ogen het meest gevoelig zijn en de hoeveelheid lichtenergie die in die golflengten aanwezig is. We noemen ultraviolette en infrarode golflengten "onzichtbaar" (dat wil zeggen, zonder helderheid) omdat onze ogen deze golflengten simpelweg niet als waargenomen helderheid "waarnemen", ongeacht hoeveel energie erin aanwezig is.
De functie van lichtsterkte

Wetenschappers ontwikkelden in het begin van de twintigste eeuw modellen van het menselijk gezichtsvermogen om beter te begrijpen hoe het fenomeen helderheid werkt. Het fundamentele principe hierachter is de lichtkrachtfunctie, die de relatie beschrijft tussen golflengte en de waarneming van helderheid.

De gele curve geeft de standaard fotopische functie weer (zie boven).
De helderheidscurve bereikt een piek tussen 545 en 555 nm, wat overeenkomt met een limoengroene kleurgolflengte, en neemt snel af bij hogere en lagere golflengten. Cruciaal is dat de helderheidswaarden extreem laag zijn boven de 650 nm, wat overeenkomt met rode kleurgolflengten.
Dit betekent dat rode, donkerblauwe en violette golflengten niet effectief zijn om dingen helder te laten lijken. Groene en gele golflengten daarentegen zijn het meest effectief om dingen helder te laten lijken. Dit kan verklaren waarom reflecterende veiligheidsvesten en markeerstiften doorgaans geel/groen van kleur zijn om hun relatieve helderheid te bereiken.
Ten slotte, wanneer we de lichtsterktefunctie vergelijken met het spectrum van natuurlijk daglicht, wordt duidelijk waarom een ​​hoge CRI, met name R9 voor roodtinten, in strijd is met helderheid. Een voller, breder spectrum is bijna altijd gunstig bij het nastreven van een hoge CRI, maar een smaller spectrum, geconcentreerd in het groen-gele golflengtegebied, is het meest effectief bij het nastreven van een hogere lichtopbrengst.

Om deze reden worden kleurkwaliteit en CRI bij het streven naar energie-efficiëntie bijna altijd ondergeschikt gemaakt. Eerlijk is eerlijk, sommige toepassingen, zoalsbuitenverlichtingSommigen leggen wellicht meer nadruk op efficiëntie dan op kleurweergave. Inzicht in en waardering voor de betrokken natuurkunde kan daarentegen zeer nuttig zijn bij het nemen van een weloverwogen beslissing over verlichtingsinstallaties.