Razumevanje CRI in lumnov

Kot pri mnogih drugih vidikih barvne znanosti se moramo vrniti k spektralni porazdelitvi moči svetlobnega vira.
CRI se izračuna s preučevanjem spektra svetlobnega vira ter nato s simulacijo in primerjavo spektra, ki bi se odbil od niza testnih barvnih vzorcev.
CRI izračunava SPD dnevne svetlobe ali črnega telesa, zato višji CRI pomeni, da je svetlobni spekter podoben naravni dnevni svetlobi (višje CCT) ali halogenski/žarilni razsvetljavi (nižje CCT).

Svetlost svetlobnega vira je opisana z njegovim svetilnim tokom, ki se meri v lumnih. Svetlost pa je v celoti človeški konstrukt! Določena je z valovnimi dolžinami, na katere so naše oči najbolj občutljive, in količino svetlobne energije, ki je prisotna v teh valovnih dolžinah. Ultravijoličnim in infrardečim valovnim dolžinam pravimo "nevidne" (tj. brez svetlosti), ker naše oči teh valovnih dolžin preprosto ne "zaznajo" kot zaznano svetlost, ne glede na to, koliko energije je v njih.
Funkcija svetilnosti

Znanstveniki so v začetku dvajsetega stoletja razvili modele sistemov človeškega vida, da bi bolje razumeli, kako deluje pojav svetlosti, temeljno načelo, na katerem temelji, pa je funkcija svetilnosti, ki opisuje razmerje med valovno dolžino in zaznavanjem svetlosti.

Rumena krivulja predstavlja standardno fotopično funkcijo (zgoraj)
Krivulja svetilnosti doseže vrh med 545 in 555 nm, kar ustreza valovnim dolžinam limetno zelene barve, in hitro pada pri višjih in nižjih valovnih dolžinah. Ključno je, da so vrednosti svetilnosti izjemno nizke nad 650 nm, kar ustreza valovnim dolžinam rdeče barve.
To pomeni, da valovne dolžine rdeče barve, pa tudi valovne dolžine temno modre in vijolične barve, niso učinkovite pri ustvarjanju svetlih stvari. Zelene in rumene valovne dolžine pa so najučinkovitejše pri ustvarjanju svetlih stvari. To lahko pojasni, zakaj varnostni jopiči in označevalci z visoko vidljivostjo običajno uporabljajo rumene/zelene barve za doseganje relativne svetlosti.
Ko primerjamo funkcijo svetilnosti s spektrom naravne dnevne svetlobe, bi moralo biti jasno, zakaj je visok CRI, zlasti R9 za rdeče odtenke, v nasprotju s svetlostjo. Polnejši, širši spekter je skoraj vedno koristen pri doseganju visokega CRI, ožji spekter, osredotočen na zeleno-rumeno valovno dolžino, pa bo najučinkovitejši pri doseganju večje svetlobne učinkovitosti.

Zaradi tega sta kakovost barv in CRI pri prizadevanju za energetsko učinkovitost skoraj vedno potisnjena v prednostno nalogo. Pošteno povedano, nekatere aplikacije, kot sozunanja razsvetljava, lahko dajejo večji poudarek učinkovitosti kot barvnemu upodabljanju. Po drugi strani pa je lahko razumevanje in spoštovanje fizike zelo koristno pri sprejemanju premišljenih odločitev pri svetlobnih instalacijah.