För att förstå CRI och lumen

Liksom med många andra aspekter av färgvetenskap måste vi återgå till den spektrala effektfördelningen hos en ljuskälla.
CRI beräknas genom att undersöka spektrumet för en ljuskälla och sedan simulera och jämföra det spektrum som skulle reflekteras från en uppsättning testfärgprover.
CRI beräknar dagsljus- eller svartkropps-SPD, så ett högre CRI indikerar att ljusspektrumet liknar naturligt dagsljus (högre CCT) eller halogen-/glödlampsbelysning (lägre CCT).

En ljuskällas ljusstyrka beskrivs av dess ljusstyrka, som mäts i lumen. Ljusstyrka, å andra sidan, är helt och hållet en mänsklig konstruktion! Den bestäms av de våglängder som våra ögon är mest känsliga för och mängden ljusenergi som finns i dessa våglängder. Vi kallar ultravioletta och infraröda våglängder för "osynliga" (dvs. utan ljusstyrka) eftersom våra ögon helt enkelt inte "uppfattar" dessa våglängder som uppfattad ljusstyrka, oavsett hur mycket energi som finns i dem.
Ljusstyrkans funktion

Forskare i början av 1900-talet utvecklade modeller av mänskliga synsystem för att bättre förstå hur ljusstyrkefenomenet fungerar, och den grundläggande principen bakom det är luminositetsfunktionen, som beskriver förhållandet mellan våglängd och uppfattning av ljusstyrka.

Den gula kurvan representerar den fotopiska standardfunktionen (ovan)
Luminositetskurvan når sin topp mellan 545-555 nm, vilket motsvarar ett limegrönt våglängdsområde, och sjunker snabbt vid högre och lägre våglängder. Avgörande är att luminositetsvärdena är extremt låga bortom 650 nm, vilket motsvarar röda färgvåglängder.
Det här betyder att röda färgvåglängder, såväl som mörkblå och violetta färgvåglängder, är ineffektiva för att få saker att se ljusa ut. Gröna och gula våglängder, å andra sidan, är de mest effektiva för att se ljusa ut. Detta kan förklara varför varselvästar och överstrykningspennor vanligtvis använder gul/gröna färger för att uppnå sin relativa ljusstyrka.
Slutligen, när vi jämför luminositetsfunktionen med spektrumet för naturligt dagsljus, borde det vara tydligt varför högt CRI, särskilt R9 för rött, står i konflikt med ljusstyrka. Ett fylligare, bredare spektrum är nästan alltid fördelaktigt när man strävar efter högt CRI, men ett smalare spektrum fokuserat i det grön-gula våglängdsområdet kommer att vara mest effektivt när man strävar efter högre ljusutbyte.

Färgkvalitet och CRI prioriteras nästan alltid i strävan efter energieffektivitet av denna anledning. För att vara rättvis, vissa applikationer, somutomhusbelysning, kan lägga större vikt vid effektivitet än färgåtergivning. En förståelse och uppskattning av den involverade fysiken kan å andra sidan vara mycket användbar för att fatta välgrundade beslut i belysningsinstallationer.