CRI und Lumen verstehen

Wie bei vielen anderen Aspekten der Farbwissenschaft müssen wir auf die spektrale Leistungsverteilung einer Lichtquelle zurückkommen.
Der CRI wird berechnet, indem das Spektrum einer Lichtquelle untersucht und anschließend das Spektrum simuliert und verglichen wird, das von einer Reihe von Testfarbproben reflektiert würde.
Der CRI berechnet die Tageslicht- oder Schwarzkörper-SPD. Ein höherer CRI zeigt also an, dass das Lichtspektrum dem natürlichen Tageslicht (höhere CCTs) oder Halogen-/Glühlampenbeleuchtung (niedrigere CCTs) ähnelt.

Die Helligkeit einer Lichtquelle wird durch ihre Lichtleistung beschrieben, die in Lumen gemessen wird. Helligkeit hingegen ist ein rein menschliches Konstrukt! Sie wird durch die Wellenlängen bestimmt, für die unsere Augen am empfindlichsten sind, und durch die Menge an Lichtenergie, die in diesen Wellenlängen vorhanden ist. Wir nennen ultraviolette und infrarote Wellenlängen „unsichtbar“ (also ohne Helligkeit), weil unsere Augen diese Wellenlängen einfach nicht als wahrgenommene Helligkeit „aufnehmen“, unabhängig davon, wie viel Energie in ihnen vorhanden ist.
Die Funktion der Leuchtkraft

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelten Wissenschaftler Modelle menschlicher Sehsysteme, um die Funktionsweise des Helligkeitsphänomens besser zu verstehen. Das Grundprinzip dahinter ist die Leuchtkraftfunktion, die die Beziehung zwischen Wellenlänge und Helligkeitswahrnehmung beschreibt.

Die gelbe Kurve stellt die standardmäßige photopische Funktion dar (oben)
Die Leuchtkraftkurve erreicht ihren Höhepunkt zwischen 545 und 555 nm, was einem hellgrünen Wellenlängenbereich entspricht, und fällt bei höheren und niedrigeren Wellenlängen schnell ab. Entscheidend ist, dass die Leuchtkraftwerte jenseits von 650 nm, was den Wellenlängen der roten Farbe entspricht, extrem niedrig sind.
Das bedeutet, dass rote sowie dunkelblaue und violette Farbwellenlängen nicht dazu beitragen, Dinge hell erscheinen zu lassen. Grüne und gelbe Wellenlängen wirken dagegen am effektivsten hell. Dies kann erklären, warum Warnwesten und Textmarker typischerweise gelbe/grüne Farben verwenden, um ihre relative Helligkeit zu erreichen.
Wenn wir schließlich die Leuchtkraftfunktion mit dem Spektrum für natürliches Tageslicht vergleichen, sollte klar sein, warum ein hoher CRI, insbesondere R9 für Rottöne, im Widerspruch zur Helligkeit steht. Ein volleres, breiteres Spektrum ist fast immer von Vorteil, wenn ein hoher CRI angestrebt wird, aber ein schmaleres Spektrum mit Fokus auf den grün-gelben Wellenlängenbereich ist am effektivsten, wenn eine höhere Lichtausbeute angestrebt wird.

Aus diesem Grund stehen Farbqualität und CRI im Streben nach Energieeffizienz fast immer im Vordergrund. Um fair zu sein, einige Anwendungen, wie zAußenbeleuchtunglegt möglicherweise mehr Wert auf Effizienz als auf die Farbwiedergabe. Andererseits kann ein Verständnis und Verständnis der beteiligten Physik sehr hilfreich sein, um eine fundierte Entscheidung bei Beleuchtungsinstallationen zu treffen.