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CRI - Color Rendering Index

CRI Color Rendering Index Der CRI basiert auf dem Farbwiedergabe - Qualitäts - Vergleichswert zwischen dem Licht eines schwarzen Strahler´s bei einer Farbtemperatur um 5.500K. D.h. dem Licht einer tageslichtähnlichen Spektralverteilung laut Normlichtart D65.

Einfacher ausgedrückt:
Der CRI gibt darüber Auskunft mit welcher Qualität, Farben von beleuchteten Objekten wiedergegeben bez. reflektiert werden.

Die wiedergegebenen Farben eines Objetes hängen nämlich von den Farben, oder der Farbe der Beleuchtung ab.
Wer z.B. zu Hause seinen Van Goch mit einer Natriumlampe beleuchten würde, hätte mit seinem Millioneninvestment, zumindest optisch, nicht viel Freude.
Natriumlampen emittieren fast nur gelbes Licht und ermöglichen somit kaum das Farbsehen. Je höher der CRI, desto natürlicher und angenehmer werden Farben vom menschlichen Auge empfunden.

Für die Berechnung des CRI, werden 14 Testfarben mit einem genormten Remissionsverlauf (das von einem Körper zurückgeworfene Licht, welches mit den Farbmitteln im Körper in Wechselwirkung stand) verwendet, die durch die DIN 6169 definiert sind.

Berechnet man jetzt für eine Lichtquelle den CRI, werden die Abweichungen der Sekundärspektren mit denen der 14 Testfarben verglichen und dienen als Maßzahl.
Spektralbereiche, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegen, werden nicht berücksichtigt.
Der CRI kann nur den maximalen Wert von 100 erreichen. Dieser wäre dann
CRI 100.

Bei Wohn- und Arbeitsplatzbeleuchtungen sollte der CRI oder Ra über 80 liegen.
Wer seine Wohneinrichtung recht "bunt" gestaltet hat, z.B. mit Designermöbel u.s.w., dann sollte der CRI oder Ra bei 90 liegen.
Ebenfals in der Küche oder im Badezimmer sind CRIs von 90 zu empfehlen.
Für eine z.B. Stiegenhausbeleuchtung genügt ein CRI von 70-80. (Der CRI od. Ra kann den maximalen Wert von 100 erreichen)

LED-Birne
LED Birne 1150 lm
12W 96lm/W
E27 warm weiss

LED Birne 700 lm
6W CRI-90!!! 117lm/W!!!
E27 warm weiss
LED Birne 1150lm
LED Birne 1150 lm
12W 95lm/W
E27 warm weiss
LED-Birne
LED Birne 1055 lm
13W 81lm/W
E27 warm weiss
LED Birne 1110lm
LED Birne 1110 lm
13W 85lm/W
E27 warm weiss

Der Ra - allgemeiner Farbwiedergabeindex

Oft wird im Datenblatt von Leuchtmitteln nur der Ra Wert (allgemeiner Farbwiedergabeindex) angegeben. Beim Ra werden nur die ersten 8 Testfarben zur Berechnung mit einbezogen. Der Ra kann also, obwohl er nur 8 CRI Vergleichswerte in seine Berechnung miteinbezieht, ebenfalls den Wert 100 erreichen.
Dieser wäre dann Ra 100.

Leuchtmittel:
LED, weiß
Leuchtstofflampe, weiß
Leuchtstofflampe
Quecksilberdampf-Hochdrucklampe
Halogen-Metalldampflampe
Natriumdampf-Hochdrucklampe
Index Ra:
70...95
70...84
50...90
45...50
60...95
18...30

CRI = 90-100 Ausgezeichnete Farbwiedergabe
CRI = 80-90 Gute Farbwiedergabe
CRI = 65-80 Mittlere Farbwiedergabe
CRI = kl. 60 Mangelhafte Farbwiedergabe

Schwachstellen des allgemeinen Farbwiedergabeindex Ra:

Wer jedoch glaubt, mit dem Ra Index den Stein der Weisen für die optimale Beleuchtung gefunden zu haben, wird ein wenig enttäuscht werden.

Obst Ra Beispiel:
Du kaufst dir im Supermarkt einen super schönen, rot leuchtenden Apfel. Zu Hause angekommen, schaut er aber auf einmal nicht mehr so super schön und leuchtend rot aus.

Die Intensität der Farben ist zwar von der Farbtemperatur abhängig, jedoch spielt auch die Beleuchtungsstärke und Homogenität der Spektraverteilungskurve eine große Rolle.

Wer z.B eine Kompaktleuchtstofflampe mit warm weissem Licht und einem Ra 82 für seine Wohnraumbeleuchtung verwendet, wird seinen Apfel leider nicht so super schön rot leuchtend essen müssen.

Für Obst Beleuchtungen im Supermarkt werden oft sehr starke gold-gelbe Lichtfarben mit ca. 2.500K ("extra" warm weiß) verwendet, die die Rot- und Orangetöne von Obst verstärken und es besonders attraktiv und frisch erscheinen lassen.

Aber auch Fleischwaren werden deswegen gerne mit starkem, "extra" warm weissen Licht mit geringen blau-grünen und ausgeprägten, roten Bandbreiten beleuchtet, um das Fleisch für den Kunden optisch "aufzupeppen".
Die Farben von Lachs, Thunfisch oder Krabben werden bei dieser "Lichtzusammenstellung" ebenfalls optimal betont.

Jetzt werden sicher einige einwenden, was die da schreiben widerspricht sich ja völlig. Die Kompaktleuchtstofflampe besitzt ja einen Ra von 82, also eine gute Farbwiedergabe und ist außerdem noch warm weiß.

14 Testfarben
R1Altrosa
R2Senfgelb
R3Gelbgrün
R4Hellgrün
R5Türkisblau
R6Himmelblau
R7Asterviolett
R8Fliederviolett
R9Rot gesättigt
R10Gelb gesättigt
R11Grün gesättigt
R12Blau gesättigt
R13Rosa (Hautfarbe)
R14Blattgrün   
Hier werden wir gleich sehen, warum der Ra einige Schwachstellen besitzt. Z.B. liegen die 8 Testfarben alle im Pastellbereich und besitzen einen weichen Remissionsverlauf (das von einem Körper zurückgeworfene Licht, welches mit den Farbmitteln im Körper in Wechselwirkung stand).

Deswegen werden bei Leuchtmittel die für spezielle Anwendungen bestimmt sind, wie z.B. im Druckereigewerbe bei Normlicht Bedingungen, in Galerien oder Schauvitrinen auch andere Farbwiedergabeindizes angegeben. Der R9 ist z.B. für gesättigtes Rot zuständig.

Kompaktleuchtstofflampe 12W warm Weiss:
RaR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13R14
829895508888828868  25078439265

Dieses Video ist zwar für Video Filmer gedacht, zeigt aber sehr gut die Schwachstellen des CRI auf. Hier wird die R96a Methode zur CRI Bestimmung verwendet.
Werden die ersten 8 Ri Werte addiert und dann durch 8 dividiert, kommt zwar bei der oben angeführten Kompaktleuchtstofflampe ein Ra von 82 heraus, betrachtet man jedoch den R9 Index, der für gesättigtes Rot zuständig ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Wert 2 eine sehr schlechte rote Farbwiedergabe verspricht. Der R9 Wert ist jedoch im Ra nicht berücksichtig.

Aber auch bei Gelbgrün (R3), Violett (R8), gesättigtem Gelb (R10), gesättigtem Blau (R12) und auch bei blattgrün Farben, wir man keine wahre Freude beim Betrachten verspüren. Rosa und orangene Farben sollten aber sehr gut wiedergegeben werden. Also nächstes Mal lieber eine Orange, statt einen roten Apfel kaufen ;) Wenn man die Ausschläge der Spektralanalysekurve von dieser Lampe betrachtete, wäre bei orange ein sehr starker und bei rot fast kein "Ausschlag" zu finden.

Da das Auge ja bekanntlich mitisst, sollten auch Köche bei dem "Arbeitsfeld" ihrer Küchenbeleuchtungen besonders darauf achten eher wärmere, lichtstarke Weißtöne mit einem hohen R9 und einem Ra über 80 zu verwenden, da Köche die eine höhere Farbtemperatur wählten, mit der Farbwiedergabe, besonders bei Fleisch oder Obstwaren, nicht zufrieden waren.

Ra bei Fleisch
Mit welchem Fleisch würdest Du lieber kochen? Bei diesen Aufnahmen wurde dasselbe Fleisch verwendet, nur bei verschiedenen Farbtemperaturen dargestellt.
Dieser Effekt ist einerseits auf die Metamerie (unterschiedlich zusammengesetzte Lichtspektren können, obwohl ganze Bandbreiten fehlen, den gleichen Farbeindruck hervorrufen) zurückgeführt werden, andererseits auch durch geringere spektrale Anteile einiger Bandbreiten im Beleuchungsspektrum, wie beim Beispiel mit dem Apfel verdeutlicht.

R96a Methode:
Kritik wurde beim Ra laut und so wurde ein anderes Bestimmungsverfaren, die R96a Methode entwickelt.

Hier wurden unter anderem nicht nur neue und mehr Testfarben verwendet, sondern auch sechs Bezugsleuchtkörper, den D65, D50 und schwarze Körper bei Farbtemperaturen von 4200 K, 3450 K, 2950 K und 2700 K, statt den zwei Bezugsleuchtkörpern bei der Ra Methode.
Die R96a Methode setzte sich aber teils wegen der Widersprüche zwischen Forschern und Herstellern nicht allgemein durch und muß ausdrücklich erwähnt werden, wenn sie verwendet wird.


Farbfächer
Info Bild
Hier noch eine Empfehlung:

Wer einen "Lampen-Großeinkauf" tätigt um z.B. sein Einfamilienhaus neu auszustatten und die Möglichkeit besitzt die Lampen vorher zu TESTEN, ist es empfehlenswert, wenn man beim Lampenkauf einen kleinen Farbfächer dabei hat, um so einfach feststellen zu können ob die Farbwiedergabe die gewünschte ist.


* Laser LEDs sind im Kommen:

Wenn die unten angeführten Forschungsergebnisse zutreffen sollten (Nov. 2011) und nur auf dem Metamerie Effekt zurückzuführen sind, könnte sich hieraus eine Milliardenindustrie entwickeln. Mit nur wenigen gezielt abgegebenen Wellenlängen, würde so die perfekte Beleuchtungsart bei allen Beleuchtungsanwendungen, noch dazu mit optimalen CRI Werten, erzeugt werden.

Dass LASER Dioden auch für Beleuchtungszwecke verwendet werden können, ist uns bereits durch den LASER-TV, oder dem neuen LASER Scheinwerfersystem von BMW bekannt. Der LASER-TV beeindruckte z.B. durch seine mehr als doppelt so große Farbenpracht, verglichen mit einem Plasma Display.

Jetzt fanden Forscher bei einem Versuch mit über 40 Testpersonen heraus, dass eine "Mischung" aus rotem, grünem, blauem und gelbem LASER Licht ideale Voraussetzung bietet, um auch in der Wohn- oder Arbeitsplatzbeleuchtung optimale Farbwiedergaben zu erzielen.
Verglichen wurden die Farbeindrücke einer Obstschüssel, welche mit LEDs verschiedener Farbtemperaturen, einer Glühbirne und den LASER LEDs beleuchtet wurden.

LASER LEDs
Das Ergebnis zeigte, dass die Testpersonen das LASER Licht am angenehmsten empfanden.

R96a        CRI Color Rending Index
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