Farbwiedergabeindex

Der Farbwiedergabeindex ( CRI ) ist ein quantitatives Maß für die Fähigkeit einer Lichtquelle , die Farben verschiedener Objekte im Vergleich zu einer natürlichen oder Standardlichtquelle getreu wiederzugeben .

Die Farbwiedergabe ist , wie von der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE) definiert, der Einfluss einer Lichtquelle auf das Farbbild von Objekten durch bewussten oder unbewussten Vergleich mit ihrem Farbbild unter einer Referenz- oder Standardlichtart . ^{[ 1 ]}

Der Farbwiedergabeindex (CRI) einer Lichtquelle gibt nicht die tatsächliche Farbe der Lichtquelle an; diese Information liefert die korrelierte Farbtemperatur (CCT) . Der CRI wird durch das Spektrum der Lichtquelle bestimmt . Eine Glühlampe besitzt ein Spektrum, das dem eines Schwarzkörperstrahlers ähnelt , während eine Leuchtstofflampe ein unregelmäßiges Emissionsspektrum mit mehreren relativ schmalen Peaks aufweist, was darauf hindeutet, dass die Glühlampe den höheren CRI haben sollte.

Der Wert, der bei handelsüblichen Beleuchtungsprodukten oft als „CRI“ angegeben wird, heißt korrekterweise CIE R _a- Wert, wobei „CRI“ ein allgemeiner Begriff und CIE R _a der internationale Standard für den Farbwiedergabeindex ist.

Numerisch beträgt der höchstmögliche CIE-R_{_a}-Wert 100 und wird nur einer Lichtquelle zugewiesen, deren Spektrum mit dem Tageslichtspektrum identisch ist und dem eines schwarzen Körpers sehr nahe kommt (Glühlampen sind im Prinzip schwarze Körper). Bei manchen Lichtquellen sinkt der Wert sogar ins Negative. Natriumdampflampen haben einen negativen Farbwiedergabeindex (CRI); Leuchtstofflampen erreichen Werte von etwa 50 für die einfachsten Typen bis hin zu etwa 98 für die besten Multiphosphor-Typen. Typische weiße LEDs haben einen CRI von 80 oder mehr, wobei einige Hersteller für ihre LEDs einen CRI von bis zu 98 angeben. ^{[ 2 ]}

Die Fähigkeit des CIE R _a , die Farbwirkung vorherzusagen, wurde zugunsten von Messverfahren kritisiert, die auf Farbwirkungsmodellen wie CIECAM02 und – für Tageslichtsimulatoren – dem CIE -Metamerieindex basieren . ^{[ 3 ]} Der Farbwiedergabeindex (CRI) ist kein guter Indikator für die visuelle Beurteilung von Lichtquellen, insbesondere bei Quellen unter 5000  Kelvin (K). ^{[ 4 ] [ 5 ]} Neuere Standards wie IES TM-30 beheben diese Probleme und haben begonnen, die Verwendung des CRI durch professionelle Lichtplaner zu ersetzen. ^{[ 6 ]} Dennoch ist der CRI bei Haushaltsbeleuchtungsprodukten weiterhin weit verbreitet.

Forscher nutzen Tageslicht als Referenzwert, um die Farbwiedergabe von elektrischem Licht zu vergleichen. 1948 wurde Tageslicht als ideale Lichtquelle für eine gute Farbwiedergabe beschrieben, da es „(1) eine große Farbvielfalt zeigt, (2) feine Farbnuancen leicht erkennbar macht und (3) die Farben der Objekte um uns herum natürlich wirken lässt“. ^{[ 7 ]}

Etwa Mitte des 20. Jahrhunderts begannen Farbwissenschaftler, sich für die Fähigkeit künstlicher Lichtquellen zur präzisen Farbwiedergabe zu interessieren. Europäische Forscher versuchten, Lichtarten durch Messung der spektralen Leistungsverteilung (SPD) in „repräsentativen“ Spektralbändern zu beschreiben, während ihre nordamerikanischen Kollegen die farbmetrische Wirkung der Lichtarten auf Referenzobjekte untersuchten. ^{[ 8 ]}

Die CIE setzte einen Ausschuss zur Untersuchung der Angelegenheit ein und akzeptierte den Vorschlag, den letztgenannten Ansatz zu verwenden, der den Vorteil hat, keine Spektralphotometrie zu benötigen. Hierfür wurde ein Satz von Munsell- Farbmustern herangezogen. Acht Farbmuster mit unterschiedlichen Farbtönen wurden abwechselnd mit zwei verschiedenen Lichtquellen beleuchtet und die Farbwirkung verglichen. Da zu diesem Zeitpunkt kein Farbwirkungsmodell existierte, entschied man sich, die Bewertung auf Farbunterschieden in einem geeigneten Farbraum, CIEUVW , zu basieren . 1931 verabschiedete die CIE das erste formale System der Farbmessung , das auf der trichromatischen Natur des menschlichen Sehsystems beruht . ^{[ 9 ] [ 10 ]} Der Farbwiedergabeindex (CRI) basiert auf diesem System der Farbmessung. ^{[ 11 ]}

Um das Problem des Vergleichs von Lichtquellen mit unterschiedlichen Farbtemperaturen (CCT) zu lösen, legte die CIE fest, für Lampen mit einer CCT unter 5000 K einen Referenz- Schwarzkörper mit derselben Farbtemperatur zu verwenden, ansonsten eine Phase der CIE- Normlichtart D (Tageslicht). Dadurch stand ein kontinuierlicher Bereich von Farbtemperaturen zur Auswahl einer Referenz zur Verfügung. Farbunterschiede zwischen Quell- und Referenzlichtart wurden mithilfe einer von-Kries- Transformation ausgeglichen . Es existieren zwei Versionen des Farbwiedergabeindex (CRI): der gebräuchlichere R_{_a} der CIE (1995) (eigentlich von 1974) und R_96a der CIE (1999) .

Der Farbwiedergabeindex (CRI) wird berechnet, indem die Farbwiedergabe der Testquelle mit der einer „perfekten“ Quelle verglichen wird. Diese ist ein Schwarzkörperstrahler für Quellen mit korrelierten Farbtemperaturen unter 5000 K und ansonsten eine Tageslichtphase (z. B. D65 ). Um vergleichbare Größen zu vergleichen, sollte eine chromatische Adaptation durchgeführt werden. Das Prüfverfahren (auch Testmusterverfahren oder Testfarbverfahren genannt ) benötigt lediglich kolorimetrische , keine spektrophotometrischen Daten. ^{[ 5 ] [ 12 ]}

1. Ermitteln Sie mithilfe des 2°-Normalbeobachters die Farbortkoordinaten der Testquelle im CIE-1960-Farbraum . ^{[ 13 ]}
2. Die korrelierte Farbtemperatur (CCT) der Testquelle wird ermittelt, indem der Punkt gefunden wird, der dem Planckschen Ort auf dem ( u ,  v ) Farbdiagramm am nächsten liegt.
3. Wenn die Testlichtquelle eine Farbtemperatur (CCT) < 5000 K aufweist, verwenden Sie einen schwarzen Körper als Referenz, andernfalls verwenden Sie die CIE- Normlichtart D. Beide Lichtquellen sollten die gleiche Farbtemperatur (CCT) aufweisen.
4. Stellen Sie sicher, dass der Farbabstand (DC) der Testquelle zur Planckschen Kurve im CIE 1960 UCS unter 5,4 × 10⁻³ liegt ^. Dies gewährleistet die Aussagekraft des Ergebnisses, da der Farbwiedergabeindex (CRI) nur für annähernd weiße Lichtquellen definiert ist. ^{[ 14 ]}${\displaystyle {\text{DC}}=\Delta _{uv}={\sqrt {(u_{r}-u_{t})^{2}+(v_{r}-v_{t})^{2}}}.}$
5. Beleuchten Sie die ersten acht der fünfzehn unten aufgeführten Standardproben abwechselnd mit beiden Lichtquellen.
6. Ermitteln Sie mithilfe des 2°-Standardbeobachters die Koordinaten des von jeder Probe reflektierten Lichts im CIE 1964-Farbraum .
7. Jede Probe wird chromatographisch mittels einer Von-Kries-Transformation angepasst .
8. Berechnen Sie für jede Probe den euklidischen Abstand zwischen den beiden Koordinaten.${\displaystyle \Delta E_{i}}$
9. Berechnen Sie den speziellen (d. h. partikulären) CRI mithilfe der Formel ^{[ 15 ] [ 16 ].}${\displaystyle R_{i}=100-4.6\Delta E_{i}}$
10. Ermitteln Sie den allgemeinen CRI (R _a ), indem Sie das arithmetische Mittel der speziellen CRIs berechnen.

Beachten Sie, dass die letzten drei Schritte äquivalent zur Ermittlung der mittleren Farbdifferenz und deren Verwendung zur Berechnung sind : ${\displaystyle \Delta {\bar {E}}_{UVW}}$${\displaystyle R_{a}}$

$${\displaystyle R_{a}=100-4,6\Delta {\bar {E}}_{UVW}.}$$

CIE (1995) verwendet diese von-Kries-Farbtransformationsgleichung, um die entsprechende Farbe ( u _{_{c , i}} ,  v_{_{c , i}} ) für jede Probe zu ermitteln. Die gemischten Indizes ( t ,  i ) beziehen sich auf das Skalarprodukt des Testlichtspektrums und des spektralen Reflexionsgrades der Probe i .

$${\displaystyle u_{c,i}={\frac {10.872+0.404(c_{r}/c_{t})c_{t,i}-4(d_{r}/d_{t})d_{t,i}}{16.518+1.481(c_{r}/c_{t})c_{t,i}-(d_{r}/d_{t})d_{t,i}}},}$$

$${\displaystyle v_{c,i}={\frac {5.520}{16.518+1.481(c_{r}/c_{t})c_{t,i}-(d_{r}/d_{t})d_{t,i}}},}$$

$${\displaystyle c=(4.0-u-10.0v)/v,}$$

$${\displaystyle d=(1,708v-1,481u+0,404)/v,}$$

wobei die Indizes r und t sich auf die Referenz- bzw. Testlichtquelle beziehen .

Wie in CIE (1995) spezifiziert , stammen die ursprünglichen Testfarbmuster (TCS) aus einer frühen Ausgabe des Munsell- Atlas. Die ersten acht Muster, eine Teilmenge der achtzehn in Nickerson (1960) vorgeschlagenen Muster, sind relativ schwach gesättigte Farben und gleichmäßig über den gesamten Farbtonbereich verteilt. ^{[ 17 ]} Diese acht Muster dienen zur Berechnung des allgemeinen Farbwiedergabeindex . Die letzten sechs Muster liefern zusätzliche Informationen über die Farbwiedergabeeigenschaften der Lichtquelle; die ersten vier für hohe Sättigung und die letzten beiden als Repräsentanten bekannter Objekte. Die Reflexionsspektren dieser Muster finden sich in CIE (2004) ^{[ 18 ]} , und ihre ungefähren Munsell-Notationen sind daneben aufgeführt. ^{[ 19 ]}${\displaystyle R_{a}}$

Auf der alle vier Jahre stattfindenden CIE-Tagung 1991 wurde das Technische Komitee 1-33 (Farbwiedergabe) gegründet, um die Farbwiedergabemethode zu aktualisieren. Daraus resultierte die Entwicklung der R96- _Methode . Das Komitee wurde 1999 aufgelöst und veröffentlichte die CIE-Richtlinien von 1999 , jedoch ohne konkrete Empfehlungen, was teilweise auf Meinungsverschiedenheiten zwischen Forschern und Herstellern zurückzuführen war. ^{[ 20 ]}

Die R96 _- Methode weist einige Besonderheiten auf: ^{[ 21 ]}

• Ein neuer Satz Testfarbmuster
• Sechs Referenzlichtarten: D65, D50, Schwarzkörper mit 4200 K, 3450 K, 2950 K und 2700 K.
• Eine neue chromatische Adaptionstransformation: CIECAT94.
• Farbdifferenzbewertung im CIELAB-System.
• Anpassung aller Farben an D65 (da CIELAB unter D65 gut getestet ist).

Es ist üblich, die ursprüngliche Methode anzuwenden; R96 _a sollte explizit erwähnt werden, wenn es angewendet wird.

Wie Sándor & Schanda (2005) erörtern , empfiehlt CIE (1999) aufgrund der Veralterung der ursprünglichen Farbmuster, von denen nur noch metamerische Entsprechungen vorliegen, die Verwendung einer ColorChecker- Karte. ^{[ 22 ]} Zusätzlich zu den acht Farbmustern der ColorChart sind zwei Hauttonmuster definiert (TCS09 ^* und TCS10 ^* ). Dementsprechend wird der aktualisierte allgemeine Farbwiedergabeindex (CRI) über zehn statt wie zuvor acht Farbmuster gemittelt. Hung (2002) hat jedoch festgestellt, dass die Farbfelder der CIE (1995) bessere Korrelationen für jegliche Farbunterschiede liefern als die ColorChecker-Karte, deren Farbmuster nicht gleichmäßig in einem einheitlichen Farbraum verteilt sind.

Der Farbwiedergabeindex (CRI) lässt sich theoretisch auch aus der spektralen Leistungsverteilung (SPD) der Lichtquelle und der Farbmuster ableiten, da physische Kopien der Originalfarbmuster schwer zu beschaffen sind. Bei dieser Methode ist darauf zu achten, eine ausreichend feine Abtastauflösung zu verwenden, um Spitzenwerte in der SPD zu erfassen. Die SPDs der Standardtestfarben sind in 5-nm-Schritten tabelliert (CIE, 2004) . Daher empfiehlt es sich, bis zur Auflösung der Spektralphotometrie der Lichtquelle zu interpolieren.

Ausgehend von der spektralen Leistungsverteilung (SPD) überprüfen wir, ob der Farbwiedergabeindex (CRI) der Referenzlichtart F4 51 beträgt. Im ersten Schritt bestimmen wir die Tristimuluswerte mithilfe des Standardbeobachters von 1931. Die Berechnung des Skalarprodukts der SPD mit den Farbanpassungsfunktionen (CMFs) des Standardbeobachters ergibt ( X ,  Y ,  Z ) = (109,2; 100,0; 38,9) (nach Normierung auf Y  = 100). Daraus ergeben sich die xy -Farbwerte:

$${\displaystyle x={\frac {109,2}{109,2+100,0+38,9}}=0,4402,}$$

$${\displaystyle y={\frac {100}{109,2+100,0+38,9}}=0,4031.}$$

Der nächste Schritt besteht darin, diese Farbwerte in das CIE 1960 UCS-System umzurechnen , um die CCT bestimmen zu können:

$${\displaystyle u={\frac {4\times 0.4402}{-2\times 0.4402+12\times 0.4031+3}}=0.2531,}$$

$${\displaystyle v={\frac {6\times 0.4031}{-2\times 0.4402+12\times 0.4031+3}}=0.3477.}$$

Die Untersuchung des CIE-1960-Koordinatensystems zeigt, dass dieser Punkt auf der Planckschen Kurve am nächsten an 2938 K liegt und die Koordinaten (0,2528, 0,3484) besitzt. Der Abstand des Testpunktes zur Kurve liegt unterhalb der Grenze von (5,4 × 10⁻³ ⁾ , sodass wir das Verfahren fortsetzen können und ein aussagekräftiges Ergebnis erwarten können.

$${\displaystyle {\begin{aligned}{\text{DC}}&={\sqrt {(0.2531-0.2528)^{2}+(0.3477-0.3484)^{2}}}\\&=8.12\times 10^{-4}<5.4\times 10^{-3}.\end{aligned}}}$$

Wir können die Farbtemperatur (CCT) überprüfen, indem wir McCamys Approximationsalgorithmus verwenden , um die Farbtemperatur aus den xy- Farbwerten zu schätzen:

$${\displaystyle {\text{CCT}}_{\text{est.}}=-449n^{3}+3525n^{2}-6823,3n+5520,33,}$$

Wo . ${\displaystyle n={\frac {x-0.3320}{y-0.1858}}}$

Durch Einsetzen erhält man n  = 0,4979 und eine _{geschätzte Farbtemperatur (CCT)}  von 2941 K, was ausreichend genau ist. ( Für eine höhere Genauigkeit kann die Methode von Robertson verwendet werden, wir begnügen uns jedoch mit 2940 K, um veröffentlichte Ergebnisse zu reproduzieren.) Da 2940 < 5000, wählen wir einen Planckschen Strahler mit 2940 K als Referenzlichtart. ${\displaystyle (x,y)=(0.4402,0.4031)}$

Im nächsten Schritt werden die Werte der Testfarbmuster unter jeder Lichtart im CIEUVW-Farbraum bestimmt . Dies geschieht durch Integration des Produkts der Farbmessfunktion (CMF) mit den spektralen Leistungsverteilungen (SPDs) der Lichtart und des Musters und anschließende Umrechnung von CIEXYZ nach CIEUVW (wobei die u- und  v- Koordinaten der Referenzlichtart als Weißpunkt dienen):

Daraus lässt sich der Farbunterschied zwischen den chromatisch adaptierten Proben (mit der Bezeichnung „CAT“) und den durch die Referenz beleuchteten Proben berechnen. (Zur Berechnung des Farbunterschieds in CIEUVW wird die euklidische Metrik verwendet.) Der spezielle CRI ist einfach . ${\displaystyle R_{i}=100-4,6\Delta E_{UVW}}$

	TCS1	TCS2	TCS3	TCS4	TCS5	TCS6	TCS7	TCS8
${\displaystyle \Delta E_{UVW}}$	12,99	7.07	2,63	13.20	12.47	9,56	7,66	19.48
R i	40.2	67,5	87,9	39,3	42,6	56,0	64,8	10.4

Schließlich ergibt sich der allgemeine Farbwiedergabeindex als Mittelwert der speziellen Farbwiedergabeindizes: 51.

Eine Referenzlichtquelle, wie beispielsweise Schwarzkörperstrahlung , hat einen Farbwiedergabeindex (CRI) von 100. Daher besitzen Glühlampen diesen Wert, da sie praktisch Schwarzkörperstrahlung entsprechen. ^{[ 23 ]} Die bestmögliche Farbtreue zu einer Referenzlichtquelle wird durch einen CRI von 100 angegeben, die schlechteste durch einen CRI unter Null. Ein hoher CRI allein garantiert jedoch keine gute Farbwiedergabe, da die Referenzlichtquelle selbst eine unausgewogene spektrale Leistungsverteilung (SPD) aufweisen kann, wenn sie eine extreme Farbtemperatur besitzt.

Ra ist der Mittelwert der Werte R1 bis R8 _. Die Werte R9 bis R15, darunter R9 („gesättigtes Rot“), R13 („helle Hautfarbe“) und R15 („mittlere Hautfarbe“), werden bei der Berechnung von Ra nicht berücksichtigt _, da diese Farben schwer naturgetreu wiederzugeben sind. R9 ist ein wichtiger Index für Beleuchtung mit hohem Farbwiedergabeindex (CRI), da viele Anwendungen rotes Licht erfordern, beispielsweise Film- und Videobeleuchtung, medizinische Beleuchtung, Kunstbeleuchtung usw. Bei der allgemeinen Berechnung des CRI (Ra) wird R9 jedoch _nicht berücksichtigt.

Der R9-Wert ist eine der Kennzahlen des erweiterten Farbwiedergabeindex (CRI) _und bezieht sich auf Test Color Samples (TCS). Er bewertet die Farbwiedergabefähigkeit einer Lichtquelle im Vergleich zu TCS 09 und beschreibt insbesondere die Fähigkeit des Lichts, Rottöne präzise wiederzugeben. Viele Hersteller und Händler von Leuchten geben den R9-Wert nicht an, obwohl er für die Beurteilung der Farbwiedergabe bei Film- und Videobeleuchtung sowie allen Anwendungen mit hohem CRI-Bedarf unerlässlich ist. Daher wird er im Allgemeinen als Ergänzung zum Farbwiedergabeindex bei der Bewertung von Lichtquellen mit hohem CRI betrachtet.

Der R9-Wert, auch TCS 09 genannt, oder anders ausgedrückt: die Rotfärbung, ist die Schlüsselfarbe für viele Beleuchtungsanwendungen, beispielsweise in der Film- und Videobeleuchtung, im Textildruck , im Fotodruck, bei der Hauttongestaltung, in der medizinischen Beleuchtung usw. Darüber hinaus enthalten viele Objekte, die nicht rein rot erscheinen, tatsächlich verschiedene Farben, darunter auch Rot. So wird beispielsweise der Hautton durch das Blut unter der Haut beeinflusst, wodurch er ebenfalls einen Rotstich aufweist, obwohl er eher weiß oder hellgelb wirkt. Ist der R9-Wert also nicht ausreichend, erscheint der Hautton unter diesem Licht blasser oder sogar grünlich – sowohl für das Auge als auch für die Kamera. ^{[ 24 ]}

Ohno und andere haben den Farbwiedergabeindex (CRI) kritisiert, da er in der Praxis nicht immer gut mit der subjektiven Farbwiedergabequalität korreliert, insbesondere bei Lichtquellen mit spitzen Emissionsspektren wie Leuchtstofflampen oder weißen LEDs . Ein weiteres Problem besteht darin, dass der CRI bei 5000 K diskontinuierlich ist ^{[ 25 ]} , da sich die Farbart der Referenz von der Planckschen Kurve zur CIE-Tageslichtkurve verschiebt . Davis & Ohno (2006) identifizieren mehrere weitere Probleme, die sie in ihrer Farbqualitätsskala (CQS) behandeln:

• Der Farbraum, in dem der Farbabstand berechnet wird (CIEUVW), ist veraltet und uneinheitlich. Verwenden Sie stattdessen CIELAB oder CIELUV .
• Die verwendete chromatische Adaptationstransformation ( Von-Kries-Transformation ) ist unzureichend. Verwenden Sie stattdessen CMCCAT2000 oder CIECAT02 .
• Die Berechnung des arithmetischen Mittels der Fehler verringert den Einfluss einzelner großer Abweichungen. Zwei Lichtquellen mit ähnlichem Farbwiedergabeindex (CRI) können sich deutlich unterscheiden, wenn eine davon einen besonders niedrigen speziellen CRI in einem für die Anwendung wichtigen Spektralbereich aufweist. Verwenden Sie stattdessen die mittlere quadratische Abweichung .
• Die Metrik ist nicht wahrnehmungsbasiert; alle Fehler werden gleich gewichtet, während Menschen bestimmte Fehler gegenüber anderen bevorzugen. Eine Farbe kann gesättigter oder weniger gesättigt sein, ohne dass sich der numerische Wert von ∆E_i ändert , _wobei eine gesättigte Farbe im Allgemeinen als attraktiver empfunden wird.
• Ein negativer CRI-Wert ist schwer zu interpretieren. Normalisieren Sie die Skala mithilfe der Formel von 0 bis 100 .${\displaystyle R_{\text{out}}=10\ln \left[\exp(R_{\text{in}}/10)+1\right]}$
• Der Farbwiedergabeindex (CRI) kann nicht für Lichtquellen berechnet werden, die keine Farbtemperatur (CCT) aufweisen (nicht-weißes Licht).
• Acht Proben reichen nicht aus, da Hersteller zwar die Emissionsspektren ihrer Lampen optimieren können, um sie originalgetreu wiederzugeben, die Ergebnisse aber ansonsten ungenau sind. Verwenden Sie mehr Proben (für CQS werden fünfzehn empfohlen).
• Die Proben sind nicht ausreichend gesättigt, um Schwierigkeiten bei der Reproduktion zu verursachen.
• Der Farbwiedergabeindex (CRI) misst lediglich die Farbtreue einer beliebigen Lichtquelle im Vergleich zu einer idealen Lichtquelle mit derselben Farbtemperatur (CCT). Die ideale Lichtquelle selbst kann jedoch Farben nicht optimal wiedergeben, wenn sie eine extreme Farbtemperatur aufweist, da ihr Energie im kurz- oder langwelligen Bereich fehlt (d. h. sie kann übermäßig blau oder rot sein). Das Ergebnis wird mit dem Verhältnis der Farbraumfläche des Polygons, das von den fünfzehn Farbmustern im CIELAB-Farbraum für 6500 K gebildet wird, zur Farbraumfläche der Testlichtquelle gewichtet. 6500 K dient als Referenzwert, da diese Farbe eine relativ gleichmäßige Energieverteilung über das sichtbare Spektrum und somit eine große Farbraumfläche aufweist. Dies normalisiert den Multiplikationsfaktor.

CIE (2007) „überprüft die Anwendbarkeit des CIE-Farbwiedergabeindex auf weiße LED-Lichtquellen auf der Grundlage der Ergebnisse visueller Experimente“. Unter dem Vorsitz von Davis untersucht das CIE TC 1-69(C) derzeit „neue Methoden zur Bewertung der Farbwiedergabeeigenschaften von Weißlichtquellen, die zur Beleuchtung verwendet werden, einschließlich Festkörperlichtquellen, mit dem Ziel, bis März 2010 neue Bewertungsverfahren zu empfehlen“. ^{[ 26 ]}

Eine umfassende Übersicht über alternative Farbwiedergabeindizes findet sich bei Guo & Houser (2004) .

Smet (2011) untersuchte verschiedene alternative Qualitätsmetriken und verglich deren Leistungsfähigkeit anhand visueller Daten aus neun psychophysischen Experimenten. Es zeigte sich, dass das geometrische Mittel des GAI-Index und des CIE Ra am besten mit Natürlichkeit korrelierte (r = 0,85), während eine auf Erinnerungsfarben basierende Farbqualitätsmetrik (MCRI ^{[ 27 ]} ) am besten mit Präferenz korrelierte ( r  = 0,88). Die Leistungsunterschiede dieser Metriken zu den anderen getesteten Metriken (CIE Ra; CRI-CAM02UCS; CQS; RCRI; GAI; geometrisches Mittel (GAI, CIE Ra); CSA; Judd Flattery; Thornton CPI; MCRI) waren mit p < 0,0001 statistisch signifikant  . ^{[ 28 ]}

Dangol et al. führten psychophysische Experimente durch und kamen zu dem Schluss, dass die Beurteilung von Natürlichkeit und die allgemeine Präferenz nicht durch ein einzelnes Messverfahren vorhergesagt werden können, sondern die gemeinsame Anwendung eines auf Farbtreue basierenden Messverfahrens (z. B. Qp) und eines auf dem Farbraum basierenden Messverfahrens (z. B. Qg oder GAI) erfordern. ^{[ 29 ]} Sie führten weitere Experimente in realen Büros durch, in denen sie verschiedene Spektren evaluierten, die durch die Kombination bestehender und vorgeschlagener Farbwiedergabemetriken generiert wurden. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

Aufgrund der Kritik am CRI haben viele Forscher alternative Metriken entwickelt, von denen jedoch nur relativ wenige eine breite Anwendung gefunden haben.

Der 2010 von Rea und Freyssinier entwickelte Gamut Area Index (GAI) ist ein Versuch, die Schwächen des Farbwiedergabeindex (CRI) zu beheben. ^{[ 33 ]} Sie konnten zeigen, dass der GAI die Farbunterscheidung in standardisierten Farnsworth-Munsell-100-Farbtontests besser vorhersagt als der CRI und dass er die Farbsättigung prognostiziert. ^{[ 9 ]} Befürworter des GAI argumentieren, dass diese Methode zur Bewertung der Farbwiedergabe in Kombination mit dem CRI von Testpersonen gegenüber Lichtquellen bevorzugt wird, die nur in einem der beiden Messgrößen hohe Werte aufweisen. Forscher empfehlen eine untere und eine obere Grenze für den GAI. Der Einsatz von LED-Technologie erfordert aufgrund des einzigartigen Lichtspektrums dieser Technologien eine neue Methode zur Bewertung der Farbwiedergabe. Vorläufige Tests haben gezeigt, dass die Kombination von GAI und CRI eine bevorzugte Methode zur Bewertung der Farbwiedergabe darstellt. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

Pousset, Obein & Razet (2010) entwickelten ein psychophysisches Experiment zur Bewertung der Lichtqualität von LED-Beleuchtungen. Es basiert auf Farbmustern, die in der „Farbqualitätsskala“ (CQS) verwendet werden. Die Vorhersagen der CQS und die Ergebnisse visueller Messungen wurden verglichen.

Bei der Verwendung von LED-Beleuchtung am Filmset traten Probleme auf. Die Farbspektren der Primärfarben von LED-Beleuchtung stimmen nicht mit den erwarteten Farbbandbreiten von Filmemulsionen und digitalen Sensoren überein. Daher kann die Farbwiedergabe bei optischen Kopien, der Übertragung von Film auf digitale Medien (DIs) und Videoaufnahmen völlig unvorhersehbar sein. Dieses Phänomen wurde in einer Testreihe zur Evaluierung von LED-Beleuchtung durch Wissenschaftler der Academy of Motion Picture Arts and Sciences dokumentiert. ^{[ 36 ]}

Zu diesem Zweck wurden verschiedene andere Messgrößen wie der TLCI (Television Lighting Consistency Index) entwickelt, um den menschlichen Beobachter durch einen Kamerabeobachter zu ersetzen. ^{[ 37 ]} Ähnlich dem CRI misst diese Messgröße die Qualität einer Lichtquelle, wie sie auf der Kamera erscheint, auf einer Skala von 0 bis 100. ^{[ 38 ]} Einige Hersteller geben an, dass ihre Produkte TLCI-Werte von bis zu 99 aufweisen. ^{[ 39 ]}

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• Unsicherheitsbewertung für die Messung der LED-Farbe, Metrologia
• Farbwiedergabeindex und LEDs , US-Energieministerium, Büro für Energieeffizienz und erneuerbare Energien (EERE) [defekter Link]
• Was ist der Unterschied zwischen CRI und CQS? (Edaphic Scientific Knowledge Base)
• Farbwiedergabeindex für Beleuchtung verstehen , Lumen