CRI – Farbwiedergabeindex (Photometrie)

Was ist CRI?

Farbwiedergabeindex (CRI) ist eine wissenschaftlich definierte Kennzahl, die den Vergleich ermöglicht, wie genau eine Lichtquelle die tatsächlichen Farben von Objekten im Verhältnis zu einer Referenzbeleuchtung wie Tageslicht oder einem schwarzen Strahler darstellt. Gemessen auf einer Skala von 0 bis 100 bedeutet ein CRI von 100 perfekte Farbtiefe – Objekte erscheinen genau wie unter dem Referenzlicht. Niedrigere CRI-Werte bedeuten stärkere Farbverfälschung, wobei Farbtöne und Nuancen ausgewaschen, verschoben oder unnatürlich wirken können.

Warum ist CRI wichtig?

• Luftfahrt & Sicherheit: Bei Flugzeugwartung, in Terminals, Cockpits und Kontrollräumen ist eine genaue Farbdifferenzierung beim Ablesen von Kabelkennungen, Signalen und Instrumenten entscheidend. ICAO und andere Luftfahrtstandards verweisen auf den CRI zur Sicherstellung der Betriebssicherheit.
• Kunst & Museen: Kunstwerke und Artefakte müssen so beleuchtet werden, dass ihre Originalfarben für Betrachter und Konservatoren erhalten bleiben.
• Gesundheitswesen: Eine präzise Farbwiedergabe hilft bei Diagnose und Behandlung.
• Einzelhandel & Lebensmittel: Eine naturgetreue Farbdarstellung beeinflusst die Wahrnehmung der Produktqualität und den Verkauf.
• Fotografie & Film: Hochwertige CRI-Beleuchtung reduziert den Korrekturaufwand und sorgt für natürliche Hauttöne und Farben.

Wie wird CRI gemessen?

Der Messprozess

1. Auswahl der Referenzquelle: Die Referenzbeleuchtung wird basierend auf der korrelierten Farbtemperatur (CCT) der Testquelle gewählt: unter 5000K ein schwarzer Strahler, über 5000K Tageslicht (D65).
2. Beleuchtung von Farbmustern: Standardisierte Farbmuster (R1–R8 für allgemeinen CRI, R1–R15 für erweiterten CRI) werden sowohl von der Test- als auch der Referenzquelle beleuchtet.
3. Spektralphotometrische Analyse: Ein Spektralphotometer misst die spektrale Leistungsverteilung des reflektierten Lichts von den Farbmustern.
4. Berechnung der Farbabweichung: Die Farbverschiebung jedes Musters wird anhand von CIE-Farbformeln quantifiziert. Geringere Abweichungen bedeuten eine bessere Farbwiedergabe.
5. Mittelwertbildung: Der Mittelwert der Abweichungen für R1–R8 ergibt den allgemeinen CRI (Ra). Der erweiterte CRI beinhaltet R9–R15 und damit gesättigte Farben und Hauttöne.

Was bedeutet die CRI-Skala?

• Luftfahrtstandard: ICAO empfiehlt mindestens CRI 80 für Terminal- und Vorfeldbeleuchtung, CRI 90+ für Wartung und Steuerung.

In der Praxis:
Ein Wartungsingenieur, der unter CRI 90+ arbeitet, kann Kabelfarben klar unterscheiden und Fehler vermeiden. Bei CRI 70 erscheinen Rottöne bräunlich und Blautöne unscharf, was das Risiko erhöht.

Warum ist CRI wichtig?

Auswirkungen auf die Farbwahrnehmung

• Sicherheit: Falsch interpretierte farbige Anzeigen oder Kabel können zu schwerwiegenden Fehlern führen.
• Komfort: Hochwertige CRI-Beleuchtung reduziert die Augenbelastung und verbessert den Sehkomfort.
• Leistung: Mitarbeitende in farbkritischen Berufen (Wartung, Medizin, Kunst) benötigen eine genaue Farbwiedergabe für Diagnose, Reparatur oder Wertschätzung.

Beispiel:
In der Luftfahrt kann ein CRI unter 80 dazu führen, dass rote und orangefarbene Kabel nicht unterschieden werden können – Wartungsfehler drohen.

Anwendungsbeispiele

• Cockpit-Instrumentierung: Piloten sind auf farbcodierte Signale angewiesen. Eine genaue Farbwiedergabe ist für schnelle Entscheidungen unerlässlich.
• Supermarkt-Frischware: Ein hoher CRI lässt Lebensmittel frisch und ansprechend aussehen.
• Rundfunkstudios: Ein hoher CRI sorgt für naturgetreue Videos und Fotos.

CRI vs. Farbtemperatur (CCT) & andere Kennzahlen

• CRI gibt an, wie naturgetreu Farben erscheinen.
• CCT beschreibt lediglich, ob das Licht warm/gelblich oder kühl/bläulich wirkt.
• Spektralverteilung: Bildet die Grundlage für beide Kennzahlen und beschreibt, wie eine Lichtquelle Energie über Wellenlängen abgibt.

Grenzen des CRI

• Begrenzte Farbmuster: Der Standard-CRI basiert nur auf acht Pastellfarben und vernachlässigt kräftige Rottöne, Grüntöne und komplexe Nuancen.
• Keine Sättigungsinformation: Es wird nicht gemessen, ob Farben zu intensiv oder zu matt erscheinen.
• Nicht kameraoptimiert: Für menschliches Sehen entwickelt, nicht für Digitalsensoren.
• Kann „ausgetrickst“ werden: Hersteller können ihre Produkte für die getesteten Farben optimieren, ohne die reale Farbwiedergabe (insbesondere R9, kräftiges Rot) zu verbessern.
• Beispiel: Eine LED kann einen CRI von 90 erreichen, aber bei R9 schwach abschneiden – das macht Rot für Lebensmittel und Medizinanwendungen stumpf.

Moderne Alternativen und verwandte Kennzahlen

• TM-30-15 (IES): Nutzt 99 Farbmuster für eine umfassendere Bewertung.
  • Rf: Fidelity Index (Treue, ähnlich CRI, aber robuster)
  • Rg: Gamut Index (Sättigung/Leuchtkraft)
• CQS (NIST): Umfasst mehr Farbmuster, berücksichtigt Präferenzen und bestraft Farbverschiebungen.
• TLCI: Für TV-/Kameraleistung entwickelt.
• SSI: Misst die spektrale Ähnlichkeit, nützlich für Kino/Film.

Einsatz in der Luftfahrt: Neue Flughafenbeleuchtungsprojekte können TM-30-15- oder CQS-Berichte für bessere Sichtleistung verlangen.

Empfohlene CRI-Werte nach Einsatzbereich

Tipp: Für kritische Aufgaben sollten nicht nur der CRI, sondern auch R9 oder TM-30-15 Rf/Rg festgelegt werden.

Beispielszenarien

• Flugzeughangar: CRI 90+ ermöglicht Ingenieuren eine sichere Unterscheidung von Kabeln nach Farbe und reduziert Risiken.
• Einzelhandel/Bekleidung: Ein hoher CRI sorgt für lebendige, echte Farben und unterstützt Marke und Verkauf.
• Supermarkt: Frischeprodukte sehen unter CRI 90+ appetitlich aus und fördern den Kauf.
• Cockpit: Piloten erkennen Instrumentensignale korrekt – das erhöht die Sicherheit.

Wie CRI geprüft und spezifiziert wird

• Datenblätter prüfen: Achten Sie auf CRI (Ra) und bei kritischen Anwendungen auf R9 und TM-30-15-Kennzahlen.
• Messgeräte verwenden: Ein Spektralphotometer oder CRI-Messgerät ermöglicht eine exakte, praxisnahe Überprüfung.
• Anforderungen spezifizieren: Fordern Sie in Ausschreibungen Mindestwerte für CRI (z. B. Ra≥90), R9 (≥50–80) oder TM-30-15 Rf/Rg.

Glossar verwandter Begriffe

Farbtemperatur (CCT): Farbton des weißen Lichts (warm/kalt), gemessen in Kelvin (K).

Ra: Der Standard-CRI, gemittelt über die Muster R1–R8.

R9: Misst die Wiedergabe von kräftigem Rot – wichtig für Medizin, Lebensmittel und Sicherheitsanwendungen.

Spektralverteilung: Die Energieabgabe einer Lichtquelle bei jeder sichtbaren Wellenlänge.

Referenzlicht: Der Standard (schwarzer Strahler oder Tageslicht), mit dem der CRI verglichen wird.

Gamut Index (Rg): TM-30-15-Kennzahl für die durchschnittliche Veränderung der Farbsättigung.

Fidelity Index (Rf): TM-30-15-Kennzahl, ähnlich dem CRI, aber mit 99 Testfarben.

Spektralphotometer: Gerät zur Messung der spektralen Leistungsverteilung von Licht.

Zusammenfassung:
Der CRI ist der weltweite Standard zur Beurteilung, wie gut eine Lichtquelle echte Farben wiedergibt. Er ist entscheidend in Luftfahrt, Sicherheit, Gesundheitswesen, Einzelhandel und Kunst. Für farbkritische Anwendungen sollten Sie neben dem CRI auch R9 und moderne Alternativen wie TM-30-15 prüfen. Setzen Sie auf hochwertige CRI-Beleuchtung, um Sicherheit, Normenkonformität und optimale Ergebnisse zu erzielen.