● CRI的计算

　　尽管认真仔细地规定了这些色样，并且真实物体可以产生这些色样的颜色，但是CRI值完全通过计算推导出来，明白这点非常重要，无须用真实光源照射真实色样，人们要做的就是使用测得的光源光谱与指定色样的光谱相比较，然后通过数学分析的方法推导计算出CRI值。因此，对CRI值的测量是量化的、客观的，它绝不是一种主观测量（主观测量仅凭借一位受过训练的观察者，由其判断哪个光源的显色性更好）。

　　基于颜色知觉的比较也很有意义，前提是被测光源与参考光源两者的色温必须相同。例如，试图比较色温为2900K的暖白色光源与色温为5600K的冷白色光源（日光）照射下的两块相同色样的外貌差异完全是浪费时间。它们看上去一定是不一样的。因此，第一步就是要通过被测光源的光谱计算出它的相关色温（CCT）。一旦有了这个色温，另一个相同色温的参考光源就可以通过数学方法创建出来。对于色温低于5000K的被测光源，参考光源选择黑体（普朗克）辐射体；而对于色温高于5000K的被测光源，参考光源选择CIE标准照明体D。

图2：14块标准CRI色样中前8块色样的光谱分布

　　现在可以把参考光源的光谱与每块色样相结合，产生一组理想的参考颜色坐标点（简称色点）。对于被测光源也是如此，把被测光源的光谱与每块色样相结合，得到另一组色点。如果被测光源下的色点与参考光源下的色点完全对应一致，我们就认为它们的显色性相同，并把其CRI值定为100。在色图中，被测光源下的色点离对应的理想位置越远，那么显色性就越差，CRI值就越低。8对色样的颜色位移量单独计算，然后算出8个特殊显色指数（光源对某一块色样的CRI值称为特殊显色指数），再取它们的算术平均值，这样得到的数值就是最终的CRI值。CRI值为100表示，在被测光源与参考光源下，8对色样中的任意一对色样之间都不存在色差。 

图4：参考光源与白炽灯照射下色样外貌的对比

　　解释明白这些需要叙述很多内容，并极有可能引起混淆，因此，笔者觉得用一些图片辅助说明会有很大帮助，现在先从CRI值为100的白炽灯开始。理论上一盏白炽灯等同于一个黑体辐射体，因此，根据定义它拥有最理想的显色性。如图3展示了测试到的色点与参考色点；图4展示了色样的外貌。测试到的色点与对应的参考色点完全对应一致，因此，在图上它们覆盖了8个参考色点。

　　为了便于比较，图5、图6展示了一盏汞灯的对应数据，它的CRI值为43，相当差。

　　汞灯的光谱分布不连续且呈线状，这样的光谱很容易使一些颜色的饱和度提高（色点向外移动），比如标号为TCS03的饱和黄绿色，或使一些颜色的饱和度降低（色点向内移动），比如标号为TCS05的淡蓝绿色，以致它们看上去像被冲刷过一样，几乎都呈现灰色。没有一块色样的颜色能得到正确显现，并且颜色位移量相当大。 

  
（从左至右）图3：参考色点与白炽灯照射下测试到的色点
图5：参考色点与汞灯照射下测试到的色点
图7：参考色点与低压钠灯照射下测试到的色点

　　显色性的另一极端就是低压钠灯的显色性，如图7、图8所示。低压钠灯是一种辐射橙黄色光的老式光源，以前的路灯中经常采用这种光源。从本质上说，它是由起主导作用的两条紧靠在一起的波长分别为589.0nm与589.6nm的黄色光谱线所构成的单色光。

图6：参考光源与汞灯照射下色样外貌的对比

图8：参考光源与低压钠灯照射下色样外貌的对比

　　低压钠灯根本不具备显色能力，事实上通过计算得到它的CRI值为-47。所有8块被测色样看上去都像被混浊的黄色所笼罩。这就解释了为什么在晚上很难在由这些光源照明下的停车场里找到自己的车。无论车是什么颜色，在低压钠灯的照射下所有的车看上去都一样。（虽然CRI的定义中允许CRI值为负数，但它们通常聚拢到零点。这种情况是非常糟糕的。）低压钠灯让负责任的灯光设计师有点左右为难：其发光效率极高，达到150lm/W，但是由于在其照明下物体显现出难看的外貌以及显色性的缺失而普遍不受欢迎。在许多照明设备中，它们已被发光效率略低一些的高压钠灯和其他一些CRI值更高的光源所取代。表1列举出一些常用光源的色温与CRI值。