Відомо, що дві лампи різного типу, навіть з однієї і тієї ж колірної температурою, наприклад люмінесцентна лампа і лампа розжарювання, часто по-різному передають кольори освітлюваних ними об'єктів. Люмінесцентна лампа, в порівнянні з лампою розжарювання, має менше енергії в червоній області спектру, тому червоний колір виглядає яскравіше при освітленні тіла лампою розжарювання, ніж при освітленні того ж самого тіла люмінесцентною лампою тієї ж колірної температури. Так, цветопередающие властивості різних ламп безпосередньо залежать від характеру спектру їх випромінювання.
Параметр, що характеризує ступінь відповідності природного кольору об'єкта мабуть кольору цього об'єкта при освітленні його даними джерелом світла, називається індексом передачі кольору Rа, або коефіцієнтом передачі кольору, по-англійськи colour rendering index, або скорочено CRI.
Ця величина є відносною, і Rа еталонного джерела світла прийнятий рівним 100. При цьому комфортним для людського ока є діапазон індексів кольору від 80 до 100, наприклад звичайна лампа розжарювання потужністю 60 Вт має індекс передачі кольору Rа рівний 80, при колірній температурі 2680К.
У дослідженнях в якості орієнтира використовують денне світло, з яким порівнюють світло електричних ламп. У 1948 році Пітер Баум, в роботі «Фізичні аспекти кольори: введення в наукове дослідження колірних стимулів і колірних відчуттів», написав: «денне світло містить велику різноманітність кольорів, що дозволяє легко розрізняти незначні відтінки і кольори оточуючих нас об'єктів, очевидно, виглядають природно».
В середині 20 століття вчені почали робити спроби оцінити здатність штучних джерел світла точно відтворювати природні кольори, і приблизно в 1960-х або 1970-х роках термін «коефіцієнт передачі кольору» почав застосовуватися. CRI використовували для порівняння джерел світла безперервного спектру, з індексом передачі кольору вище 90. Технічно ж порівнювати індекс передачі кольору можна тільки у джерел світла, які мають однакову кольорову температуру.
Щоб отримати значення індексу кольоропередачі для конкретної електричної лампи, визначають зсув кольору при освітленні 8 еталонних стандартних кольорів (DIN 6169) досліджуваної лампою. Розрахунок проводиться за методикою Міжнародної комісії з освітлення (CIE), яка дає чисельне значення відхилення від еталонів кольору.
Чим відхилення менше, тим краще параметри передачі кольору досліджуваної лампи, і, відповідно, вище індекс її передачі кольору. За підсумками вимірювань, середні значення відхилень віднімаються з 100, і виходить точне числове значення індексу кольоропередачі. Так, при малих відхиленнях Ra буде ближче до 100, а при великих – значно менше. Якщо відхилень немає, то джерела присвоюється значення Rа дорівнює 100.
Для порівняння колірних температур діапазону від 2000К до 5000К, в якості еталонного джерела служить «випромінювач чорного тіла», а для більш високих колірних температур – денне світло. Важливо пам'ятати, проте, що ні лампи розжарювання, ні небо північної півкулі не володіють ідеальною передачею кольору, однак їх індекс передачі кольору прийнятий рівним 100. Між тим, лампи розжарювання слабкі при освітленні синіх відтінків, а небо (7500К) – при освітленні червоних тонів.
Практично індекс передачі кольору від 90 до 100 вважається бездоганним, і область застосування таких джерел включає в себе і ті сфери, де дуже важлива точна оцінка кольору. Ra від 80 до 90 вважаються хорошими показниками, і якщо в тій чи іншій ситуації точна оцінка кольору не важлива, але потрібна якісна кольоропередача, такі джерела світла підійдуть.
Якщо передача кольору не важлива, то допустимі джерела світла з задовільними і поганими показниками, тобто з Ra менше 80. Взагалі, відмінності в цих величинах менш ніж на 5 одиниць мало помітні, і на око відрізнити 80 і 84 зовсім непросто.
Середні значення коефіцієнтів передачі кольору ламп різних типів відомі. Світло ламп розжарювання, так само як і світло галогенних ламп близький до сонячного, і значення Ra для них наближається до 100. Індекс передачі кольору металогалогенних газорозрядних ламп високого тиску також досягає 90 і вище. Люмінесцентні лампи багатьох виробників мають досить високі показники Ra від 80 до 90, але деякі бюджетні моделі можуть мати і Ra менше 75, в будь-якому випадку, слід звертати увагу на характеристики, вказані на упаковці.
Світлодіодні лампи, також як і люмінесцентні, в залежності від якості можуть різнитися за індексом передачі кольору, проте кращі екземпляри показують значення Ra 80 і вище. Найбільш низьким індексом передачі кольору відрізняються ртутні та натрієві газорозрядні лампи, тут Ra менше 40.
Щодо конкретно світлодіодів проводилися дослідження, в яких розглядалися як червоно-зелено-сині світлодіоди, так і покриті фосфором білі світлодіоди.
Була проведена оцінка, з якої слідувало, що RGB світлодіоди мали коефіцієнти передачі кольору в районі 20, але при передачі кольорів показали себе добре, оскільки видима насиченість конкретних кольорів підвищувалася без зміщення кольорів відтінків. При цьому білий світ, отриманий змішуванням світла червоних, зелених і синіх світлодіодів виявляється краще, ніж світло галогенних ламп і ламп розжарювання, незважаючи на високі індекси кольорів останніх.
За результатами досліджень, Міжнародна комісія з освітлення уклала: «індекс передачі кольору, розроблений комісією, зазвичай застосовується для прогнозування параметрів передачі кольору набору джерел світла, якщо у цей набір входять світлодіоди білого кольору».
Таким чином, коефіцієнт кольоропередачі Ra може служити одним з інформаційних параметрів, використовуваних для оцінки та світлодіодних систем освітлення, однак, для отримання максимально прийнятних результатів, необхідні попередні тести і індивідуальні оцінки вироби прямо на місці передбачуваної експлуатації..
