Каква е цветната температура? Това е източникът на светлина, която е излъчването на идеално черно тяло. Той излъчва определени нюанси, което е сравнимо с източник на светлина. Цветовата температура е характеристика на видимия лъч, който има важни приложения в осветлението, фотографията, видеографията, издателската дейност, производството, астрофизика, градинарство и др.
На практика терминът има смисъл само за източници на светлина, които всъщност съответстват на излъчването на някакъв вид черно тяло. Тоест лъч, вариращ от червено до оранжево, от жълто до бяло и синкаво бяло. Няма смисъл да говорим например за зелена или виолетова светлина. Когато се отговаря на въпроса каква е цветната температура, първо трябва да се каже, че тя обикновено се изразява в Келвин с помощта на символа K, единица за абсолютно излъчване.
Видове светлина
CG над 5000K се нарича "студени цветове" (сини нюанси), а по-ниските, 2700-3000K - "топли" (жълти). Вторият вариант в този контекст е аналогичен на излъчваната цветова температура на осветителното тяло. Неговият спектрален пик е по-близък до инфрачервения и повечето естествени източници излъчват значително излъчване. Фактът, че "топлото" осветление в този смисъл всъщност има "по-хладно" CG често е объркващо. Това е важен аспект от това какво е цветната температура.
CT на електромагнитно излъчване, излъчвано от идеално черно тяло, се определя като t на неговата повърхност в келвини или алтернативно в миреди. Това ви позволява да дефинирате стандарта, по който се сравняват източниците на светлина.
Тъй като горещата повърхност излъчва термична радиация, но не е идеално черно тяло, цветната температура на светлината не представлява действителното t на повърхността.
Осветление
Каква е цветната температура, стана ясно. Но за какво е?
За вътрешно осветление на сгради често е важно да се вземе предвид CG на излъчването. По-топъл нюанс, като цветната температура на LED светлините, често се използва на обществени места за насърчаване на релаксацията, докато по-хладен нюанс се използва за повишаване на концентрацията, като например в училища и офиси.
Аквакултура
В рибовъдството цветната температура има различни функции и се фокусира във всички индустрии.
В сладководни аквариуми, DH обикновено е важно само за получаване на повечеатрактивен образ. Светлината обикновено е проектирана да създава красив спектър, понякога с вторичен фокус върху поддържането на растенията живи.
В соленоводен/рифов аквариум цветната температура е неразделна част от здравето. Между 400 и 3000 нанометра светлината с по-къса дължина на вълната може да проникне по-дълбоко във водата от светлината с дълга вълна, осигурявайки необходимите източници на енергия за водораслите, намиращи се в коралите. Това е еквивалентно на повишаване на цветовата температура с дълбочина на течността в този спектрален диапазон. Тъй като коралите обикновено живеят в плитки води и получават интензивна директна слънчева светлина в тропиците, фокусът беше върху симулирането на тази ситуация при 6500 K светлина.
Цветната температура на LED светлините се използва, за да предпази аквариума от цъфтеж през нощта, като същевременно подобрява фотосинтезата.
Цифрова стрелба
В тази област терминът понякога се използва взаимозаменяемо с баланса на бялото, което позволява стойностите на оттенъка да бъдат преназначени, за да се симулират промени в околната цветова температура. Повечето цифрови камери и софтуер за изображения предоставят възможност за симулиране на специфични стойности на околната среда (като слънчево, облачно, волфрам и др.).
В същото време други области имат само стойности на баланса на бялото в Келвин. Тези опции променят тона, цветната температура се определя не само по синьо-жълтата ос, но някои програми включват допълнителни контроли (понякога обозначеникато "hue"), които добавят лилаво-зелена ос, те донякъде подлежат на художествена интерпретация.
Фотографски филм, светлинна цветова температура
Фотографският филм не реагира на лъчите по същия начин като човешката ретина или зрителното възприятие. Обект, който изглежда бял за наблюдател, може да изглежда много син или оранжев на снимка. Цветовият баланс може да се наложи да бъде коригиран по време на печат, за да се постигне неутрално белодробно изображение. Степента на тази корекция е ограничена, тъй като цветният филм обикновено има три слоя, чувствителни към различни нюанси. И когато се използва под "грешния" източник на светлина, всяка дебелина може да не реагира пропорционално, създавайки странни нюанси в сенките, въпреки че средните тонове изглежда са правилния баланс на бялото, цветната температура под лупата. Източниците на светлина с прекъснати спектри, като флуоресцентни тръби, също не могат да бъдат напълно коригирани при печат, тъй като един от слоевете може да не е записал изображението изобщо.
ТВ, видео
В NTSC и PAL TV разпоредбите изискват екраните да имат цветова температура 6500 K. При много телевизори за потребителски клас има много забележимо отклонение от това изискване. Въпреки това, в примери с по-високо качество, цветовите температури могат да се регулират до 6500 K чрез предварително програмирана настройка или персонализирано калибриране.
Повечето видео и цифрови камери могат да регулират цветовата температура,приближаване на бял или неутрален обект и задаване на ръчно "WB" (указване на камерата, че обектът е чист). След това камерата настройва съответно всички останали нюанси. Балансът на бялото е от съществено значение, особено в стая с флуоресцентно осветление, цветовата температура на LED светлините и при преместване на камерата от едно осветление на друго. Повечето камери също имат функция за автоматичен баланс на бялото, която се опитва да открие цвета на светлината и да го коригира съответно. Докато тези настройки някога са били ненадеждни, те са значително подобрени в днешните цифрови фотоапарати и осигуряват точен баланс на бялото при голямо разнообразие от условия на осветление.
Артистични приложения чрез контрол на цветовата температура
Производителите на филми не правят "баланс на бялото" по същия начин, както правят операторите на видеокамери. Те използват техники като филтри, селекция на филми, градиране на цветовете преди светкавицата и след заснемане, както при лабораторна експозиция, така и цифрово. Операторите също работят в тясно сътрудничество със сценографи и осветителни екипи, за да постигнат желаните цветови ефекти.
За художниците повечето пигменти и хартии имат хладен или топъл оттенък, тъй като човешкото око може да открие дори малко количество наситеност. Сивото, смесено с жълто, оранжево или червено, е "топло сиво". Зеленото, синьото или лилавото създават „хладни нюанси“. Струва си да се отбележи, че това усещане за градуси е обратното на усещането за действителна температура. Синьото е описано като"по-студено", въпреки че отговаря на високотемпературно черно тяло.
Осветителните дизайнери понякога избират CG филтри, обикновено за да съответстват на светлината, която теоретично е бяла. Тъй като цветовата температура на LED лампите е много по-висока от тази на волфрамовите, използването на тези две лампи може да доведе до ярък контраст. Затова понякога се монтират HID лампи, които обикновено излъчват 6000-7000 K.
Лампи с функции за смесване на тонове също могат да генерират светлина, подобна на волфрам. Цветната температура също може да бъде фактор при избора на крушки, тъй като всяка вероятно ще има различна цветова температура.
Формули
Качественото състояние на светлината се разбира като понятието светлинна температура. Цветовата температура се променя, когато количеството радиация в някои части от спектъра се промени.
Идеята за използване на излъчватели на Planck като критерий, по който да се преценяват други източници на светлина, не е нова. През 1923 г., пишейки за "класификацията на цветовата температура по отношение на качеството", Прист по същество описва CCT, както се разбира днес, дори до точката на използване на термина "очевиден цвят t".
Няколко важни събития се случиха през 1931 г. В хронологичен ред:
- Реймънд Дейвис публикува статия за "корелирана цветова температура". Позовавайки се на локуса на Планк на rg диаграмата, той дефинира CCT като средната стойност на "t първични компоненти", използвайки трилинейни координати.
- CIE обяви XYZ цветово пространство.
- Дийн Б. Джъдпубликува статия за естеството на "най-малко забележими разлики" по отношение на хроматичните стимули. Емпирично той установи, че разликата в усещането, която той нарече ΔE за „различаваща стъпка между цветовете… Empfindung“, е пропорционална на разстоянието на нюансите на графиката..
Позовавайки се на нея, Джъд предложи, че
K ∆ E=| от 1 - от 2 |=макс (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Важна стъпка в науката
Тези разработки проправиха пътя за създаването на нови пространства за цветност, които са по-подходящи за оценка на корелирани CG и техните различия. А също така формулата доближи науката до отговора на въпроса каква цветова температура се използва от природата. Комбинирайки концепциите за разлика и CG, Priest направи забележка, че окото е чувствително към постоянни разлики в "обратната" температура. Разликата от една микрореципрочна степен (mcrd) е доста представителна за съмнителна забележима разлика при най-благоприятните условия за наблюдение.
Свещеникът предложи да се използва "температурната скала като скала за подреждане на цветността на множество източници на светлина в последователен ред." През следващите години Джъд публикува още три важни статии.
Първо потвърди констатациите на Priest, Davis и Judd, с работа върху чувствителността към вариациите на цветовата температура.
Вторият предложи ново цветово пространство, ръководено от принцип, превърнал се в свещения граал: еднородност на възприятието (разстоянието на цветността трябва да бъде съизмеримо с разликата във възприятието). Джъд установи чрез проективна трансформацияповече "хомогенно пространство" (UCS), в което да намерите CCT.
Той използва матрица за трансформация, за да промени стойността на X, Y, Z на трицветния сигнал към R, G, B.
Третата статия изобразява местоположението на изотермичните цветности на CIE диаграмата. Тъй като изотермичните точки образуваха нормали на UCS, преобразуването обратно към xy равнината показа, че те все още са линии, но вече не са перпендикулярни на локуса.
Изчисление
Идеята на Джъд за определяне на най-близката точка до локуса на Планк в пространство с хомогенна цветност е все още актуална и днес. През 1937 г. МакАдам предлага "модифицирана диаграма за еднородност на скалата на оттенъка", базирана на някои опростяващи геометрични съображения.
Това пространство за цветност все още се използва за изчисляване на CCT.
Метод на Робъртсън
Преди появата на мощни персонални компютри беше обичайно да се оценява корелираната цветова температура чрез интерполация от справочни таблици и диаграми. Най-известният такъв метод е този, разработен от Робъртсън, който се възползва от относително равномерния интервал на скалата на Миред, за да изчисли CCT, използвайки линейна интерполация на стойностите на изотермата.
Как се определя разстоянието от контролната точка до i-тата изотерма? Това може да се види от формулата по-долу.
Спектрално разпределение на мощността
Imiизточниците на светлина могат да бъдат характеризирани. Относителните SPD криви, предоставени от много производители, може да са получени на стъпки от 10 nm или повече на техния спектрорадиометър. Резултатът е много по-плавно разпределение на мощността в сравнение с конвенционалната лампа. Поради това разделяне се препоръчват по-фини стъпки за измервания на флуоресцентни лампи, а това изисква скъпо оборудване.
Слънце
Ефективната температура, определена от общата мощност на излъчване на квадратна единица, е около 5780 K. CG на слънчевата светлина над атмосферата представлява около 5900 K.
Когато слънцето пресича небето, то може да бъде червено, оранжево, жълто или бяло, в зависимост от позицията му. Промяната в цвета на звезда през деня е главно резултат от разсейване и не се дължи на промени в излъчването на черното тяло. Синият цвят на небето е причинен от разпръскването на слънчевата светлина в атмосферата, която има тенденция да разсейва сините нюанси повече от червените.
