Care este temperatura culorii? Aceasta este sursa de lumină, care este radiația unui corp negru ideal. Ea emană anumite nuanțe, care este comparabilă cu o sursă de lumină. Temperatura culorii este o caracteristică a fasciculului vizibil care are aplicații importante în iluminat, fotografie, video, editare, producție, astrofizică, horticultură și multe altele.
În practică, termenul are sens doar pentru sursele de lumină care corespund de fapt cu radiația unui tip de corp negru. Adică un fascicul care variază de la roșu la portocaliu, de la galben la alb și alb albăstrui. Nu are sens să vorbim, de exemplu, despre lumină verde sau violetă. Când răspundem la întrebarea ce este temperatura culorii, trebuie mai întâi spus că aceasta este de obicei exprimată în Kelvin folosind simbolul K, o unitate de radiație absolută.
Tipuri de lumină
CG peste 5000K se numește „culori reci” (nuanțe de albastru), iar mai jos, 2700-3000K - „cald” (galben). A doua opțiune în acest context este analogă cu temperatura de culoare emisă a corpului de iluminat. Vârful său spectral este mai aproape de infraroșu, iar majoritatea surselor naturale emit radiații semnificative. Faptul că iluminarea „caldă” în acest sens are de fapt un CG „mai rece” este adesea confuz. Acesta este un aspect important al temperaturii culorii.
CT de radiație electromagnetică emisă de un corp negru ideal este definită ca t a suprafeței sale în kelvins sau alternativ în mireds. Acest lucru vă permite să definiți standardul după care sunt comparate sursele de lumină.
Deoarece o suprafață fierbinte emite radiații termice, dar nu este o revărsare perfectă de corp negru, temperatura de culoare a luminii nu reprezintă t-ul real al suprafeței.
Iluminare
Care este temperatura culorii, a devenit clar. Dar pentru ce este?
Pentru iluminarea interioară a clădirilor, este adesea important să se țină cont de CG al strălucirii. O nuanță mai caldă, cum ar fi temperatura de culoare a luminilor LED, este adesea folosită în locuri publice pentru a promova relaxarea, în timp ce o nuanță mai rece este folosită pentru a crește concentrarea, cum ar fi în școli și birouri.
Acvacultură
În piscicultură, temperatura culorii are diferite funcții și se concentrează în toate industriile.
În acvariile cu apă dulce, DH este de obicei important doar pentru a obține mai multimagine atractivă. Lumina este în general concepută pentru a crea un spectru frumos, uneori cu un accent secundar pe menținerea plantelor în viață.
Într-un acvariu cu apă sărată/recif, temperatura culorii este o parte integrantă a sănătății. Între 400 și 3000 de nanometri, lumina cu lungime de undă mai scurtă poate pătrunde mai adânc în apă decât lumina cu lungime de undă lungă, oferind sursele de energie necesare pentru algele găsite în corali. Acest lucru este echivalent cu o creștere a temperaturii culorii cu adâncimea lichidului în acest interval spectral. Deoarece coralii tind să trăiască în ape puțin adânci și să primească lumina directă intensă a soarelui la tropice, accentul a fost pe simularea acestei situații sub o lumină de 6500 K.
Temperatura de culoare a luminilor LED este folosită pentru a împiedica acvariul să înflorească noaptea, îmbunătățind în același timp fotosinteza.
Fotografiere digitală
În această zonă, termenul este uneori folosit interschimbabil cu balansul de alb, permițând reatribuirea valorilor de nuanță pentru a simula schimbările temperaturii de culoare ambientală. Majoritatea camerelor digitale și a software-ului de imagistică oferă capacitatea de a simula anumite valori ale mediului (cum ar fi însorit, noros, wolfram etc.).
În același timp, alte zone au doar valori ale balansului de alb în Kelvin. Aceste opțiuni schimbă tonul, temperatura culorii este determinată nu numai de-a lungul axei albastru-galben, dar unele programe includ controale suplimentare (uneori etichetateprecum „nuanța”) care adaugă o axă violet-verde, sunt oarecum supuse interpretării artistice.
Film fotografic, temperatură de culoare deschisă
Filmul fotografic nu răspunde la raze în același mod ca retina umană sau percepția vizuală. Un obiect care pare alb pentru un observator poate apărea foarte albastru sau portocaliu într-o fotografie. Echilibrul de culoare poate fi necesar să fie corectat în timpul imprimării pentru a obține un WH neutru. Gradul de corecție este limitat deoarece filmul color are de obicei trei straturi sensibile la diferite nuanțe. Și atunci când este folosit sub o sursă de lumină „greșită”, fiecare grosime poate să nu răspundă proporțional, producând nuanțe ciudate în umbră, chiar dacă tonurile medii păreau a fi echilibrul corect al temperaturii de culoare alb, sub lupă. De asemenea, sursele de lumină cu spectre discontinue, cum ar fi tuburile fluorescente, nu pot fi corectate complet în tipărire, deoarece unul dintre straturi poate să fi înregistrat aproape deloc imaginea.
TV, videoclip
În televizoarele NTSC și PAL, reglementările cer ca ecranele să aibă o temperatură de culoare de 6500 K. Pe multe televizoare destinate consumatorilor, există o abatere foarte vizibilă de la această cerință. Cu toate acestea, în exemple de calitate superioară, temperaturile de culoare pot fi ajustate până la 6500 K printr-o setare preprogramată sau o calibrare personalizată.
Majoritatea camerelor video și digitale pot regla temperatura culorii,mărirea unui subiect alb sau neutru și setarea acestuia la „WB” manual (spunând camerei că subiectul este curat). Apoi, camera ajustează toate celel alte nuanțe în consecință. Balanța de alb este esențială, mai ales într-o cameră cu iluminare fluorescentă, temperatura de culoare a luminilor LED și atunci când treceți camera de la o iluminare la alta. Majoritatea camerelor au, de asemenea, o funcție de balans de alb automat care încearcă să detecteze culoarea luminii și să o corecteze în consecință. Deși aceste setări au fost cândva nesigure, ele au fost mult îmbunătățite în camerele digitale de astăzi și oferă un echilibru de alb precis într-o mare varietate de condiții de iluminare.
Aplicații artistice prin controlul temperaturii culorii
Realizatorii de film nu fac „echilibrul de alb” la fel ca operatorii de camere video. Ei folosesc tehnici precum filtrele, selecția filmelor, gradarea culorilor pre-bliț și post-captură, atât în expunerea de laborator, cât și digital. De asemenea, directorii de imagine lucrează îndeaproape cu scenografii și echipele de iluminat pentru a obține efectele de culoare dorite.
Pentru artiști, majoritatea pigmenților și hârtiei au o nuanță rece sau caldă, deoarece ochiul uman poate detecta chiar și o cantitate mică de saturație. Griul amestecat cu galben, portocaliu sau roșu este un „gri cald”. Verde, albastru sau violet creează „subtonuri reci”. Este demn de remarcat faptul că acest sentiment de grade este opusul sensului de temperatură reală. Albastrul este descris ca„mai rece”, deși corespunde unui corp negru la temperatură ridicată.
Designerii de iluminat aleg uneori filtre CG, de obicei pentru a se potrivi cu lumina care este teoretic albă. Deoarece temperatura de culoare a lămpilor LED este mult mai mare decât cea a tungstenului, utilizarea acestor două lămpi poate duce la un contrast puternic. Prin urmare, uneori sunt instalate lămpi HID, care emit de obicei 6000-7000 K.
Lămpile cu funcții de amestecare a tonurilor sunt, de asemenea, capabile să genereze lumină asemănătoare tungstenului. Temperatura de culoare poate fi, de asemenea, un factor în alegerea becurilor, deoarece fiecare va avea probabil o temperatură de culoare diferită.
Formule
Starea calitativă a luminii este înțeleasă ca conceptul de temperatură a luminii. Temperatura de culoare se modifică atunci când se modifică cantitatea de radiație din unele părți ale spectrului.
Ideea de a folosi emițătoarele Planck ca criteriu după care să judeci alte surse de lumină nu este nouă. În 1923, scriind despre „clasificarea temperaturii culorii în raport cu calitatea”, Priest a descris în esență CCT așa cum este înțeles astăzi, chiar până la punctul de a folosi termenul „culoare aparentă t”.
Cîteva evenimente importante au avut loc în 1931. În ordine cronologică:
- Raymond Davis a publicat un articol despre „temperatura corelată a culorii”. Referindu-se la locusul Planck de pe diagrama rg, el a definit CCT ca media „t componente primare” folosind coordonatele triliniare.
- CIE a anunțat spațiu de culoare XYZ.
- Dean B. Judda publicat un articol despre natura „diferențelor cel mai puțin perceptibile” în raport cu stimulii cromatici. Din punct de vedere empiric, el a determinat că diferența de senzație, pe care a numit-o ΔE pentru „pasul de discriminare între culori… Empfindung”, era proporțională cu distanța nuanțelor de pe diagramă.
Referindu-se la ea, Judd a sugerat că
K ∆ E=| de la 1 - de la 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Un pas important în știință
Aceste evoluții au deschis calea pentru crearea de noi spații de cromaticitate care sunt mai potrivite pentru evaluarea CG-urilor corelate și a diferențelor lor. Și, de asemenea, formula a adus știința mai aproape de a răspunde la întrebarea ce temperatură de culoare este folosită de natură. Combinând conceptele de diferență și CG, Priest a făcut remarca că ochiul este sensibil la diferențele constante de temperatură „inversa”. O diferență de un grad micro-reciproc (mcrd) este destul de reprezentativă pentru o diferență perceptibilă dubioasă în cele mai favorabile condiții de observare.
Priest a sugerat folosirea „scării de temperatură ca o scară pentru a ordona cromaticitatea mai multor surse de lumină în ordine secvențială”. În anii următori, Judd a publicat încă trei articole importante.
A confirmat mai întâi descoperirile lui Priest, Davis și Judd, cu lucrări privind sensibilitatea la variația temperaturii culorii.
Al doilea a propus un nou spațiu de nuanță, ghidat de un principiu devenit Sfântul Graal: uniformitatea percepției (distanța cromatică trebuie să fie proporțională cu diferența de percepție). Printr-o transformare proiectivă, Judd a găsitmai mult „spațiu omogen” (UCS) în care să găsiți CCT.
El folosește o matrice de transformare pentru a schimba valoarea X, Y, Z a semnalului tricolor în R, G, B.
Al treilea articol a descris locația cromaticităților izoterme pe diagrama CIE. Deoarece punctele izoterme au format normale pe UCS, conversia înapoi în planul xy a arătat că acestea erau încă linii, dar nu mai perpendiculare pe loc.
Calcul
Ideea lui Judd de a determina cel mai apropiat punct de locusul Planck într-un spațiu de cromaticitate omogen este încă relevantă astăzi. În 1937, McAdam a propus o „diagrama de uniformitate a scării de nuanță modificată” bazată pe câteva considerații geometrice simplificatoare.
Acest spațiu de cromaticitate este încă folosit pentru calculul CCT.
Metoda Robertson
Înainte de apariția computerelor personale puternice, se obișnuia să se estimeze temperatura corelată a culorii prin interpolare din tabele și diagrame de căutare. Cea mai cunoscută astfel de metodă este cea dezvoltată de Robertson, care a profitat de intervalul relativ uniform al scalei Mired pentru a calcula CCT utilizând interpolarea liniară a valorilor izotermei mired.
Cum se determină distanța de la punctul de control la izoterma i-a? Acest lucru poate fi văzut din formula de mai jos.
Distribuția spectrală a puterii
Imisursele de lumină pot fi caracterizate. Curbele SPD relative furnizate de mulți producători pot fi obținute în pași de 10 nm sau mai mult pe spectroradiometrul lor. Rezultatul este o distribuție a puterii mult mai lină decât o lampă convențională. Din cauza acestei separări, se recomandă incremente mai fine pentru măsurătorile luminilor fluorescente, iar acest lucru necesită echipamente scumpe.
Som
Temperatura efectivă, determinată de puterea radiantă totală pe unitate pătrată, este de aproximativ 5780 K. CG al luminii solare deasupra atmosferei reprezintă aproximativ 5900 K.
Când soarele traversează cerul, acesta poate fi roșu, portocaliu, galben sau alb, în funcție de poziția sa. Schimbarea culorii unei stele în timpul zilei este în principal rezultatul împrăștierii și nu se datorează modificărilor radiației corpului negru. Culoarea albastră a cerului este cauzată de împrăștierea luminii solare în atmosferă, care tinde să disperseze nuanțele albastre mai mult decât cele roșii.
