Vad är färgtemperatur? Detta är ljuskällan, som är strålningen från en idealisk svart kropp. Den utstrålar vissa nyanser, vilket är jämförbart med en ljuskälla. Färgtemperatur är en egenskap hos den synliga strålen som har viktiga tillämpningar inom belysning, fotografi, videografi, publicering, tillverkning, astrofysik, trädgårdsodling och mer.
I praktiken är termen bara meningsfull för ljuskällor som faktiskt motsvarar strålningen från någon sorts svart kropp. Det vill säga en stråle som sträcker sig från rött till orange, från gult till vitt och blåvitt. Det är inte meningsfullt att prata om till exempel grönt eller violett ljus. När man svarar på frågan om vad färgtemperatur är, måste man först säga att den vanligtvis uttrycks i Kelvin med hjälp av symbolen K, en enhet för absolut strålning.
Ljustyper
CG över 5000K kallas "kalla färger" (blå nyanser), och lägre, 2700-3000K - "varma" (gul). Det andra alternativet i detta sammanhang är analogt med armaturens emitterade färgtemperatur. Dess spektrala topp är närmare infrarött, och de flesta naturliga källor avger betydande strålning. Det faktum att "varm" belysning i denna mening faktiskt har en "svalare" CG är ofta förvirrande. Detta är en viktig aspekt av vad färgtemperatur är.
CT av elektromagnetisk strålning som sänds ut av en idealisk svart kropp definieras som t för dess yta i kelvin eller alternativt i mireds. Detta gör att du kan definiera standarden som ljuskällor jämförs med.
Eftersom en het yta avger termisk strålning men inte är en perfekt svartkropp, representerar inte ljusets färgtemperatur ytans faktiska t.
Lighting
Vad är färgtemperaturen, blev det tydligt. Men vad är det till för?
För interiörbelysning av byggnader är det ofta viktigt att ta hänsyn till utstrålningens CG. En varmare nyans, som färgtemperaturen på LED-lampor, används ofta på offentliga platser för att främja avkoppling, medan en svalare nyans används för att öka koncentrationen, till exempel i skolor och kontor.
Vattenbruk
Inom fiskodling har färgtemperaturen olika funktioner och fokus i alla branscher.
I sötvattensakvarier är DH vanligtvis bara viktigt för att få merattraktiv bild. Ljus är i allmänhet utformat för att skapa ett vackert spektrum, ibland med sekundärt fokus på att hålla växterna vid liv.
I ett s altvatten-/revsakvarium är färgtemperaturen en integrerad del av hälsan. Mellan 400 och 3000 nanometer kan ljus med kortare våglängd tränga in djupare i vattnet än ljus med lång våglängd, vilket ger de nödvändiga energikällorna för alger som finns i koraller. Detta motsvarar en ökning av färgtemperaturen med vätskedjup i detta spektralområde. Eftersom koraller tenderar att leva i grunt vatten och ta emot intensivt direkt solljus i tropikerna låg fokus på att simulera denna situation under 6500 K ljus.
Färgtemperaturen på LED-lamporna används för att hålla akvariet från att blomma på natten, samtidigt som fotosyntesen förbättras.
Digital fotografering
I det här området används termen ibland omväxlande med vitbalans, vilket gör att färgtonsvärden kan tilldelas om för att simulera förändringar i omgivande färgtemperatur. De flesta digitalkameror och bildbehandlingsprogram ger möjlighet att simulera specifika miljövärden (som soligt, molnigt, tungsten, etc.).
Samtidigt har andra områden bara vitbalansvärden i Kelvin. Dessa alternativ ändrar tonen, färgtemperaturen bestäms inte bara längs den blå-gula axeln, utan vissa program inkluderar ytterligare kontroller (ibland märktasom "nyans") som lägger till en lila-grön axel, är de något föremål för konstnärlig tolkning.
Fotografisk film, ljus färgtemperatur
Fotografisk film reagerar inte på strålar på samma sätt som den mänskliga näthinnan eller visuell perception. Ett föremål som ser vitt ut för en betraktare kan verka väldigt blått eller orange på ett fotografi. Färgbalansen kan behöva korrigeras under utskrift för att uppnå en neutral WB. Graden av denna korrigering är begränsad eftersom färgfilm vanligtvis har tre lager som är känsliga för olika nyanser. Och när den används under "fel" ljuskälla, kan varje tjocklek inte reagera proportionellt, vilket ger udda nyanser i skuggorna, även om mellantonerna verkade vara rätt balans mellan vit, färgtemperatur under förstoringsglaset. Ljuskällor med diskontinuerliga spektra, som lysrör, kan inte heller korrigeras helt i tryck, eftersom ett av lagren kanske knappt har registrerat bilden alls.
TV, video
I NTSC- och PAL-TV kräver bestämmelserna att skärmarna ska ha en färgtemperatur på 6500 K. På många TV-apparater av konsumentkvalitet finns en mycket märkbar avvikelse från detta krav. Men i exempel med högre kvalitet kan färgtemperaturer justeras upp till 6500 K genom en förprogrammerad inställning eller anpassad kalibrering.
De flesta video- och digitalkameror kan justera färgtemperaturen,zooma in på ett vitt eller neutr alt motiv och ställa in det på manuell "WB" (tala om för kameran att motivet är rent). Kameran justerar sedan alla andra nyanser därefter. Vitbalans är viktigt, särskilt i ett rum med lysrörsbelysning, färgtemperaturen för LED-lampor och när du flyttar kameran från en belysning till en annan. De flesta kameror har också en automatisk vitbalansfunktion som försöker upptäcka ljusets färg och korrigera den därefter. Även om dessa inställningar en gång var opålitliga, har de förbättrats avsevärt i dagens digitalkameror och ger exakt vitbalans i en mängd olika ljusförhållanden.
Konstnärliga applikationer genom färgtemperaturkontroll
Filmskapare gör inte "vitbalans" på samma sätt som videokameraoperatörer gör. De använder tekniker som filter, filmval, förblixt och färggradering efter fånga, både i labexponering och digit alt. Filmfotografer arbetar också nära scenografer och ljusteam för att uppnå önskade färgeffekter.
För artister har de flesta pigment och papper en sval eller varm nyans, eftersom det mänskliga ögat kan upptäcka till och med en liten mängd mättnad. Grått blandat med gult, orange eller rött är en "varmgrå". Grönt, blått eller lila skapar "coola undertoner". Det är värt att notera att denna känsla av grader är motsatsen till känslan av faktisk temperatur. Blå beskrivs som"kallare", även om det motsvarar en svartkropp med hög temperatur.
Ljusdesigners väljer ibland CG-filter, vanligtvis för att matcha ljus som är teoretiskt vitt. Eftersom färgtemperaturen för LED-lampor är mycket högre än för volfram, kan användningen av dessa två lampor resultera i en skarp kontrast. Därför installeras ibland HID-lampor, som vanligtvis avger 6000-7000 K.
Lampor med tonblandningsfunktioner kan också generera volframliknande ljus. Färgtemperaturen kan också vara en faktor när du väljer glödlampor, eftersom var och en kommer att ha olika färgtemperatur.
Formler
Ljusets kvalitativa tillstånd förstås som begreppet ljustemperatur. Färgtemperaturen ändras när mängden strålning i vissa delar av spektrumet ändras.
Idén att använda Planck-sändare som ett kriterium för att bedöma andra ljuskällor är inte ny. År 1923, när han skrev om "klassificeringen av färgtemperatur i förhållande till kvalitet", beskrev Priest i huvudsak CCT som det förstås idag, till och med till den grad att han använder termen "skenbar färg t".
Flera viktiga händelser inträffade 1931. I kronologisk ordning:
- Raymond Davis publicerade en artikel om "korrelerad färgtemperatur". Med hänvisning till Planck-lokuset på rg-diagrammet definierade han CCT som medelvärdet av "t primära komponenter" med hjälp av trilinjära koordinater.
- CIE tillkännagav XYZ-färgrymd.
- Dean B. Juddpublicerade en artikel om karaktären av de "minst märkbara skillnaderna" i förhållande till kromatiska stimuli. Empiriskt fastställde han att skillnaden i känsel, som han kallade ΔE för "diskriminera steg mellan färger… Empfindung", var proportionell mot avståndet mellan färgerna på diagrammet.
Judd hänvisade till henne och föreslog att
K ∆ E=| från 1 - från 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Ett viktigt steg i vetenskapen
Denna utveckling har banat väg för skapandet av nya kromatiska utrymmen som är bättre lämpade för att utvärdera korrelerade CG:er och deras skillnader. Och formeln förde också vetenskapen närmare svaret på frågan om vilken färgtemperatur som används av naturen. Genom att kombinera begreppen skillnad och CG, gjorde Priest anmärkningen att ögat är känsligt för konstanta skillnader i "invers" temperatur. En skillnad på en mikroreciprok grad (mcrd) är ganska representativ för en tvivelaktig märkbar skillnad under de mest gynnsamma observationsförhållandena.
Priest föreslog att man skulle använda "temperaturskalan som en skala för att ordna kromaticiteten för flera ljuskällor i sekventiell ordning." Under de följande åren publicerade Judd ytterligare tre viktiga artiklar.
Bekräftade först resultaten av Priest, Davis och Judd, med arbete med känslighet för färgtemperaturvariationer.
Den andra föreslog ett nytt nyansutrymme, styrt av en princip som har blivit den heliga gralen: enhetlighet i perception (kromaticitetsavståndet måste stå i proportion till skillnaden i perception). Genom en projektiv förvandling fann Juddmer "homogent utrymme" (UCS) för att hitta CCT.
Han använder en transformationsmatris för att ändra X, Y, Z-värdet för trefärgssignalen till R, G, B.
Den tredje artikeln skildrade platsen för isotermiska kromaticiteter på CIE-diagrammet. Eftersom de isotermiska punkterna bildade normaler på UCS visade omvandlingen tillbaka till xy-planet att de fortfarande var linjer, men inte längre vinkelräta mot platsen.
Kalkyl
Judds idé om att bestämma den närmaste punkten till Planck-lokuset i ett homogent kromaticitetsutrymme är fortfarande relevant idag. 1937 föreslog McAdam ett "modifierat diagram för enhetlighet i färgskala" baserat på några förenklade geometriska överväganden.
Det här färgutrymmet används fortfarande för CCT-beräkning.
Robertson Method
Före tillkomsten av kraftfulla persondatorer var det vanligt att uppskatta korrelerad färgtemperatur genom interpolation från uppslagstabeller och diagram. Den mest kända metoden är den som utvecklats av Robertson, som utnyttjade det relativt enhetliga intervallet på Mired-skalan för att beräkna CCT med hjälp av linjär interpolation av de mired isotermvärdena.
Hur bestäms avståndet från kontrollpunkten till den i:te isotermen? Detta kan ses från formeln nedan.
Spektral kraftfördelning
Imiljuskällor kan karakteriseras. Relativa SPD-kurvor tillhandahållna av många tillverkare kan ha erhållits i 10 nm-steg eller mer på deras spektroradiometer. Resultatet är en mycket jämnare effektfördelning än en vanlig lampa. På grund av denna separation rekommenderas finare steg för mätningar av lysrör, och detta kräver dyr utrustning.
sön
Den effektiva temperaturen, bestäms av den totala strålningseffekten per kvadratenhet, är cirka 5780 K. CG för solljus ovanför atmosfären representerar cirka 5900 K.
När solen passerar himlen kan den vara röd, orange, gul eller vit, beroende på dess position. Förändringen i färgen på en stjärna under dagen är främst ett resultat av spridning och beror inte på förändringar i den svarta kroppens strålning. Himlens blå färg orsakas av solljusspridningen i atmosfären, som tenderar att sprida blå nyanser mer än röda.
