Цветовая температура

Цветовая температура

Цветовая температура излучения абсолютно чёрного тела в градусах Кельвина (К) на цветовом треугольнике

Цветова́я температу́ра (спектрофотометрическая или колориметрическая температура; обозначается Т_с) — характеристика спектральной плотности мощности излучения источника света как функция длины волны в оптическом диапазоне. Согласно формуле Планка, цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Характеризует относительный вклад излучения данного цвета в излучение источника, видимый цвет источника. Применяется в колориметрии, астрофизике (при изучении распределения энергии в спектрах звёзд). Измеряется в кельвинах и миредах.

• Синонимы — спектрофотометрическая или колориметрическая температура

Единицы измерения

Шкала цветовых температур (температура в Кельвинах).

Оттенки планковских температур (обратная температурная шкала в миредах, широко используется в фотографии).

• Кельвин - градус в абсолютной шкале температур
• Миред

Применение

Цветовая температура источника света:

• характеризует спектральный состав излучения источника света;
• является основой объективности впечатления от цвета отражающих объектов и источников света,

и потому определяет ощущаемый глазом цвет предметов при наблюдении в данном свете (см. психология восприятия цвета).

В связи с тем, что цвет и окраска объекта зависит и от его собственных спектральных свойств, и от характера освещения, в технике стандартизуют наиболее распространённые источники света прежде всего по цветовой температуре.

Стандартные источники

При измерениях цвета, при необходимости точной оценки цвета, при воспроизведении того или иного цвета используют стандартные источники излучения. Наиболее часто используют источники со следующими стандартными цветовыми температурами:

• 2856 К — Стандартное излучение (источник) А
• 4870 К — Стандартное излучение (источник) В
• 5000 К — Стандартный источник белого света D₅₀
• 6500 К — Стандартный источник дневного белого света D₆₅, (близок к полуденному солнечному свету)
• 6770 К — Стандартное излучение (источник) С

Цветовая температура в фотографии и кинематографе

Цветная фотоплёнка выпускается для определённых фиксированных цветовых температур источника света. Негативная и диапозитивная (слайдовая) плёнки выпускались сбалансированными для съемки при дневном (5600 К) свете или при свете ламп накаливания (3200 К). Это позволяло получать сбалансированное по цвету изображение при стандартных источниках освещения без применения конверсионных светофильтров и цветокоррекции. С появлением маскированных негативных цветных пленок они стали выпускаться сбалансированными под промежуточную цветовую температуру — 4500 К — вследствие неизбежности цветокоррекции в процессе печати позитивного изображения. Таким образом, негативная пленка стала пригодна для съемки при любом освещении, обеспечивая изображение, требующее незначительной коррекции. При съемке на обращаемую пленку исправление готового изображения невозможно. Поэтому пленка для слайдов выпускается для реальных источников света.

В цифровых фотоаппаратах и видеокамерах используется автоматическое определение цветовой температуры или ее предустановка в зависимости от сюжета, места и времени съёмки. В цифровой фотографии и телевидении эта настройка называется «баланс белого». В некоторых случаях цветовую температуру можно переопределить при дальнейшей обработке цифрового снимка или видеозаписи.

Цветовая температура некоторых источников света

Цветовая температура обычных бытовых электроламп.

Шкала цветовых температур распространённых источников света

Цветовая температура (К) в сравнении с некоторыми источниками света

• 500-800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел (см. цвета каления)
• 1700-2000 К — свет пламени свечи, натриевой лампы высокого давления
• 2200 К — лампа накаливания 40 Вт
• 2680 К — лампа накаливания 60 Вт
• 2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа)
• 2800 К — лампа дневного света (лампы тёплого белого света ЛТБ)
• 2800—2854 К — газонаполненные (газополные) лампы накаливания с вольфрамовой спиралью
• 2856 К — Стандартное излучение (источник) А
• 3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа
• 3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы (перекальные)
• 3400 К — Солнце у горизонта
• 3500 К — лампа дневного света (лампы белого света ЛБС)
• 4300 К — лампа дневного света (лампы холодного белого света ЛХБ)
• 4500—5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга
• 4870 К — Стандартное излучение (источник) В
• 5000 К — утреннее Солнце
• 5500 К — дневной свет, прямой солнечный, дневные лёгкие облака
• 5500—5600 К — фотовспышка
• 5778 К Эффективная температура поверхности Солнца
• 6500 К — Стандартный источник дневного белого света D₆₅, он близок к полуденному солнечному свету
• 6500 К — лампа дневного света (холодный белый свет ЛДС)
• 6500—7500 К — полуденная облачность
• 6770 К — Стандартное излучение (источник) С
• 7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба
• 7500—8500 К — туман
• 9000—12000 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца
• 15000—27000 К — ясное голубое небо на северной стороне света
• 10000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиничный оттенок голубого цвета)
• 100000 К — цвет источника с «бесконечной температурой»

Люминесцентные лампы

При создании люминесцентных ламп состав смесевого люминофора подбирают таким образом, чтобы полученный источник света имитировал те или иные природные источники света. Типовые диапазоны максимальной светоотдачи современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором приведены ниже:

• 2800 К — (лампы тёплого белого света ЛТБ)
• 3500 К — (лампы белого света ЛБС)
• 4300 К — (лампы холодного белого света ЛХБ)
• 6500 К — (холодный белый свет ЛДС)

Хотя кажущаяся (средневзвешенная) цветовая температура люминесцентных ламп указывается на их упаковке и цоколе, реальный спектр свечения люминофоров заметно дискретен. При исследовании их спектра видно, что они существенно отличаются от почти непрерывного спектра тепловых источников (таких как цвета каления, пламя свечи, лампа накаливания, Солнце). По сути люминесцентные лампы имеют цвет, метамерный источнику теплового излучения, но не идентичный ему.

Источники света в полиграфии

Для получения максимально правильного цветного изображения на всех стадиях производства часто рекомендуется поддерживать стандартную цветовую температуру освещения 6500 К (источник D₆₅): от приёмки заказа через оценку оригиналов, сканирование, ретушь, экранную цветопробу, цифровую цветопробу, цветоделение, аналоговую цветопробу, печать пробных оттисков, к печати тиража и окончательной сдаче полиграфической продукции.

Источник Д₆₅ с цветовой температурой 6500 К имеет в своём спектре определенную стандартом ультрафиолетовую составляющую. Хотя человеческий глаз не воспринимает ультрафиолетовых лучей, многие объекты (в т. ч. красители) способны светиться под их действием. Например, без УФ-компоненты бумага будет не такой белой (в неё вводят оптические отбеливатели белофоры), а реклама — не такой яркой (в ней часто используют люминесцирующие красители). Благодаря оптическим отбеливателям белизна современной бумаги может превышать 100 %.

Смещение

Помимо цветовой температуры, выделяют ещё параметр смещение или (англ. tint) — степень отклонения цвета в зелёный или пурпурный. Вместе с цветовой температурой этот параметр позволяет описать любой монохроматический свет. Понятие смещения чаще всего используется в фотографии, для определения точных параметров необходимого конверсионного светофильтра при съемке. Различные источники света характеризуются не только различной температурой, но и смещением (например, люминесцентные и светодиодные лампы в процессе производства могут иметь смещение в пурпурную или зелёную области).

Пример, показывающий различие ламп

См. также

• Абсолютно чёрное тело
• Колориметр

Литература

На русском языке

• Д. Джадд, Г. Вышецки, Цвет в науке и технике, изд. Мир, Москва 1978. стр. 137-140.

На английском языке

• Leslie Stroebel Basic Photographic Materials and Processes. — 2E. — Boston: Focal Press, 2000. — ISBN 0-240-80405-8^{о книге}
• Günter Wyszecki 3.11: Distribution Temperature, Color Temperature, and Correlated Color Temperature // Color Science: Concept and Methods, Quantitative Data and Formulæ. — New York: Wiley, 1982. — С. 224–229. — ISBN 0-471-02106-7^{о книге}

Внешние ссылки

На английском языке

• Boyd, Andrew. Kelvin temperature in photography at The Discerning Photographer.
• Charity, Mitchell. What color is a blackbody? sRGB values corresponding to blackbodies of varying temperature.
• Lindbloom, Bruce. ANSI C implementation of Robertson's method to calculate the correlated color temperature of a color in XYZ.