Hva er fargetemperatur? Dette er kilden til lys, som er strålingen til en ideell svart kropp. Det utstråler visse nyanser, som kan sammenlignes med en lyskilde. Fargetemperatur er en karakteristikk av den synlige strålen som har viktige bruksområder innen belysning, fotografering, videografi, publisering, produksjon, astrofysikk, hagebruk og mer.
I praksis gir begrepet bare mening for lyskilder som faktisk tilsvarer strålingen fra en slags sort kropp. Det vil si en stråle som spenner fra rød til oransje, fra gul til hvit og blåhvit. Det gir ikke mening å snakke om for eksempel grønt eller fiolett lys. Når man skal svare på spørsmålet om hva fargetemperatur er, må det først sies at det vanligvis uttrykkes i Kelvin ved å bruke symbolet K, en enhet for absolutt stråling.
Lystyper
CG over 5000K kalles "kalde farger" (blå nyanser), og lavere, 2700-3000K - "varm" (gul). Det andre alternativet i denne sammenhengen er analogt med den avgitte fargetemperaturen til armaturen. Dens spektrale topp er nærmere infrarødt, og de fleste naturlige kilder avgir betydelig stråling. Det faktum at "varm" belysning i denne forstand faktisk har en "kjøligere" CG er ofte forvirrende. Dette er et viktig aspekt ved hva fargetemperatur er.
CT av elektromagnetisk stråling som sendes ut av en ideell svart kropp er definert som t av overflaten i kelvin eller alternativt i mireds. Dette lar deg definere standarden som lyskilder sammenlignes med.
Fordi en varm overflate avgir termisk stråling, men ikke er en perfekt svartkropp, representerer ikke fargetemperaturen til lyset den faktiske t-en til overflaten.
Lighting
Hva er fargetemperaturen, ble det klart. Men hva er det for noe?
For innvendig belysning av bygninger er det ofte viktig å ta hensyn til utstrålingens CG. En varmere nyanse, som fargetemperaturen til LED-lys, brukes ofte på offentlige steder for å fremme avslapning, mens en kjøligere nyanse brukes for å øke konsentrasjonen, for eksempel på skoler og kontorer.
Aquaculture
I fiskeoppdrett har fargetemperatur ulike funksjoner og fokus i alle bransjer.
I ferskvannsakvarier er DH vanligvis bare viktig for å få merattraktivt bilde. Lys er generelt designet for å skape et vakkert spekter, noen ganger med et sekundært fokus på å holde plantene i live.
I et s altvanns-/revakvarium er fargetemperatur en integrert del av helsen. Mellom 400 og 3000 nanometer kan lys med kortere bølgelengde trenge dypere ned i vannet enn lys med lang bølgelengde, og gi de nødvendige energikildene for alger som finnes i koraller. Dette tilsvarer en økning i fargetemperatur med væskedybde i dette spektralområdet. Siden koraller har en tendens til å leve på grunt vann og motta intenst direkte sollys i tropene, var fokuset på å simulere denne situasjonen under 6500 K lys.
Fargetemperaturen til LED-lysene brukes for å forhindre at akvariet blomstrer om natten, samtidig som det forbedrer fotosyntesen.
Digital skyting
I dette området brukes begrepet noen ganger om hverandre med hvitbalanse, slik at fargetoneverdier kan tilordnes på nytt for å simulere endringer i omgivelsesfargetemperaturen. De fleste digitale kameraer og bildebehandlingsprogramvare gir muligheten til å simulere spesifikke miljøverdier (som sol, overskyet, wolfram osv.).
Samtidig har andre områder kun hvitbalanseverdier i Kelvin. Disse alternativene endrer tonen, fargetemperaturen bestemmes ikke bare langs den blå-gule aksen, men noen programmer inkluderer tilleggskontroller (noen ganger merketsom "hue") som legger til en lilla-grønn akse, er de noe gjenstand for kunstnerisk tolkning.
Fotografisk film, lys fargetemperatur
Fotografisk film reagerer ikke på stråler på samme måte som den menneskelige netthinnen eller visuell persepsjon. Et objekt som ser hvitt ut for en observatør, kan virke veldig blått eller oransje på et fotografi. Fargebalansen må kanskje korrigeres under utskrift for å oppnå en nøytral fargebalanse. Graden av denne korreksjonen er begrenset fordi fargefilm vanligvis har tre lag som er følsomme for forskjellige nyanser. Og når den brukes under "feil" lyskilde, kan det hende at hver tykkelse ikke reagerer proporsjon alt, og produserer merkelige nyanser i skyggene, selv om mellomtonene så ut til å være den rette balansen mellom hvitt, fargetemperatur under forstørrelsesglasset. Lyskilder med diskontinuerlige spektre, som lysstoffrør, kan heller ikke korrigeres fullt ut på trykk, da et av lagene kanskje knapt har tatt opp bildet i det hele tatt.
TV, video
I NTSC og PAL TV krever regelverket at skjermer skal ha en fargetemperatur på 6500 K. På mange TV-er av forbrukerkvalitet er det et veldig merkbart avvik fra dette kravet. Men i eksempler med høyere kvalitet kan fargetemperaturer justeres opp til 6500 K gjennom en forhåndsprogrammert innstilling eller egendefinert kalibrering.
De fleste video- og digitalkameraer kan justere fargetemperaturen,zoome inn på et hvitt eller nøytr alt motiv og sette det til manuell "WB" (forteller kameraet at motivet er rent). Kameraet justerer deretter alle andre fargetoner tilsvarende. Hvitbalanse er viktig, spesielt i et rom med fluorescerende belysning, fargetemperaturen til LED-lys, og når du flytter kameraet fra en belysning til en annen. De fleste kameraer har også en automatisk hvitbalansefunksjon som forsøker å oppdage fargen på lyset og korrigere den deretter. Selv om disse innstillingene en gang var upålitelige, har de blitt kraftig forbedret i dagens digitale kameraer og gir nøyaktig hvitbalanse under en rekke lysforhold.
Kunstneriske applikasjoner gjennom fargetemperaturkontroll
Filmskapere gjør ikke "hvitbalanse" på samme måte som videokameraoperatører gjør. De bruker teknikker som filtre, filmvalg, pre-flash og post-capture fargegradering, både i laboratorieeksponering og digit alt. Kinematografer jobber også tett med scenografer og lysteam for å oppnå de ønskede fargeeffektene.
For artister har de fleste pigmenter og papir en kjølig eller varm fargetone, ettersom det menneskelige øyet kan oppdage selv en liten mengde metning. Grå blandet med gult, oransje eller rødt er en "varm grå". Grønt, blått eller lilla skaper "kule undertoner". Det er verdt å merke seg at denne følelsen av grader er det motsatte av følelsen av faktisk temperatur. Blå beskrives som"kaldere", selv om det tilsvarer en høytemperatur svartkropp.
Lysdesignere velger noen ganger CG-filtre, vanligvis for å matche lys som er teoretisk hvitt. Siden fargetemperaturen til LED-lamper er mye høyere enn for wolfram, kan bruken av disse to lampene resultere i en sterk kontrast. Derfor er det noen ganger installert HID-lamper, som vanligvis avgir 6000-7000 K.
Lamper med toneblandingsfunksjoner er også i stand til å generere wolframlignende lys. Fargetemperatur kan også være en faktor når du velger pærer, siden hver av dem sannsynligvis vil ha en annen fargetemperatur.
formler
Lysets kvalitative tilstand forstås som begrepet lystemperatur. Fargetemperaturen endres når strålingsmengden i enkelte deler av spekteret endres.
Ideen om å bruke Planck-emittere som et kriterium for å bedømme andre lyskilder er ikke ny. I 1923, da han skrev om "klassifiseringen av fargetemperatur i forhold til kvalitet", beskrev Priest i hovedsak CCT slik det forstås i dag, til og med å bruke begrepet "tilsynelatende farge t".
Flere viktige hendelser skjedde i 1931. I kronologisk rekkefølge:
- Raymond Davis publiserte en artikkel om "korrelert fargetemperatur". Med henvisning til Planck-lokuset på rg-diagrammet, definerte han CCT som gjennomsnittet av "t primære komponenter" ved bruk av trilineære koordinater.
- CIE annonserte XYZ-fargerom.
- Dean B. Juddpubliserte en artikkel om arten av de "minst merkbare forskjellene" i forhold til kromatiske stimuli. Empirisk bestemte han at forskjellen i sensasjon, som han k alte ΔE for "diskriminere trinn mellom farger… Empfindung", var proporsjonal med avstanden til fargene på kartet.
Med henvisning til henne foreslo Judd at
K ∆ E=| fra 1 - fra 2 |=maks (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Et viktig skritt i vitenskapen
Disse utviklingen har banet vei for etableringen av nye kromatiske rom som er bedre egnet for å evaluere korrelerte CG-er og deres forskjeller. Og også formelen brakte vitenskapen nærmere svaret på spørsmålet om hvilken fargetemperatur som brukes av naturen. Ved å kombinere begrepene forskjell og CG, kom Priest med bemerkningen at øyet er følsomt for konstante forskjeller i "invers" temperatur. En forskjell på én mikroresiprok grad (mcrd) er ganske representativ for en tvilsom merkbar forskjell under de mest gunstige observasjonsforholdene.
Priest foreslo å bruke "temperaturskalaen som en skala for å sortere kromatisiteten til flere lyskilder i sekvensiell rekkefølge." I løpet av de påfølgende årene publiserte Judd ytterligere tre viktige artikler.
Først bekreftet funnene til Priest, Davis og Judd, med arbeid med følsomhet for fargetemperaturvariasjoner.
Den andre foreslo et nytt fargetonerom, ledet av et prinsipp som har blitt den hellige gral: ensartethet i persepsjonen (kromatisk avstand må stå i forhold til forskjellen i persepsjon). Gjennom en projektiv transformasjon fant Juddmer "homogene rom" (UCS) for å finne CCT.
Han bruker en transformasjonsmatrise for å endre X-, Y-, Z-verdien til trifargesignalet til R, G, B.
Den tredje artikkelen skildret plasseringen av isotermiske kromatiteter på CIE-diagrammet. Siden de isotermiske punktene dannet normaler på UCS, viste konvertering tilbake til xy-planet at de fortsatt var linjer, men ikke lenger vinkelrett på lokuset.
Beregning
Judds idé om å bestemme det nærmeste punktet til Planck-lokuset i et homogent kromatisitetsrom er fortsatt relevant i dag. I 1937 foreslo McAdam et "modifisert fargetoneskala-uniformitetsdiagram" basert på noen forenklede geometriske betraktninger.
Dette kromatisitetsrommet brukes fortsatt til CCT-beregning.
Robertson Method
Før bruken av kraftige personlige datamaskiner var det vanlig å estimere korrelert fargetemperatur ved å interpolere fra oppslagstabeller og diagrammer. Den mest kjente metoden er den utviklet av Robertson, som utnyttet det relativt ensartede intervallet til Mired-skalaen for å beregne CCT ved å bruke lineær interpolasjon av de mered isotermverdiene.
Hvordan bestemmes avstanden fra kontrollpunktet til den i-te isotermen? Dette kan sees fra formelen nedenfor.
Spektral kraftdistribusjon
Imilyskilder kan karakteriseres. Relative SPD-kurver levert av mange produsenter kan ha blitt oppnådd i 10 nm trinn eller mer på deres spektroradiometer. Resultatet er en mye jevnere strømfordeling enn en vanlig lampe. På grunn av denne separasjonen anbefales finere trinn for målinger av lysrør, og dette krever dyrt utstyr.
søn
Den effektive temperaturen, bestemt av den totale strålingseffekten per kvadratenhet, er omtrent 5780 K. CG for sollys over atmosfæren representerer omtrent 5900 K.
Når solen krysser himmelen, kan den være rød, oransje, gul eller hvit, avhengig av plasseringen. Endringen i fargen på en stjerne i løpet av dagen er hovedsakelig et resultat av spredning og skyldes ikke endringer i svart kroppsstråling. Den blå fargen på himmelen er forårsaket av spredning av sollys i atmosfæren, som har en tendens til å spre blåfarger mer enn røde.
