Kas ir krāsu temperatūra? Tas ir gaismas avots, kas ir ideāla melnā ķermeņa starojums. Tas izstaro noteiktas nokrāsas, kas ir salīdzināmas ar gaismas avotu. Krāsu temperatūra ir redzamā stara īpašība, ko var izmantot apgaismojumā, fotogrāfijā, videogrāfijā, izdevniecībā, ražošanā, astrofizikā, dārzkopībā un citur.
Praksē šim terminam ir nozīme tikai attiecībā uz gaismas avotiem, kas faktiski atbilst kāda veida melna ķermeņa starojumam. Tas ir, staru kūlis, kas svārstās no sarkanas līdz oranžai, no dzeltenas līdz b altai un zilgani b altai. Nav jēgas runāt par, piemēram, zaļo vai violeto gaismu. Atbildot uz jautājumu, kas ir krāsu temperatūra, vispirms jāsaka, ka to parasti izsaka Kelvinos, izmantojot simbolu K, absolūtā starojuma vienību.
Gaismas veidi
CG virs 5000K tiek saukta par "aukstām krāsām" (ziliem toņiem), bet zemāku, 2700-3000K - par "siltu" (dzeltenu). Otrais variants šajā kontekstā ir analogs gaismekļa izstarotās krāsas temperatūrai. Tā spektrālais maksimums ir tuvāk infrasarkanajam, un lielākā daļa dabisko avotu izstaro ievērojamu starojumu. Fakts, ka "siltajam" apgaismojumam šajā ziņā faktiski ir "vēsāks" CG, bieži rada neskaidrības. Tas ir svarīgs krāsu temperatūras aspekts.
Ideāla melna ķermeņa izstarotā elektromagnētiskā starojuma CT tiek definēts kā tā virsmas t kelvinos vai alternatīvi purvos. Tas ļauj definēt standartu, pēc kura tiek salīdzināti gaismas avoti.
Tā kā karsta virsma izstaro termisko starojumu, bet nav perfekta melnā ķermeņa izplūde, gaismas krāsu temperatūra neatspoguļo virsmas faktisko t.
Apgaismojums
Kāda ir krāsu temperatūra, kļuva skaidrs. Bet kam tas paredzēts?
Ēku iekšējam apgaismojumam bieži vien ir svarīgi ņemt vērā mirdzuma CG. Siltāks nokrāsa, piemēram, LED gaismas krāsu temperatūra, bieži tiek izmantota sabiedriskās vietās, lai veicinātu relaksāciju, savukārt vēsāku nokrāsu izmanto, lai palielinātu koncentrēšanos, piemēram, skolās un birojos.
Akvakultūra
Zivju audzēšanā krāsu temperatūrai ir dažādas funkcijas un fokuss visās nozarēs.
Saldūdens akvārijos DH parasti ir svarīgs tikai tāpēc, lai iegūtu vairākpievilcīgs tēls. Gaisma parasti ir paredzēta, lai radītu skaistu spektru, dažkārt pievēršot uzmanību augu dzīvības uzturēšanai.
Sālsūdens/rifu akvārijā krāsu temperatūra ir neatņemama veselības sastāvdaļa. No 400 līdz 3000 nanometriem īsāka viļņa garuma gaisma var iekļūt ūdenī dziļāk nekā gara viļņa gaisma, nodrošinot nepieciešamos enerģijas avotus koraļļos sastopamajām aļģēm. Tas ir līdzvērtīgs krāsas temperatūras paaugstināšanai ar šķidruma dziļumu šajā spektra diapazonā. Tā kā koraļļi mēdz dzīvot seklā ūdenī un tropos saņem intensīvu tiešu saules gaismu, galvenā uzmanība tika pievērsta šīs situācijas simulācijai 6500 K apgaismojumā.
LED gaismu krāsu temperatūra tiek izmantota, lai neļautu akvārijam ziedēt naktī, vienlaikus uzlabojot fotosintēzi.
Digitālā fotografēšana
Šajā apgabalā termins dažkārt tiek lietots aizvietojot ar b altā balansu, ļaujot mainīt toņu vērtības, lai modelētu apkārtējās vides krāsu temperatūras izmaiņas. Lielākā daļa digitālo kameru un attēlveidošanas programmatūras nodrošina iespēju simulēt noteiktas vides vērtības (piemēram, saulainu, mākoņainu, volframa uc).
Tajā pašā laikā citos apgabalos b altā balansa vērtības ir tikai Kelvina izteiksmē. Šīs opcijas maina toni, krāsu temperatūra tiek noteikta ne tikai pa zili-dzelteno asi, bet dažās programmās ir iekļautas papildu vadīklas (dažkārt apzīmētaspiemēram, “nokrāsa”), kas pievieno purpura-zaļu asi, tie ir zināmā mērā pakļauti mākslinieciskai interpretācijai.
Fotofilma, gaismas krāsu temperatūra
Fotogrāfijas filma nereaģē uz stariem tādā pašā veidā kā cilvēka tīklene vai vizuālā uztvere. Objekts, kas novērotājam šķiet b alts, fotoattēlā var izskatīties ļoti zils vai oranžs. Iespējams, drukāšanas laikā būs jākoriģē krāsu līdzsvars, lai iegūtu neitrālu b alto krāsu. Šīs korekcijas pakāpe ir ierobežota, jo krāsainajai plēvei parasti ir trīs slāņi, kas ir jutīgi pret dažādiem toņiem. Un, ja to izmanto zem "nepareiza" gaismas avota, katrs biezums var nereaģēt proporcionāli, radot nepāra nokrāsas ēnās, lai gan šķita, ka vidējie toņi ir pareizais b altās krāsas līdzsvars, krāsu temperatūra zem palielinātāja. Gaismas avotus ar pārtraukumiem spektru, piemēram, dienasgaismas lampas, arī nevar pilnībā izlabot drukātā veidā, jo viens no slāņiem, iespējams, gandrīz nemaz nav ierakstījis attēlu.
TV, video
NTSC un PAL televizoros noteikumi nosaka, ka ekrānu krāsu temperatūrai ir jābūt 6500 K. Daudzos plaša patēriņa televizoros ir vērojama ļoti ievērojama novirze no šīs prasības. Tomēr augstākas kvalitātes piemēros krāsu temperatūru var noregulēt līdz 6500 K, izmantojot iepriekš ieprogrammētu iestatījumu vai pielāgotu kalibrēšanu.
Lielākā daļa video un digitālo kameru var pielāgot krāsu temperatūru,tuvinot b altu vai neitrālu objektu un iestatot to uz manuālu "WB" (paziņojot kamerai, ka objekts ir tīrs). Pēc tam kamera attiecīgi pielāgo visas pārējās nokrāsas. B altā balanss ir būtisks, jo īpaši telpā ar dienasgaismas apgaismojumu, LED apgaismojuma krāsu temperatūru, kā arī, pārvietojot kameru no viena apgaismojuma uz citu. Lielākajai daļai kameru ir arī automātiskā b altā balansa funkcija, kas mēģina noteikt gaismas krāsu un attiecīgi koriģēt to. Lai gan šie iestatījumi kādreiz bija neuzticami, mūsdienu digitālajās kamerās tie ir ievērojami uzlaboti un nodrošina precīzu b altā balansu dažādos apgaismojuma apstākļos.
Mākslinieciskas pielietojums, izmantojot krāsu temperatūras kontroli
Filmu veidotāji neveic b alto balansu tāpat kā videokameru operatori. Viņi izmanto tādas metodes kā filtri, filmu atlase, krāsu klasifikācija pirms zibspuldzes un pēc uzņemšanas gan laboratorijas ekspozīcijā, gan digitāli. Kinematogrāfisti arī cieši sadarbojas ar scenogrāfiem un gaismu komandām, lai panāktu vēlamos krāsu efektus.
Māksliniekiem lielākajai daļai pigmentu un papīra ir vēsa vai silta nokrāsa, jo cilvēka acs spēj noteikt pat nelielu piesātinājuma daudzumu. Pelēks, kas sajaukts ar dzeltenu, oranžu vai sarkanu, ir "silts pelēks". Zaļa, zila vai violeta rada "vēsu pieskaņu". Ir vērts atzīmēt, ka šī grādu sajūta ir pretēja faktiskās temperatūras sajūtai. Zils ir aprakstīts kā"vēsāks", lai gan tas atbilst augstas temperatūras melnajam korpusam.
Apgaismojuma dizaineri dažkārt izvēlas CG filtrus, parasti, lai saskaņotu gaismu, kas teorētiski ir b alta. Tā kā LED lampu krāsu temperatūra ir daudz augstāka nekā volframa, šo divu lampu izmantošana var radīt asu kontrastu. Tāpēc dažreiz tiek uzstādītas HID lampas, kas parasti izstaro 6000-7000 K.
Lampas ar toņu sajaukšanas funkcijām arī spēj radīt volframam līdzīgu gaismu. Krāsu temperatūra var būt arī faktors, izvēloties spuldzes, jo katrai, iespējams, būs atšķirīga krāsu temperatūra.
Formulas
Gaismas kvalitatīvais stāvoklis tiek saprasts kā gaismas temperatūras jēdziens. Krāsu temperatūra mainās, mainoties starojuma daudzumam dažās spektra daļās.
Ideja izmantot Planka izstarotājus kā kritēriju, lai novērtētu citus gaismas avotus, nav jauna. 1923. gadā, rakstot par "krāsu temperatūras klasifikāciju saistībā ar kvalitāti", Priesteris būtībā aprakstīja CCT tā, kā tas tiek saprasts mūsdienās, pat līdz termina "šķietamā krāsa t" lietošanai.
1931. gadā notika vairāki svarīgi notikumi. Hronoloģiskā secībā:
- Reimonds Deiviss publicēja rakstu par "korelēto krāsu temperatūru". Atsaucoties uz Planka lokusu rg diagrammā, viņš definēja CCT kā "t primāro komponentu" vidējo vērtību, izmantojot trīslīnijas koordinātas.
- CIE paziņoja XYZ krāsu telpu.
- Dīns B. Džadspublicēja rakstu par "vismazāk pamanāmo atšķirību" būtību saistībā ar hromatiskajiem stimuliem. Empīriski viņš noteica, ka sajūtas atšķirība, ko viņš nosauca par ΔE, lai apzīmētu "krāsu diskriminācijas pakāpi… Empfindung", bija proporcionāla diagrammas nokrāsu attālumam.
Atsaucoties uz viņu, Džads ieteica, ka
K ∆ E=| no 1 - no 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Svarīgs solis zinātnē
Šīs izstrādes ir pavērušas ceļu jaunu hromatisku telpu izveidei, kas ir labāk piemērotas korelētu CG un to atšķirību novērtēšanai. Un arī formula tuvināja zinātni atbildei uz jautājumu, kādu krāsu temperatūru izmanto daba. Apvienojot atšķirības un CG jēdzienus, Priests izteica piezīmi, ka acs ir jutīga pret pastāvīgām "apgrieztās" temperatūras atšķirībām. Viena mikroabpusējā grāda (mcrd) atšķirība ir diezgan reprezentatīva apšaubāmai uztveramai atšķirībai vislabvēlīgākajos novērošanas apstākļos.
Priests ieteica izmantot "temperatūras skalu kā skalu vairāku gaismas avotu hromatiskuma sakārtošanai secīgā secībā". Nākamo gadu laikā Džads publicēja vēl trīs svarīgus rakstus.
Vispirms apstiprināja Priesta, Deivisa un Džada atklājumus, strādājot pie jutības pret krāsu temperatūras izmaiņām.
Otrais piedāvāja jaunu nokrāsu telpu, vadoties pēc principa, kas kļuvis par svēto grālu: uztveres viendabīgums (hromatiskā attālumam jābūt samērīgam ar uztveres atšķirību). Izmantojot projektīvu transformāciju, Džads atradavairāk "viendabīgas telpas" (UCS), kurā atrast CCT.
Viņš izmanto transformācijas matricu, lai mainītu trīskrāsu signāla X, Y, Z vērtību uz R, G, B.
Trešajā rakstā tika attēlota izotermisko krāsu atrašanās vieta CIE diagrammā. Tā kā izotermiskie punkti veidoja normālus UCS, pārvēršot atpakaļ xy plaknē, tika parādīts, ka tie joprojām bija līnijas, bet vairs nav perpendikulāri lokusam.
Aprēķins
Juda ideja noteikt tuvāko punktu Planka lokusam viendabīgā hromatiskā telpā joprojām ir aktuāla. 1937. gadā Makadams ierosināja "modificētu nokrāsu skalas vienmērīguma diagrammu", kuras pamatā ir daži vienkāršojoši ģeometriski apsvērumi.
Šī krāsainības telpa joprojām tiek izmantota CCT aprēķināšanai.
Robertsona metode
Pirms jaudīgu personālo datoru parādīšanās bija ierasts novērtēt korelēto krāsu temperatūru, izmantojot interpolāciju no uzmeklēšanas tabulām un diagrammām. Vispazīstamākā šāda metode ir Robertsona izstrādātā metode, kurš izmantoja relatīvi vienmērīgo Miredas skalas intervālu, lai aprēķinātu CCT, izmantojot izotermas vērtību lineāro interpolāciju.
Kā nosaka attālumu no kontrolpunkta līdz i-tajai izotermai? To var redzēt no tālāk esošās formulas.
Spektrālā jaudas sadalījums
Imigaismas avotus var raksturot. Daudzu ražotāju sniegtās relatīvās SPD līknes var būt iegūtas ar 10 nm vai vairāk soļiem viņu spektroradiometrā. Rezultāts ir daudz vienmērīgāks jaudas sadalījums nekā parastajai lampai. Šīs atdalīšanas dēļ dienasgaismas spuldžu mērījumiem ieteicams veikt smalkākus mērījumus, un tam ir nepieciešams dārgs aprīkojums.
Saule
Efektīvā temperatūra, ko nosaka kopējā starojuma jauda uz kvadrātvienību, ir aptuveni 5780 K. Saules gaismas CG virs atmosfēras atbilst aptuveni 5900 K.
Kad saule šķērso debesis, tā var būt sarkana, oranža, dzeltena vai b alta atkarībā no atrašanās vietas. Zvaigznes krāsas izmaiņas dienas laikā galvenokārt ir izkliedes rezultāts, un tās nav saistītas ar melnā ķermeņa starojuma izmaiņām. Debesu zilo krāsu rada saules gaismas izkliede atmosfērā, kas mēdz izkliedēt zilās nokrāsas vairāk nekā sarkanās.
