Kas yra spalvos temperatūra? Tai yra šviesos š altinis, kuris yra idealaus juodo kūno spinduliavimas. Jis išsiskiria tam tikrais atspalviais, o tai prilygsta šviesos š altiniui. Spalvų temperatūra yra matomo pluošto charakteristika, kuri svarbiai pritaikoma apšvietime, fotografijoje, videografijoje, leidyboje, gamyboje, astrofizikoje, sodininkystėje ir kt.
Praktiškai šis terminas prasmingas tik tiems šviesos š altiniams, kurie iš tikrųjų atitinka tam tikro juodo kūno spinduliuotę. Tai yra, spindulys nuo raudonos iki oranžinės spalvos, nuo geltonos iki b altos ir melsvai b altos spalvos. Nėra prasmės kalbėti, pavyzdžiui, apie žalią ar violetinę šviesą. Atsakant į klausimą, kas yra spalvos temperatūra, pirmiausia reikia pasakyti, kad ji dažniausiai išreiškiama kelvinais, naudojant simbolį K, absoliučios spinduliuotės vienetą.
Šviesos tipai
CG virš 5000K vadinama „š altomis spalvomis“(mėlyni atspalviai), o žemesnė, 2700–3000K – „šilta“(geltona). Antrasis variantas šiame kontekste yra analogiškas šviestuvo skleidžiamai spalvinei temperatūrai. Jo spektrinė smailė yra arčiau infraraudonųjų spindulių, o dauguma natūralių š altinių skleidžia didelę spinduliuotę. Faktas, kad „šiltas“apšvietimas šia prasme iš tikrųjų turi „vėsesnį“CG, dažnai kelia painiavą. Tai svarbus spalvų temperatūros aspektas.
Idealaus juodo kūno skleidžiamos elektromagnetinės spinduliuotės CT yra apibrėžiamas kaip jo paviršiaus t kelvinais arba, kaip alternatyva, pelkėse. Tai leidžia nustatyti standartą, pagal kurį lyginami šviesos š altiniai.
Kadangi karštas paviršius skleidžia šiluminę spinduliuotę, bet nėra tobulas juodo kūno išsiliejimas, šviesos spalvos temperatūra neatspindi tikrosios paviršiaus t.
Apšvietimas
Kokia spalvos temperatūra, tapo aišku. Bet kam jis skirtas?
Pastatų vidaus apšvietimui dažnai svarbu atsižvelgti į spindesio CG. Šiltesnis atspalvis, pvz., LED lempučių spalvos temperatūra, dažnai naudojamas viešose vietose, kad būtų skatinamas atsipalaidavimas, o vėsesnis atspalvis – siekiant padidinti susikaupimą, pavyzdžiui, mokyklose ir biuruose.
Akvakultūra
Žuvų auginimo srityje spalvų temperatūra atlieka skirtingas funkcijas ir yra skirta visoms pramonės šakoms.
Gėlavandeniuose akvariumuose DH paprastai svarbus tik norint gauti daugiaupatrauklus vaizdas. Šviesa paprastai skirta sukurti gražų spektrą, kartais antrinis dėmesys skiriamas augalų išlikimui.
Sūraus vandens / rifų akvariume spalvos temperatūra yra neatsiejama sveikatos dalis. Nuo 400 iki 3000 nanometrų trumpesnio bangos ilgio šviesa gali prasiskverbti giliau į vandenį nei ilgos bangos šviesa, suteikdama būtinus energijos š altinius koraluose randamiems dumbliams. Tai prilygsta spalvos temperatūros padidėjimui esant skysčio gyliui šiame spektriniame diapazone. Kadangi koralai linkę gyventi sekliame vandenyje ir gauti intensyvių tiesioginių saulės spindulių tropikuose, daugiausia dėmesio buvo skirta šios situacijos modeliavimui esant 6500 K šviesai.
LED lempučių spalvų temperatūra naudojama tam, kad akvariumas nežydėtų naktį ir gerinama fotosintezė.
Skaitmeninis fotografavimas
Šioje srityje terminas kartais vartojamas pakaitomis su b altos spalvos balansu, todėl atspalvių reikšmes galima priskirti iš naujo, kad būtų imituojami aplinkos spalvos temperatūros pokyčiai. Dauguma skaitmeninių fotoaparatų ir vaizdo programinės įrangos suteikia galimybę imituoti konkrečias aplinkos vertes (pvz., saulėtą, debesuotą, volframo ir kt.).
Tuo pačiu metu kitose srityse b altos spalvos balanso reikšmės yra tik kelvinais. Šios parinktys keičia toną, spalvos temperatūra nustatoma ne tik pagal mėlynai geltoną ašį, bet kai kuriose programose yra papildomų valdiklių (kartais pažymėtikaip „atspalvis“), kurie prideda purpurinės-žalios ašies, gali būti šiek tiek meniškai interpretuojami.
Fotografinė juosta, šviesos spalvų temperatūra
Fotografinė juosta nereaguoja į spindulius taip, kaip žmogaus tinklainė ar vizualinis suvokimas. Objektas, kuris stebėtojui atrodo b altas, nuotraukoje gali pasirodyti labai mėlynas arba oranžinis. Spausdinimo metu gali reikėti koreguoti spalvų balansą, kad būtų pasiektas neutralus b altos spalvos balas. Šios korekcijos laipsnis yra ribotas, nes spalvota plėvelė paprastai turi tris sluoksnius, jautrius skirtingiems atspalviams. Ir kai naudojamas esant „netinkamam“šviesos š altiniui, kiekvienas storis gali nereaguoti proporcingai, todėl šešėliuose atsiranda keistų atspalvių, nors atrodė, kad viduriniai tonai yra tinkamas b altos spalvos balansas, esantis po didintuvu. Šviesos š altiniai su nenutrūkstamais spektrais, pvz., fluorescencinės lempos, taip pat negali būti visiškai ištaisyti spausdinant, nes vienas iš sluoksnių galėjo išvis vos užfiksuoti vaizdą.
TV, vaizdo įrašas
NTSC ir PAL televizoriuose taisyklės reikalauja, kad ekranų spalvų temperatūra būtų 6500 K. Daugelyje vartotojams skirtų televizorių yra labai pastebimas nukrypimas nuo šio reikalavimo. Tačiau aukštesnės kokybės pavyzdžiuose spalvų temperatūra gali būti reguliuojama iki 6500 K naudojant iš anksto užprogramuotą nustatymą arba pasirinktinį kalibravimą.
Dauguma vaizdo ir skaitmeninių fotoaparatų gali reguliuoti spalvų temperatūrą,priartinkite b altą arba neutralų objektą ir nustatykite rankinį „WB“(nurodydami fotoaparatui, kad objektas yra švarus). Tada fotoaparatas atitinkamai sureguliuoja visus kitus atspalvius. B altos spalvos balansas būtinas, ypač patalpoje su fluorescenciniu apšvietimu, LED šviestuvų spalvine temperatūra ir perkeliant kamerą iš vieno apšvietimo į kitą. Daugelis fotoaparatų taip pat turi automatinio b altos spalvos balanso funkciją, kuri bando aptikti šviesos spalvą ir atitinkamai ją pakoreguoti. Nors šie nustatymai kažkada buvo nepatikimi, šiuolaikiniuose skaitmeniniuose fotoaparatuose jie buvo gerokai patobulinti ir užtikrina tikslų b altos spalvos balansą įvairiomis apšvietimo sąlygomis.
Meninės programos naudojant spalvų temperatūros valdymą
Kino kūrėjai nedaro „b altos spalvos balanso“taip, kaip tai daro vaizdo kamerų operatoriai. Jie naudoja tokius metodus kaip filtrai, filmų parinkimas, spalvų rūšiavimas prieš blykstę ir po užfiksavimo, tiek ekspozicijoje laboratorijoje, tiek skaitmeniniu būdu. Kinematografininkai taip pat glaudžiai bendradarbiauja su scenografais ir apšvietimo komandomis, kad pasiektų norimus spalvų efektus.
Menininkams dauguma pigmentų ir popieriaus turi š altą arba šiltą atspalvį, nes žmogaus akis gali aptikti net nedidelį sodrumą. Pilka sumaišyta su geltona, oranžine ar raudona spalva yra „šilta pilka“. Žalia, mėlyna ar violetinė sukuria „vėsius atspalvius“. Verta paminėti, kad šis laipsnių pojūtis yra priešingas faktinei temperatūrai. Mėlyna apibūdinama kaip„š altesnis“, nors jis atitinka aukštos temperatūros juodąjį kūną.
Apšvietimo dizaineriai kartais pasirenka CG filtrus, dažniausiai tam, kad atitiktų šviesą, kuri teoriškai yra b alta. Kadangi LED lempų spalvinė temperatūra yra daug aukštesnė nei volframo, naudojant šias dvi lempas gali atsirasti ryškus kontrastas. Todėl kartais įrengiamos HID lempos, kurios dažniausiai skleidžia 6000-7000 K.
Lempos su tonų maišymo funkcijomis taip pat gali generuoti į volframą panašią šviesą. Spalvų temperatūra taip pat gali būti veiksnys renkantis lemputes, nes kiekvienos spalvos temperatūra greičiausiai bus skirtinga.
Formulės
Kokybinė šviesos būsena suprantama kaip šviesos temperatūros sąvoka. Spalvos temperatūra keičiasi, kai pasikeičia spinduliuotės kiekis kai kuriose spektro dalyse.
Idėja naudoti Planck spinduliuotę kaip kriterijų, pagal kurį galima spręsti apie kitus šviesos š altinius, nėra nauja. 1923 m., rašydamas apie „spalvos temperatūros klasifikavimą atsižvelgiant į kokybę“, kunigas iš esmės apibūdino CCT taip, kaip ji suprantama šiandien, net iki termino „akivaizdi spalva t“vartojimo.
1931 m. įvyko keli svarbūs įvykiai. Chronologine tvarka:
- Raymondas Davisas paskelbė straipsnį apie „koreliuojamą spalvų temperatūrą“. Remdamasis Plancko lokusu rg diagramoje, jis apibrėžė CCT kaip „t pirminių komponentų“vidurkį, naudodamas tritiesines koordinates.
- CIE paskelbė XYZ spalvų erdvę.
- Deanas B. Juddaspaskelbė straipsnį apie „mažiausiai pastebimų skirtumų“, susijusių su chromatiniais dirgikliais, prigimtį. Empiriškai jis nustatė, kad pojūčių skirtumas, kurį jis pavadino ΔE kaip „skirtingo žingsnio tarp spalvų… Empfindung“, buvo proporcingas atspalvių atstumui diagramoje.
Kalbėdamas apie ją, Juddas pasiūlė, kad
K ∆ E=| nuo 1 iki 2 |=maks. (| r 1 – r 2 |, | g 1 – g 2 |).
Svarbus žingsnis moksle
Šie pokyčiai atvėrė kelią naujų spalvingumo erdvių kūrimui, kurios geriau tinka koreliuojantiems CG ir jų skirtumams įvertinti. Taip pat formulė priartino mokslą prie atsakymo į klausimą, kokią spalvų temperatūrą naudoja gamta. Derindamas skirtumo ir CG sąvokas, Priest pasakė, kad akis jautriai reaguoja į nuolatinius „atvirkštinės“temperatūros skirtumus. Vieno mikro abipusio laipsnio (mcrd) skirtumas yra gana abejotinas pastebimo skirtumo pavyzdys palankiausiomis stebėjimo sąlygomis.
Kunigas pasiūlė naudoti „temperatūros skalę kaip skalę, skirtą nuosekliai išdėstyti kelių šviesos š altinių spalvingumą“. Per ateinančius metus Judd paskelbė dar tris svarbius straipsnius.
Pirmiausia patvirtino Priesto, Daviso ir Juddo išvadas, susijusias su jautrumu spalvų temperatūros pokyčiams.
Antrasis pasiūlė naują atspalvių erdvę, vadovaujantis principu, kuris tapo šventuoju graliu: suvokimo vienodumu (spalvų atstumas turi būti proporcingas suvokimo skirtumui). Per projektinę transformaciją Juddas nustatėdaugiau „homogeninės erdvės“(UCS), kurioje galima rasti CCT.
Jis naudoja transformacijos matricą, kad pakeistų trispalvio signalo X, Y, Z reikšmę į R, G, B.
Trečiame straipsnyje buvo pavaizduota izoterminių spalvybių vieta CIE diagramoje. Kadangi izoterminiai taškai sudarė normaliąsias UCS, konvertuojant atgal į xy plokštumą, paaiškėjo, kad jie vis dar buvo linijos, bet nebėra statmenos lokusui.
Skaičiavimas
Juddo idėja nustatyti artimiausią Planck lokuso tašką vienalytėje spalvingumo erdvėje tebėra aktuali ir šiandien. 1937 m. McAdam pasiūlė „modifikuotą atspalvių skalės vienodumo diagramą“, pagrįstą kai kuriais supaprastinančiais geometriniais sumetimais.
Ši spalvingumo erdvė vis dar naudojama CCT skaičiavimui.
Robertsono metodas
Prieš pasirodant galingiems asmeniniams kompiuteriams buvo įprasta koreliuojamą spalvų temperatūrą įvertinti interpoliuojant iš paieškos lentelių ir diagramų. Geriausiai žinomas toks metodas yra Robertsono sukurtas metodas, kuris pasinaudojo santykinai vienodais Mired skalės intervalais, kad apskaičiuotų CCT, naudodamas tiesinę mirdinių izotermų verčių interpoliaciją.
Kaip nustatomas atstumas nuo valdymo taško iki i-osios izotermos? Tai matyti iš toliau pateiktos formulės.
Spektrinės galios paskirstymas
Imišviesos š altinius galima apibūdinti. Daugelio gamintojų pateiktos santykinės SPD kreivės jų spektroradiometre galėjo būti gautos 10 nm ar didesniu žingsniu. Rezultatas – daug sklandesnis galios paskirstymas nei naudojant įprastą lempą. Dėl šio atskyrimo, matuojant fluorescencines lempas, rekomenduojami smulkesni žingsniai, o tam reikia brangios įrangos.
Saulė
Efektyvioji temperatūra, nustatyta pagal bendrą spinduliavimo galią kvadratiniam vienetui, yra apie 5780 K. Saulės šviesos CG virš atmosferos sudaro apie 5900 K.
Kai saulė kerta dangų, ji gali būti raudona, oranžinė, geltona arba b alta, priklausomai nuo jos padėties. Žvaigždės spalvos pasikeitimas dienos metu daugiausia yra sklaidos rezultatas, o ne dėl juodos kūno spinduliuotės pokyčių. Mėlyna dangaus spalva atsiranda dėl saulės spindulių sklaidos atmosferoje, kuri linkusi išsklaidyti mėlynus atspalvius labiau nei raudonus.
