Цветовая температура

CIE 1931

Цветова́я температу́ра (спектрофотометрическая или колориметрическая температура; обозначается Т_с) — характеристика хода интенсивности излучения источника света как функции 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.

Применение

Цветовая температура источника света:

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

По этим причинам она определяет ощущаемый глазом цвет предметов при наблюдении в данном свете (психология восприятия цвета).

В связи с тем, что цвет 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

Так, источник Д₆₅ с цветовой температурой 6500 К имеет в своём спектре существенную ультрафиолетовую составляющую. Хотя человеческий глаз не воспринимает ультрафиолетовых лучей, многие объекты (в т. ч. красители) способны светиться под их действием.

Вот почему возникла необходимость в стандартизации УФ-составляющей для источников, имитирующих дневной свет (Д₆₅) — ведь, например, без УФ-компоненты бумага будет не такой белой (в неё вводят оптические отбеливатели), а реклама — не такой яркой (в ней часто используют люминесцирующие красители). Благодаря оптическим отбеливателям белизна современной бумаги может превышать 100 %.

Цветовая температура в фотографии, кинематографе и телевидении

Цветная фотоплёнка выпускается для определённых фиксированных цветовых температур источника света. Негативная и Слайдовая плёнка выпускались сбалансированными для съемки при дневном (5600К) свете или при свете ламп накаливания (3200К) - "вечерняя" пленка. Это позволяет получать сбалансированное по цвету изображение при различных источниках освещения без применения конверсионных фильтров и цветокоррекции. С появлением маскированных негативных цветных пленок, они стали выпускаться сбалансированными под промежуточную цветовую температуру - 4500К вследствие неизбежности цветокоррекции в процессе печати позитивного изображения. Таким образом, негативная пленка пригодна для съемки при любом освещении, давая изображение, требующее незначительной коррекции. При съемке на обращаемую пленку исправление готового изображения невозможно. Поэтому пленка для слайдов должна быть сбалансирована для реальных источников света. При профессиональной съемке слайдов для полиграфии применялись специальные приборы для измерения цветовой температуры освещения (цветомеры) и конверсионные светофильтры. При профессиональной киносъемке эти же технологии применялись даже при съемке на негативную кинопленку. В цифровых фотоаппаратах и видеокамерах используется автоматическое определение цветовой температуры или ее предустановки в зависимости от сюжета 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, однако в большинстве случаев это ведет к потере качества цветопередачи. Изменение баланса белого без потерь качества возможно при записи несжатого фото- и видеоизображения - RAW. Последнее широко применяется в цифровом кинематографе.

Цветовая температура некоторых источников света

Шкала цветовых температур распространённых источников света

• 800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
• 1500-2000 К — свет пламени свечи;
• 2000 К — Натриевая лампа высокого давления;
• 2200 К — лампа накаливания 40 Вт;
• 2680 К — лампа накаливания 60 Вт;
• 2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
• 2800-2854 К — газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
• 3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
• 3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
• 3400 К — солнце у горизонта;
• 3800 К — лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
• 4200 К — лампа дневного света (тёплый белый свет);
• 4300-4500 К — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
• 4500-5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
• 5000 К — солнце в полдень;
• 5500 К — облака в полдень;
• 5500-5600 К — фотовспышка;
• 5600-7000 К — лампа дневного света;
• 6200 К — близкий к дневному свет;
• 6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
• 6500-7500 К — облачность;
• 7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
• 7500-8500 К — сумерки;
• 9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
• 10000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
• 15000 К — ясное голубое небо в зимнюю пору;
• 20000 К - синее небо в полярных широтах;

Люминесцентные лампы

Типовые диапазоны цветовой температуры при максимальной светоотдаче современных люминесцентных ламп с многослойным люминофором:

• 2700—3200 К,
• 4000—4200 К,
• 6200—6500 К,
• 7400—7700 К.

Источники света в полиграфии

Для получения максимально правильного цветного изображения на всех стадиях производства часто рекомендуется поддерживать стандартную цветовую температуру освещения 5000 К (источник Д₅₀): 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.

Смещение

Помимо цветовой температуры выделяют ещё параметр смещения (англ. tint) — степень отклонения цвета в зелёный или пурпурный. Вместе с температурой эти два параметра позволяют описать любой монохроматический свет. Понятие смещения чаще всего используется в фотографии, где некоторые объективы дают существенное смещение в зелёный цвет. Различные источники света характеризуются не только различной температурой, но и смещением (например, лампы дневного света имеют смещение в пурпурный или зелёный).

См. также

• Абсолютно чёрное тело