Wat is kleurtemperatuur? Dit is de lichtbron, de straling van een ideaal zwart lichaam. Het stra alt bepaalde tinten uit, vergelijkbaar met een lichtbron. Kleurtemperatuur is een kenmerk van de zichtbare straal die belangrijke toepassingen heeft in verlichting, fotografie, videografie, uitgeverijen, productie, astrofysica, tuinbouw en meer.
In de praktijk is de term alleen zinvol voor lichtbronnen die daadwerkelijk overeenkomen met de straling van een soort zwart lichaam. Dat wil zeggen, een straal variërend van rood tot oranje, van geel tot wit en blauwachtig wit. Het heeft geen zin om te praten over bijvoorbeeld groen of violet licht. Bij het beantwoorden van de vraag wat kleurtemperatuur is, moet eerst worden gezegd dat deze meestal wordt uitgedrukt in Kelvin met het symbool K, een eenheid van absolute straling.
Lichttypes
CG boven 5000K wordt "koude kleuren" (blauwe tinten) genoemd en lager, 2700-3000K - "warm" (geel). De tweede optie in deze context is analoog aan de uitgestraalde kleurtemperatuur van de armatuur. Zijn spectrale piek ligt dichter bij infrarood en de meeste natuurlijke bronnen geven aanzienlijke straling af. Het feit dat "warme" verlichting in deze zin eigenlijk een "koeler" CG heeft, is vaak verwarrend. Dit is een belangrijk aspect van wat kleurtemperatuur is.
CT van elektromagnetische straling uitgezonden door een ideaal zwart lichaam wordt gedefinieerd als de t van het oppervlak in kelvin of als alternatief in mireds. Hiermee kunt u de standaard definiëren waarmee lichtbronnen worden vergeleken.
Omdat een heet oppervlak thermische straling uitzendt, maar geen perfecte blackbody-uitstorting is, geeft de kleurtemperatuur van het licht niet de werkelijke t van het oppervlak weer.
Verlichting
Wat is de kleurtemperatuur, werd duidelijk. Maar waar is het voor?
Voor binnenverlichting van gebouwen is het vaak belangrijk om rekening te houden met het zwaartepunt van de uitstraling. Een warmere tint, zoals de kleurtemperatuur van led-verlichting, wordt vaak gebruikt op openbare plaatsen om ontspanning te bevorderen, terwijl een koelere tint wordt gebruikt om de concentratie te verhogen, zoals in scholen en kantoren.
Aquacultuur
In de viskweek heeft kleurtemperatuur verschillende functies en richt zich op alle industrieën.
In zoetwateraquaria is DH meestal alleen belangrijk om meer te krijgenaantrekkelijk beeld. Licht is over het algemeen ontworpen om een prachtig spectrum te creëren, soms met een secundaire focus op het in leven houden van planten.
In een zoutwater-/rifaquarium is de kleurtemperatuur een integraal onderdeel van de gezondheid. Tussen 400 en 3000 nanometer kan licht met een kortere golflengte dieper in het water doordringen dan licht met een lange golflengte, wat de nodige energiebronnen levert voor algen die in koralen worden aangetroffen. Dit komt overeen met een toename van de kleurtemperatuur met vloeistofdiepte in dit spectrale bereik. Aangezien koralen de neiging hebben om in ondiep water te leven en intens direct zonlicht te ontvangen in de tropen, lag de nadruk op het simuleren van deze situatie onder 6500 K licht.
De kleurtemperatuur van de LED-verlichting wordt gebruikt om te voorkomen dat het aquarium 's nachts bloeit, terwijl de fotosynthese wordt verbeterd.
Digitaal fotograferen
In dit gebied wordt de term soms door elkaar gebruikt met witbalans, waardoor tintwaarden opnieuw kunnen worden toegewezen om veranderingen in de omgevingskleurtemperatuur te simuleren. De meeste digitale camera's en beeldbewerkingssoftware bieden de mogelijkheid om specifieke omgevingswaarden te simuleren (zoals zonnig, bewolkt, wolfraam, enz.).
Tegelijkertijd hebben andere gebieden alleen witbalanswaarden in Kelvin. Deze opties veranderen de toon, de kleurtemperatuur wordt niet alleen bepaald langs de blauw-gele as, maar sommige programma's bevatten extra bedieningselementen (soms gelabeldzoals "tint") die een paars-groene as toevoegen, zijn ze enigszins onderhevig aan artistieke interpretatie.
Fotofilm, lichte kleurtemperatuur
Fotografische film reageert niet op dezelfde manier op stralen als het menselijke netvlies of visuele waarneming. Een object dat voor een waarnemer wit lijkt, kan op een foto erg blauw of oranje lijken. De kleurbalans moet mogelijk tijdens het afdrukken worden gecorrigeerd om een neutrale witbalans te verkrijgen. De mate van deze correctie is beperkt omdat kleurenfilm meestal drie lagen heeft die gevoelig zijn voor verschillende tinten. En bij gebruik onder de "verkeerde" lichtbron, reageert elke dikte mogelijk niet proportioneel, waardoor vreemde tinten in de schaduwen ontstaan, ook al leken de middentonen de juiste balans van wit, kleurtemperatuur onder het vergrootglas. Lichtbronnen met discontinue spectra, zoals tl-buizen, kunnen ook niet volledig worden gecorrigeerd in print, omdat een van de lagen het beeld mogelijk nauwelijks heeft opgenomen.
TV, video
In NTSC- en PAL-tv vereisen de voorschriften dat schermen een kleurtemperatuur van 6500 K hebben. Op veel tv's van consumentenkwaliteit is er een zeer merkbare afwijking van deze vereiste. In voorbeelden van hogere kwaliteit kunnen kleurtemperaturen echter worden aangepast tot 6500 K via een voorgeprogrammeerde instelling of aangepaste kalibratie.
De meeste video- en digitale camera's kunnen de kleurtemperatuur aanpassen,inzoomen op een wit of neutraal onderwerp en instellen op handmatige "WB" (de camera vertellen dat het onderwerp schoon is). De camera past vervolgens alle andere tinten dienovereenkomstig aan. Witbalans is essentieel, vooral in een kamer met tl-verlichting, de kleurtemperatuur van led-verlichting en bij het verplaatsen van de camera van de ene verlichting naar de andere. De meeste camera's hebben ook een automatische witbalansfunctie die probeert de kleur van het licht te detecteren en dienovereenkomstig te corrigeren. Hoewel deze instellingen ooit onbetrouwbaar waren, zijn ze in de huidige digitale camera's aanzienlijk verbeterd en bieden ze een nauwkeurige witbalans in een groot aantal verschillende lichtomstandigheden.
Artistieke toepassingen door middel van kleurtemperatuurregeling
Filmmakers doen "witbalans" niet op dezelfde manier als operators van videocamera's. Ze gebruiken technieken als filters, filmselectie, pre-flash en post-capture kleurcorrectie, zowel bij laboratoriumbelichting als digitaal. Cinematografen werken ook nauw samen met decorontwerpers en lichtploegen om de gewenste kleureffecten te bereiken.
Voor kunstenaars hebben de meeste pigmenten en papier een koele of warme tint, omdat het menselijk oog zelfs maar een kleine hoeveelheid verzadiging kan waarnemen. Grijs gemengd met geel, oranje of rood is een "warm grijs". Groen, blauw of paars creëren "koele ondertonen". Het is vermeldenswaard dat dit gevoel van graden het tegenovergestelde is van het gevoel van werkelijke temperatuur. Blauw wordt beschreven als"kouder", hoewel het overeenkomt met een hoge temperatuur blackbody.
Lichtontwerpers kiezen soms voor CG-filters, meestal om te passen bij licht dat theoretisch wit is. Omdat de kleurtemperatuur van LED-lampen veel hoger is dan die van wolfraam, kan het gebruik van deze twee lampen een sterk contrast opleveren. Daarom worden soms HID-lampen geïnstalleerd, die meestal 6000-7000 K uitstralen.
Lampen met toonmengfuncties zijn ook in staat om wolfraamachtig licht te genereren. Kleurtemperatuur kan ook een factor zijn bij het kiezen van lampen, omdat ze waarschijnlijk allemaal een andere kleurtemperatuur hebben.
Formules
De kwalitatieve staat van licht wordt opgevat als het concept van de lichttemperatuur. De kleurtemperatuur verandert wanneer de hoeveelheid straling in sommige delen van het spectrum verandert.
Het idee om Planck-stralers te gebruiken als criterium om andere lichtbronnen te beoordelen, is niet nieuw. In 1923, toen hij schreef over "de classificatie van kleurtemperatuur in relatie tot kwaliteit", beschreef Priest in wezen CCT zoals het tegenwoordig wordt begrepen, zelfs tot het punt van het gebruik van de term "schijnbare kleur t".
Verscheidene belangrijke gebeurtenissen vonden plaats in 1931. In chronologische volgorde:
- Raymond Davis publiceerde een artikel over "gecorreleerde kleurtemperatuur". Verwijzend naar de Planck-locus op het rg-diagram, definieerde hij de CCT als het gemiddelde van "t primaire componenten" met behulp van trilineaire coördinaten.
- CIE heeft XYZ-kleurruimte aangekondigd.
- Dean B. Juddpubliceerde een artikel over de aard van de "minst waarneembare verschillen" met betrekking tot chromatische stimuli. Empirisch stelde hij vast dat het verschil in sensatie, dat hij ΔE noemde voor "onderscheid tussen kleuren… Empfindung", evenredig was met de afstand van de tinten op de kaart.
Verwijzend naar haar, suggereerde Judd dat
K ∆ E=| van 1 - van 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Een belangrijke stap in de wetenschap
Deze ontwikkelingen hebben de weg vrijgemaakt voor het creëren van nieuwe kleurruimten die beter geschikt zijn voor het evalueren van gecorreleerde CG's en hun verschillen. En ook de formule bracht de wetenschap dichter bij het beantwoorden van de vraag welke kleurtemperatuur door de natuur wordt gebruikt. Door de concepten van verschil en CG te combineren, maakte Priest de opmerking dat het oog gevoelig is voor constante verschillen in "inverse" temperatuur. Een verschil van één micro-wederkerige graad (mcrd) is redelijk representatief voor een dubieus waarneembaar verschil onder de gunstigste observatieomstandigheden.
Priest stelde voor om "de temperatuurschaal te gebruiken als een schaal om de kleurkwaliteit van meerdere lichtbronnen in opeenvolgende volgorde te ordenen." In de daaropvolgende jaren publiceerde Judd nog drie belangrijke artikelen.
Bevestigde eerst de bevindingen van Priest, Davis en Judd, met onderzoek naar de gevoeligheid voor kleurtemperatuurvariaties.
De tweede stelde een nieuwe tintruimte voor, geleid door een principe dat de heilige graal is geworden: uniformiteit van waarneming (chromaticiteitsafstand moet evenredig zijn met het verschil in waarneming). Door een projectieve transformatie vond Judd:meer "homogene ruimte" (UCS) om CCT te vinden.
Hij gebruikt een transformatiematrix om de X, Y, Z-waarde van het driekleurige signaal te veranderen in R, G, B.
Het derde artikel beschreef de locatie van isotherme chromaticiteiten op het CIE-diagram. Aangezien de isotherme punten normaalwaarden vormden op het UCS, toonde de terugconversie naar het xy-vlak aan dat het nog steeds lijnen waren, maar niet langer loodrecht op de meetkundige plaats.
Berekening
Judd's idee om het punt dat het dichtst bij de Planck-locus ligt in een homogene chromaticiteitsruimte te bepalen, is vandaag de dag nog steeds relevant. In 1937 stelde McAdam een "aangepast kleurtoonschaaluniformiteitsdiagram" voor op basis van enkele vereenvoudigende geometrische overwegingen.
Deze chromaticiteitsruimte wordt nog steeds gebruikt voor CCT-berekening.
Robertson-methode
Voor de komst van krachtige personal computers was het gebruikelijk om de gecorreleerde kleurtemperatuur te schatten door interpolatie van opzoektabellen en grafieken. De bekendste methode is die ontwikkeld door Robertson, die gebruik maakte van het relatief uniforme interval van de Mired-schaal om de CCT te berekenen met behulp van lineaire interpolatie van de isothermwaarden.
Hoe wordt de afstand van het controlepunt tot de i-de isotherm bepaald? Dit blijkt uit de onderstaande formule.
Spectrale stroomverdeling
Imilichtbronnen kunnen worden gekarakteriseerd. Relatieve SPD-curves die door veel fabrikanten worden verstrekt, zijn mogelijk verkregen in stappen van 10 nm of meer op hun spectroradiometer. Het resultaat is een veel vloeiendere stroomverdeling dan een conventionele lamp. Vanwege deze scheiding worden fijnere stappen aanbevolen voor metingen van fluorescentielampen, en dit vereist dure apparatuur.
Zon
De effectieve temperatuur, bepaald door het totale stralingsvermogen per vierkante eenheid, is ongeveer 5780 K. De CG van zonlicht boven de atmosfeer vertegenwoordigt ongeveer 5900 K.
Wanneer de zon de lucht doorkruist, kan deze rood, oranje, geel of wit zijn, afhankelijk van zijn positie. De verandering in de kleur van een ster gedurende de dag is voornamelijk het gevolg van verstrooiing en is niet het gevolg van veranderingen in de straling van het zwarte lichaam. De blauwe kleur van de lucht wordt veroorzaakt door de verstrooiing van zonlicht in de atmosfeer, die de neiging heeft om blauwe tinten meer te verspreiden dan rode.
