Цветовая температура (ЦТ) характеризует состав светового спектра, излучаемого источником. ЦТ проще оценивать на том уровне, на котором ее воспринимает человек. Если подключить обычную лампу накаливания через реостат к источнику тока, то хорошо видимое красное свечение спирали начинается при 900 0 С. В связи с тем, что излучение зависит от движения атомов, отсчет начинается с абсолютного нуля по шкале Кельвина, что по Цельсию составляет -273 0 С. Поэтому для оценки цветовой температуры пользуются шкалой Кельвина.
Температурная шкала Кельвина
На рисунке изображена температурная шкала Кельвина, по которой видно, какому цвету излучения соответствуют значения цветовой температуры.
Если оценивать начало свечения лампы накаливания по этой шкале, ее цветовая температура составит 1200К. При нагревании до 2000К нить накала станет оранжевого цвета, а при 3000К – желтого. Она перегорит при 3500К из-за расплавления вольфрамовой спирали. Если бы температура плавления была выше, то при 5500К спираль излучала бы белый цвет, а при 6000К – голубоватый. В дальнейшем цвет излучения подошел бы к фиолетовой границе спектра. Эта ЦТ соответствует 18000К.
ЦТ ламп накаливания полностью отображает степень их нагрева. Но цветовая температура светодиодных ламп не зависит от степени нагрева кристаллов. Если температура нити накаливания находится в соответствии с 2700К, то светодиод при таком излучении нагревается только до 80 0 С.
Цвета люди воспринимают строго индивидуально. Каждый индивидуум правильно различает синий, красный и желтый цвета, но оттенки отличаются значительно. Идентификация цвета зависит от возраста. Хрусталик со временем желтеет, но информация по цветовосприятию может искажаться также по другим причинам.
Цветопередача – это степень соответствия зрительного восприятия цвета объекта при его освещении стандартным источником света (солнечным светом) и исследуемым. Индекс или коэффициент цветопередачи CRI измеряется в числах и его максимальное значение принято за 100. С повышением точности передачи цветов при освещении лампой индекс становится выше и приближается к этому значению. На рисунке изображен один и тот же объект при разном освещении, где с левой стороны цвет передается наиболее точно.
Вид объекта при разной цветопередаче
Практическое применение находят следующие категории CRI :
Цвет не искажается при освещении объекта солнечными лучами и некоторыми лампами накаливания. Эти источники являются эталонными. На рисунке приведены коэффициенты цветопередачи различных ламп и показана шкала цветовой температуры, между которыми нет прямой связи. Первая характеристика отражает правильность отображения цветов, а вторая – цветовую температуру.
ЦТ и индексы цветопередачи различных источников света
Линии связи от ламп разных типов со шкалой цветовой температуры показывают числовое значение ЦТ, а с индексом CRI – качество цветопередачи. По таким совмещенным характеристикам удобно подбирать лампы для определенного целевого назначения.
Если для спирали из вольфрама пределом является 3500К, то светодиодный светильник может создавать ЦТ 5500К и выше, вплоть до фиолетовой области спектра. При этом он не будет перегреваться. На рисунке представлена таблица оттенков светодиодных ламп с указанием области их применения.
Таблица оттенков ЦТ и области применения светодиодных ламп
Естественный свет меньше всего утомляет зрение. Дневной свет является наиболее полезным (4200-5500К). Для чтения, работы за компьютером и других занятий за письменным столом подходят настольные лампы F0204 и F3034 на светодиодах, создающие белый свет, оттенок которого может быть холодным или теплым. Такой свет является оптимальным для работы с документацией, чертежами, коллекционными экспонатами, предметами ручной работы.
Светодиодная лампа создает плотный световой поток, экономична, устойчива к внешним воздействиям и долговечна. Важно для успешной работы то, что включение сопровождается постепенным нарастанием яркости, а в светильник встроен сенсорный датчик, позволяющий ее регулировать.
Для кабинетной работы требуется верхняя подсветка. Комфорт создают потолочные источники света на светодиодах. Для дома подходит модель 91854-АС, которую можно монтировать на натяжном и подвесном потолках. Светильник не выделяет много тепла и пожаробезопасен.
В офисах также применяются настольные лампы, но требуется дополнительная подсветка от мощных светодиодных потолочных панелей, например, LP 600×600. Устройство может служить в качестве основного и дополнительного освещения. Светодиоды дают мягкий и равномерный свет, бесшумно работают и не выделяют ультрафиолет. Панели подключаются к сети 220 В.
Голландский физик Крюитоф установил связь между уровнем освещенности и цветовой температурой. Лампочка с ЦТ 2700К и освещенностью 200 Лк создает комфортный свет. Но светильник, мощность которого в 2 раза выше, уже начинает раздражать, а свет кажется слишком желтым.
Исследователи считают утверждение о том, что светодиодный светильник с холодным спектром лучше подходит для офисов, а теплый – для дома, не совсем верным. Для полной оценки здесь важно еще учитывать яркость источника света. Попадая с ярко освещенной улицы в помещение или наоборот, люди видят цвета несколько искаженными, что связано со снижением уровня освещенности в десятки раз, который влияет на чувствительность глаз. Дизайнеры должны учитывать влияние освещения на адаптацию глаза к изменяющимся внешним условиям.
Полупроводниковый кристалл светодиода покрыт слоем люминофора, создающим видимый свет, цветовая температура которого зависит от его состава. На фото изображена лампа со светодиодами, где желтым цветом выделяется слой люминофора. Количество кристаллов в одной лампе может быть больше сотни. Их формируют в группы на платах и последовательно запитывают.
Так выглядит лампа со светодиодами
Исследователи установили важность выбора светодиодного светильника, влияющего на работоспособность людей в освещаемом помещении. Наибольшая производительность достигается при нейтральном белом свете 3500-4500К. Его смещение от естественного природного освещения в «теплую» или «холодную» сторону колориметрической шкалы снижает работоспособность. Желтая область спектра создает комфортную обстановку, но при этом снижает производительность при 3000К до 7%, а при 2500К – до 25%. При повышении ЦТ до «холодного» цвета (6000К) производительность сначала возрастает, а затем падает на 25% из-за высокой утомляемости.
Такая оценка эффективности ЦТ не всегда правильная. Для работников, трудящихся на станках, смещение освещения в холодную область способствует повышению концентрации внимания при работе. Также положительный результат дает самое «холодное» освещение в больницах и лабораториях, где требуется максимально сосредоточиться в течение короткого времени.
Теплый и мягкий свет при сдвиге спектра даже до 2500-2700К предпочтителен в ресторанах, театрах, читальных залах и жилых помещениях. Он снижает утомляемость и располагает к отдыху, хотя концентрация несколько падает.
В кухне и ванной смещение к холодному свету создает ощущение чистоты.
Освещение кухни светодиодными светильниками
При оформлении витрин маркетологи создают теплый свет в местах, где продается хлеб, овощи, сыр, фрукты, рыба. А цветы, молочная и мясная продукция должны освещаться в холодном спектре, что дает ощущение свежести.
Бытовая техника с аппаратурой имеют нейтральное освещение или небольшое смещение в холодную сторону спектра. Мебель, косметика и постельные принадлежности продаются лучше, когда их освещает теплый свет. Для подчеркивания функциональности определенного помещения или зоны в нем существуют таблицы, как правильно выбрать освещение.
Как грамотно подобрать цветовую температуру лампы Verbatim, рассказывает видео ниже.
Светодиодный светильник следует подбирать под комфортную цветовую температуру для отдыха или работы. Благоприятным является белый свет, близкий к естественному, а от него делаются смещения в сторону холодного или теплого спектра.
Цветовая температура неразрывно связана с яркостью и индексом цветопередачи. Подбирать светильник следует с оптимальным их сочетанием.
Сложно не согласиться с тем, что яркая расцветка светодиодных лент является отличным дополнением интерьера не только торговых точек, но и обычных домов. Разноцветная светодиодная лента смотрится интересно и эффектно. Но смотреть со стороны на это хорошо, а вот некоторым людям нужно знать все о таком параметре, как цветовая температура светодиодных ламп.
Многие даже не понимают, зачем необходимо знать этот параметр и где он может понадобиться. Чтобы понять это, стоит обсудить данное понятие немного ближе, дополнительно рассмотрев таблицу цветовых температур светодиодных ламп.
Поскольку светодиодные лампы и ленты в последнее время стали очень востребованными, многие люди желают установить именно такой элемент у себя дома. Так вот, начинающим электрикам приходится сталкиваться с таким понятием, как температура цвета, которую отображает специальная таблица. Цветовая температура не показывает, сколько тепла способна излучать та или другая лампа, но указывает на следующие параметры:
Шкала цветовых температур светодиодных ламп довольно большая, поэтому каждый сможет найти и купить именно тот вариант, который необходим для освещения конкретного помещения.
Зная параметры из таблицы цветовых температур, пользователь может посмотреть на упаковку лампы и понять, какой оттенок она будет излучать. В зависимости от показателя цветовой температуры, лампа может давать холодный или теплый оттенок. Учитывая диапазон действия источников свечения, их относят к трем группам:
Если цветовая температура является низкой, то лампа будет отсвечивать красным цветом, а когда высокий, то синий и зеленый оттенки будут доминирующими.
На упаковки каждой светодиодной лампы указаны ее основные технические характеристики. Выбирая подходящий вариант для светильников в разных помещениях, нужно искать цветовую температуру конкретного изделия на упаковке. Такой параметр, как цветовая температура, указывается исключительно на упаковке LED ламп. На этот фактор, перед покупкой элемента освещения, обязательно стоит обращать внимание, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант для отдыха или работы.
Такую характеристику можно посмотреть не только на бумажной упаковке, но и на самой лампе, ведь она указана там мелкими буквами. К примеру, если лампочка имеет 7Вт, то ее цветовая температура составит 4000 кельвинов, какой цвет она будет при этом излучать, можно посмотреть в специальной таблице. Данную информацию указывают и на точечных светильниках, которые удачно устанавливаются на гипсокартоновые потолки. Такие маленькие светильники обычно имеют теплый свет, который является достаточно приятным и комфортным для восприятия.
Совет! Если потребитель выбирает лампочку для работы, то лучше, чтобы это был вариант белого цвета, ведь для трудового процесса он является наиболее комфортным.
Цветовая шкала, представленная в специальной таблице, позволит выбрать лампу для работы или дома без особых проблем. Выглядит таблица цветовой температуры следующим образом:
| Показатель цветовой температуры в Кельвинах | Тип света, который излучает лампа | Где можно использовать |
| 2700 | Имеет теплый, красновато-белый оттенок, относится к теплой части спектра. | Немного похоже на обычную лампу накаливания, поэтому часто, очень удачно используется в домашнем интерьере, способствует отличному отдыху и расслаблению. |
| 3000 | Теплый бело-желтый цвет, который относится к теплой части спектра. | Применяется в галогеновых и светодиодных лампах, подходит для использования в жилом помещении. |
| 3500 | Относится к холодной части спектра, излучает дневной белый цвет. | Подходит для общественных помещений, жилых квартир и офисов. |
| 4000 | Имеет холодный белый цвет и относится к холодной части спектра | Подходит для теплиц, рабочих и промышленных помещений, террариумов и оранжерей. |
| 5000-6000 | Относится к дневной части спектра, имеет оттенок белый с синим. | Идеально подходит для рабочих и общественных помещений. Такая лампа может использоваться в теплицах и других подобных помещениях |
| 6500 | Относится к холодной части спектра и излучает бело-сиреневый цвет. | Хорошо подходит для уличного освещения, освещения различных помещений складского типа и подобных промышленных объектов. |
Используя эту таблицу, можно подобрать отличный вариант для той или иной цели, который будет максимально комфортным для восприятия.
Выбрать холодный белый свет или достаточно теплый – это решать потребителю, но зная, какие именно лампочки для каких целей лучше подходят, будет намного проще определиться со своим выбором. Именно поэтому стоит ближе рассмотреть информацию о том, лампы какой цветовой температуры выбрать для использования в конкретном помещении.
Для офиса идеально подойдет лампы, имеющие световую температуру от 3500 до 6000 кельвинов. Светодиодные лампы из этого спектра помогают человеку отлично концентрироваться на трудовом процессе и ускоряют реакцию. Цвета этого спектра отвечают за физическую активность и активность умственного аппарата. Белый цвет лампы позволит увеличить коэффициент работоспособности до максимальной отметки.
Лампы со цветовой температурой 4200 кельвинов просто идеально подходят для использования в домашних условиях. Слишком белый цвет в частных домах будет только во вред, ведь он слишком раздражает и активирует мозг, не давая организму нормально отдохнуть.
В прихожей или в ванной можно устанавливать белые светильники, температура которых от 4000 до 5000 кельвинов, но в спальне стоит поставить лампочку желтого оттенка. Для детской комнаты подойдет лампочка со световой температурой 2700 кельвинов просто идеально. Именно освещение такого типа лучше для глаз и помогает полноценно отдохнуть, вполне хорошо расслабиться. Для письменного стола стоит выбирать вариант со цветовой температурой около 3500 кельвинов.
Совет! Для домашних залов и гостиных комнат лучше использовать светодиодные лампы холодной цветовой температуры. Здесь оптимальным вариантом станет лампа на 6500 кельвинов, которая сделает световой потолок еще более интересным.
Для школ или детских садов стоит использовать лампы теплого или нейтрального дневного света, а вот на складских помещениях будут более уместными холодные оттенки.
Цветовая температура – это полностью визуальный показатель и поэтому к его выбору стоит относиться внимательно. Выбирая светодиодные лампы, нужно смотреть, что изображено в ряду технических характеристик на упаковке.
Интенсивность света конкретной лампы зависит не только от ее световой температуры, но и других, не менее важных технических показателей. Чтобы лампочка, имеющая высокие показатели цветового тепла, была яркой, она должна иметь еще и высокий уровень мощности. Кроме того, чтобы выбрать действительно качественный и максимально хороший вариант для дома или офиса, покупая светодиодную лампу, нужно обратить внимание на такие параметры:
Следуя таким простым и максимально понятным советам, можно подобрать хорошую светодиодную лампу, цветовая температура которой будет наиболее точно соответствовать заявленной цели.
Рассмотрев таблицу цветовых температур, можно легко сориентироваться: когда, для чего и какую лампочку покупать, но с производителем каждому придется определяться самостоятельно, здесь советовать что-то конкретное нет смысла.
Цветовая температура – это очень важный параметр, которому нужно следовать при подборе светодиодных ламп. Эксперты выделяют 3 основных спектра подобных изделий и каждый из них имеет свое предназначение. Чтобы выбрать светодиодную лампу правильно, нужно определить где именно и для каких целей она будет использоваться. Определившись с целью покупки, можно открыть таблицу цветовой температуры и посмотреть, какой именно вариант будет идеальным для конкретной цели.
Только посмотрев на этот показатель, пользователь может отправляться в магазин за покупками и выбирать подходящий для себя вариант. Конечно же, выбирать подходящий вариант лучше среди ассортимента специализированных магазинов, где на каждый товар дают гарантию. Чем теплее цвет лампочки, тем лучше оно подходит для отдыха.
Выбирая лампу для работы в офисе, лучше отдать предпочтение белым, холодным оттенкам, поскольку именно они активируют трудовую способность по максимуму. Светодиодная лампа – это просто отличный, экономный вариант, который подойдет для любого помещения.
Чтобы определить такой показатель, как цветовая температура, стоит просто посмотреть на упаковку и сделать свой выбор. При выборе LED лампочки, цветовую температуру стоит учитывать в обязательном режиме, поскольку от него очень многое зависит. Главное, покупать подобную продукцию проверенных марок, ведь только тогда она будет служить долго и радовать отличными показателями качества. Светодиодные лампы обладают разным диапазоном цветовой температуры, который годится для тех или других целей. Выбрав подходящий вариант, можно организовать себе хороший отдых или максимально продуктивную работу, учебный процесс или прекрасный прием гостей, в комфортной обстановке.
Под термином "температура света" понимают, конечно, не настояющую температуру, а цветность света, или иначе - цветовую гамму света, преобладание в нем красного или синего спектров.
Важно знать о цветовой температуре тем, кто непосредственно работает со светом, например, дизайнерам и фотографам. Как никто другой они могут подтвердить, что правильно подобранная цветовая гамма света может как полностью преобразить все (будь то человек в кадре или интерьер), так и испортить.
Температура источника света измеряется в градусах Кельвина. Она рассчитывается по формуле Планка: температура, при которой абсолютно черное тело будет излучать свет такого же цветового тона, это и будет искомое значение.
Таким образом, определение цветовой температуры происходит путем сравнения нужного источника света с абсолютно черным телом. Интересна закономерность: чем выше температура последнего, тем больше преобладает в свете синий спектр.
Проследить проще всего на практике: цветовая температура лампы накаливания с теплым белым светом - 2700 К, а люминисцентной лампы дневного света - 6000 К.
Почему именно так? можно сравнить с железом, которое раскаляют в кузнечном горне. Все мы помним, что металл, раскаленный, но имеющий все еще довольно низкую температуру, имеет красный свет, и часто встречали в литературе выражение "раскаленный добела" - то есть до гораздо большей температуры. Так и черное тело испускает свет в таком порядке цветов от красного, оранжевого и белого, и заканчивется белым и голубым. То есть чем ниже температура света, тем он теплее.
Видимый спектр раскаленного тела, тот самый "раскаленный докрасна" металл, начинается от 800 градусов по Кельвину. Это тусклое, темно-красное свечение. Желтый свет пламени имеет температуру уже вдвое больше, от 1500 до 2000 К. Лампы, которые обычно применяются при киносъемке, выдают показатели около 3250 градусов. Солнце, клонящееся к горизонту, светит с температурой 3400 К, а температура дневного света - почти 5000 К. Цветовая температура света фотовспышки - 5500-5600 градусов. Лампы с многослойным люминофором, в зависимости от бина света, имеют показатели от 2700 до 7700 К.
Таким образом, слово "температура" здесь выступает в роли определителя цвета. Поначалу будет сложно привыкнуть к тому, что температура чистого голубого неба (12 000 К) в десять раз (!) превосходит температуру языков пламени костра (1200 К). А в районе полюсов небо еще "теплее" - около 20 000 К! Температура солнечного света колеблется в течение дня от 3000 до 7000 К.
Привлекает внимание и то, что разные оттенки имеют разную силу света, то есть распространяются по-разному. Некорректно будет приводить в пример пламя свечи, освещающее вокруг себя лишь малую толику пространства, и белый светодиод, гораздо более яркий, однако можно сравнить два одинаковых светодиода желтого и белого цветов. Несмотря на идентичность размера и мощности, желтый светодиод более тусклый, а красный освещает еще хуже.
Нередко мы встречаемся с оттенками одного и того же цвета. В светотехнике это чаще всего градации белого: холодный, нейтральный и теплый. На самом деле даже такие незначительные изменения в характере гаммы влияют на столь тонкий и точный инструмент, как человеческий глаз. Эти оттенки белого не только по-разному передают цвет освещаемых предметов, но и иначе ведут себя в различных погодных условиях, а также отличается дальность дистанции их светового луча.
Все вышеперечисленные особенности учитываются современными производителями при создании тех или иных осветительных устройств, но чтобы разобраться в разнице с цветами, нужно ввести еще один важный параметр.
Температура света ламп - не единственное, что следует знать. Еще один из основополагающих терминов в светотехнике - цветопередача. Наверняка каждому не раз приходилось убедиться в том, что в зависимости от освещения мы по-разному можем воспринимать один и тот же цвет. Да, названия цветов - всего лишь договоренность между людьми обозначать определенным словом ту или иную воспринимаемую нами длину волны. На самом деле наш глаз различает около десяти миллионов различных оттенков, однако большинство из них мы видим в дневном, солнечном свете. Он и принят за эталон.
Таким образом, цветопередача, или степень общего коэффициента цветопередачи, - это соответствие источника света эталону или возможность передавать цветность освещенного предмета так же, как при солнечном свете. Измеряется в Ra, также используется термин color rendering index - CRI, индекс цветопередачи.
Эталон имеет значение, равное 100 Ra (или CRI), и чем ниже данный показатель у лампы или фонаря, тем хуже этот свет передает естественный оттенок предмета.
Температура, свет, влажность - важнейшие показатели комфорта в любом помещении, поэтому важно подобрать правильный оттенок для освещения. Температура ламп и с колебрется от 5000 до 7000 К. Cool white, как называется он по маркировкам производителей, имеет достаточно низкий индекс цветопередачи, всего около 60-65, то есть в таком свете человеческий глаз воспринимает цвета по-другому: пожалуй, каждый замечал, насколько все меняется в "безжизненном" бледно-голубом свете. Однако он среди всех оттенков имеет самую большую контрастность, а значит, незаменим, когда требуется освещение предметов, имеющих темный цвет (например, мокрый асфальт, земля). Еще одна его особенность - эффективность на дальней дистанции, поэтому обычно оттенок "холодный белый" применяется в дальнобойных фонарях (дальность потока - около 200 м).
Нейтральный белый светодиод - neutral white - имеет температуру в пределах от 3700 до 5000 К. CRI его около 75, а значит, по сравнению с холодным бином цветопередача на порядок выше. Однако дальность ниже, поэтому и фонари с нейтральным белым светом имеют значительно более короткую дистанцию, зато комфортнее для глаз.
Температура теплого света (warm white) - от 2500 до 3700 К. Индекс цветовосприятия еще выше, около 80, но дальность еще меньше, чем у нейтрального бина. Однако теплый и имеют преимущество перед холодным белым, если необходимо освещение в условиях высокой задымленности, влажности (дождя, тумана), а также под водой, если в ней имеется взвесь (например, в прудах). В таких ситуациях cool white гораздо больше освещает не сам предмет, а пространство до него, образуя трубу света.
Если для ламп накаливания или для люминесцентных можно остановиться только на значении температуры цвета, то для светодиодов только ее недостаточно, поэтому и появилось так называемое деление на бины. В диодах возможно преобладание синего (зеленого) или розового оттенков, поэтому если нужно несколько источников света, необходимо выбирать одинаковые характеристики. Деление на бины отличается у некоторых производителей, это следует учитывать, если, например, в офисе, требуется сменить лампы.
Как правило, света хороши для создания теплой, уютной атмосферы. Его применяют в освещении ресторанов, кафе, бутиках, в вестибюлях гостиниц, а также в жилых помещениях.
Белый свет более привычен глазу, подходит, если нужно создать дружескую, индивидуальную, но при этом рабочую, не расслабляющую атмосферу. В таком свете хорошо читать, поэтому такие лампы устанавливают в библиотеках, а также в магазинах и офисных помещениях.
Нейтральный белый дает эффект дружеской, безопасной и располагающей атмосферы. Помимо офисных помещений его используют в выставочных залах и книжных магазинах.
Холодный свет создает ясную, чистую и продуктивную обстановку. Именно его советуют для классных комнат, супермаркетов, больниц, офисных помещений.
Лампы дневного света с температурой до 5000 К подчеркивают цвета предметов, атмосфера в таком свете предстает яркой и слегка тревожной. Подобное освещение будет уместно в больничном смотровом кабинете, в галерее, музее и ювелирном магазине, ведь в этих сферах очень важно, чтобы человеческий глаз воспринимал предметы в их естественном свете.
Особенно важно знание температуры света для фотографов и операторов, а также для людей, занимающихя коррекцией фото и видео. Так как при холодном освещении камера снимает все в неестественном свете, это нужно учитывать при дальнейшей обработке.
Во времена пленки все было гораздо сложнее. Негативные и слайдовые варианты выпускались только для съемок при дневном освещении (около 5700 К) или для теплого желтого света (2500-2700 К, так называемая вечернаяя пленка). Только так можно было получить адекватное отображение цветов, без использования дополнительной коррекции или фильтров.
Маскированные негативные цветные пленки выпускались уже под усредненную температуру 4500 К.
В наше время на пленку уже почти никто не снимает. Современные цифровые фотоаппараты имеют в настройках цветокоррекцию, она может быть как автоматической, так и в ручном режиме. Эта функция называется "баланс белого". Лучше всего выполнять коррекцию непосредственно при съемке. Можно выправить ее и в готовом файле, однако это часто приводит к потере качества, неправильному отображению цветов, а иногда на снимке может проявиться шум. Редактировать цветовую гамму без потери качества можно только в том случае, если файл записан в цифровом формате RAW (в камерах Nikon - NEF).
Любой предмет в окружающем нас мире имеет температуру, выше абсолютного нуля, а значит, испускает тепловое излучение. Даже лед, у которого отрицательная температура, является источником теплового излучения. В это трудно поверить, но это так. В природе температура -89°С не самая низкая, можно достичь ещё более низких температур, правда, пока что, в лабораторных условиях. Самая низкая температура, которая на данный момент теоретически возможна в пределах нашей вселенной - это температура абсолютного нуля и она равна -273,15°С. При такой температуре прекращается движение молекул вещества и тела полностью перестают испускать любое излучение (тепловое, ультрафиолетовое, а уж тем более видимое). Полная тьма, нет ни жизни, ни тепла. Возможно, кто-нибудь из вас знает, что цветовая температура измеряется в Кельвинах. Кто покупал себе домой энергосберегающие лампочки, тот видел надпись на упаковке: 2700К или 3500К или 4500К. Это как раз и есть цветовая температура светового излучения лампочки. Но почему измеряется в Кельвинах, и что означает Кельвин? Эта единица измерения была предложена в 1848г. Ульямом Томсоном (он же лорд Кельвин) и официально утверждена в Международной Системе единиц. В физике и науках, имеющих непосредственное отношение к физике, термодинамическую температуру измеряют как раз Кельвинах. Начало отчета температурной шкалы начинается с точки0 Кельвин , что означат -273,15 градуса Цельсия . То есть 0К - это и есть абсолютный нуль температуры . Можно легко перевести температуру из Цельсия в Кельвин. Для этого нужно просто прибавить число 273. Например, 0°С это 273К, тогда 1°С это 274К, по аналогии, температура тела человека 36,6°С это 36,6 + 273,15 = 309,75К. Вот так всё просто получается.Рисунок 1 - Модель абсолютно черного тела.
Свет, попадающий внутрь сквозь отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным. Даже если мы покрасим куб в черный цвет, отверстие будет чернее черного куба. Это отверстие и будет являться абсолютно черным телом
. В прямом смысле слова, отверстие не является телом, а только лишь наглядно демонстрирует
нам абсолютно черное тело.
Все объекты обладают тепловым излучением (пока их температура выше абсолютного нуля, то есть -273,15 градусов по Цельсию), но ни один объект не является идеальным тепловым излучателем. Одни объекты излучают тепло лучше, другие хуже, и всё это в зависимости от различных условий среды. Поэтому, применяют модель абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело является идеальным тепловым излучателем
. Мы можем даже увидеть цвет абсолютно черного тела, если его нагреть, и цвет, который мы увидим
, будет зависеть от того, до какой температуры
мы нагреем
абсолютно черное тело. Мы вплотную подошли к такому понятию как цветовая температура. Посмотрите на рисунок 2.
Рисунок 2 - Цвет абсолютно черного тела в зависимости от температуры нагревания.
А) Есть абсолютно черное тело, мы его не видим вообще. Температура 0 Кельвин (-273,15 градуса Цельсия) - абсолютный нуль, полное отсутствие любого излучения.
б) Включаем «сверхмощное пламя» и начинаем нагревать наше абсолютно черное тело. Температура тела, посредством нагревания, повысилась до 273К.
в) Прошло ещё немного времени и мы уже видим слабое красное свечение абсолютно черного тела. Температура увеличилась до 800К (527°С).
г) Температура поднялась до 1300К (1027°С), тело приобрело ярко-красный цвет. Такой же цвет свечения вы можете увидеть при нагревании некоторых металлов.
д) Тело нагрелось до 2000К (1727°С), что соответствует оранжевому цвету свечения. Такой же цвет имеют раскаленные угли в костре, некоторые металлы при нагревании, пламя свечи.
е) Температура уже 2500К (2227°С). Свечение такой температуры приобретает желтый цвет. Трогать руками такое тело крайне опасно!
ж) Белый цвет - 5500К (5227°С), такой же цвет свечения у Солнца в полдень.
з) Голубой цвет свечения - 9000К (8727°С). Такую температуру путем нагреванием пламенем получить в реальности будет невозможно. Но такой порог температуры вполне достижим в термоядерных реакторах, атомных взрывах, а температура звезд во вселенной может достигать десятки и сотни тысяч Кельвин. Мы можем лишь увидеть такой же голубой оттенок света, например, у светодиодных фонарей, небесных светил или других источников света. Цвет неба в ясную погоду примерно такого же цвета.Подводя итог ко всему вышесказанному, можно дать четкое определение цветовой температуры. Цветовая температура
- это температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Проще говоря, температура 5000К - это цвет, который приобретает абсолютно черное тело при нагревании его до 5000К. Цветовая температура оранжевого цвета - 2000К, это означает, что абсолютно черное тело необходимо нагреть до температуры 2000К, чтобы оно приобрело оранжевый цвет свечения.
Но цвет свечения раскаленного тела не всегда соответствует его температуре. Если пламя газовой плиты на кухне сине-голубого цвета, это не значит, что температура пламени свыше 9000К (8727°С). Расплавленное железо в жидком состоянии имеет оранжево-желтый оттенок цвета, что в действительности соответствует его температуре, а это примерно 2000К (1727°С).
Рисунок 3 - Цветовая температура ксеноновых автомобильных ламп.
Рисунок 4 - Цветовая температура люминесцентных ламп.
В Википедии я нашел числовые значения цветовых температур распространенных источников света:
800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500—2000 К — свет пламени свечи;
2200 К — лампа накаливания 40 Вт;
2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
3400 К — солнце у горизонта;
4200 К — лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300—4500 K — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500—5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце 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;
10 000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15 000 К — ясное голубое небо в зимнюю пору;
20 000 К — синее небо в полярных широтах.
Цветовая температура является характеристикой источника
света. Любой видимый нами цвет имеет цветовую температуру и не важно, какой это цвет: красный, малиновый, желтый, пурпурный, фиолетовый, зеленый, белый.
Труды в области изучения теплового излучения абсолютно черного тела принадлежат основоположнику квантовой физики Максу Планку. В 1931 году на VIII сессии Международной комиссии по освещению (МКО, в литературе часто пишется как CIE) была предложена цветовая модель XYZ. Данная модель представляет собой диаграмму цветности. Модель XYZ представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Диаграмма цветности XYZ.
Числовые значения X и Y определяют координаты цвета на диаграмме. Координата Z определяет яркость цвета, она в данном случае не задействована, так как диаграмма представлена в двухмерном виде. Но самое интересное на этом рисунке - это кривая Планка, которая характеризует цветовую температуру цветов на диаграмме. Рассмотрим её поближе на рисунке 6.
Рисунок 6 -Кривая Планка
Кривая Планка на этом рисунке немного урезана и «слегка» перевернута, но на это можно не обращать внимание. Чтобы узнать цветовую температуру какого-либо цвета, нужно просто продолжить линию перпендикуляра до интересующей вас точки (участка цвета). Линия перпендикуляра, в свою очередь, характеризует такое понятие как смещение - степень отклонения цвета в зеленый или пурпурный. Те, кто работал с RAW-конвертерами, знают такой параметр как Tint (Оттенок) - это и есть смещение. Рисунок 7 отображает панель настройки цветовой температуры в таких RAW-конверторах как Nikon Capture NX и Adobe CameraRAW.
Рисунок 7- Панель настройки цветовой температуры у разных конвертеров.
Пора посмотреть, как определяется цветовая температура не просто отдельного цвета, а всего фотоснимка в целом. Возьмем, к примеру, деревенский пейзаж в ясный солнечный полдень. Кто имеет практический опыт в фотосъемках, знает, что цветовая температура в солнечный полдень составляет примерно 5500К. Но мало кто знает, откуда взялась эта цифра. 5500К - это цветовая температура всей сцены , т.е всего рассматриваемого изображения (картины, окружающего пространства, участка поверхности). Естественно, что изображение состоит из отдельных цветов, а у каждого цвета своя цветовая температура. Что получается: голубое небо (12000К), листва деревьев в тени (6000К), трава на поляне (2000К), разного рода растительность (3200К - 4200К). В итоге, цветовая температура всего изображения будет равна усредненному значению всех эти участков, т.е 5500К. Рисунок 8 наглядно демонстрирует это.
Рисунок 8 - Расчет цветовой температуры сцены снятой в солнечный день.
Следующий пример иллюстрирует рисунок 9.
Рисунок 9 - Расчет цветовой температуры сцены снятой на закате солнца.
На рисунке изображен красный цветочный бутончик, который как будто бы растет из пшеничной крупы. Снимок был сделан летом в 22:30, когда солнце шло на закат. В этом изображении преобладает большое количество цветов желтого и оранжевого цветового тона, хотя на заднем плане есть и голубой оттенок с цветовой температурой примерно 8500К, также есть почти чистый белый цвет с температурой 5500К. Я взял лишь 5 самых основных цветов в этом изображении, сопоставил их с диаграммой цветности и посчитал среднюю цветовую температуру всей сцены. Это, конечно же, примерно, но соответствует истине. Всего в этом изображении 272816 цветов и каждый цвет имеет свою цветовую температуру, если подсчитать среднюю для всех цветов вручную, то через пару месяцев мы сможем получить значение ещё более точное, чем подсчитал я. А можно написать программу для расчета и получить ответ гораздо быстрее. Идем дальше: рисунок 10.
Рисунок 10 - Расчет цветовой температуры других источников освещения
Ведущие шоу-программы решили не грузить нас расчетами цветовой температуры и сделали всего два источника освещения: прожектор, испускающий бело-зеленый яркий свет и прожектор, который светит красным светом, и всё это дело разбавили дымом….а, ну да - и поставили ведущего на передний план. Дым прозрачный, поэтому с легкостью пропускает красный свет прожектора и сам становится красный, а температура нашего красного цвета, согласно диаграмме - 900К. Температура второго прожектора - 5700К. Среднее между ними - 3300К Остальные участки изображения можно в расчет не брать - они почти черные, а такой цвет даже не попадает на кривую Планка на диаграмме, ведь видимое излучение раскаленных тел начинается примерно с 800К (красный цвет). Чисто теоретически, можно предположить и даже подсчитать температуру для темных цветов, но её значение будет пренебрежимо мало по сравнению с теми же 5700К.
И последнее изображение на рисунке 11.
Рисунок 11 - Расчет цветовой температуры сцены снятой в вечернее время.
Снимок сделан летним вечером после захода солнца. Цветовая температура неба располагается в районе синего цветового тона на диаграмме, что согласно кривой Планка, соответствует температуре примерно 17000К. Прибрежная растительность зеленого цвета имеет цветовую температуру примерно 5000К, а песок с водорослями имеет цветовую температуру где-то 3200К. Среднее значение всех этих температур примерно 8400К.
Рисунок 12 - Режимы настройки баланса белого в фотокамере (видеокамере).
Сразу следует сказать, что белый цвет объектов можно получить, если использовать источник света с цветовой температурой 5500К (это может быть солнечный свет, фотовспышка, другие искусственные осветители) и если сами рассматриваемые объекты белого цвета (отражают всё излучение видимого света). В остальных случаях белый цвет может быть лишь приближен к белому. Посмотрите на рисунок 13. На нем изображена та самая диаграмма цветности XYZ, которую мы недавно рассматривали, а в центре диаграммы помечена крестиком точка белого цвета.
Рисунок 13 - Точка белого цвета.
Отмеченная точка имеет цветовую температуру 5500К и как истинный белый цвет – она является суммой всех цветов спектра. Координаты у неё x = 0,33 и y = 0,33. Эта точка называется точкой равных энергий . Точка белого цвета. Естественно, если цветовая температура источника освещения 2700К, точка белого здесь и рядом не стоит, о каком уж тут белом цвете можно говорить? Там белых цветов никогда не будет! Белыми в данном случае могут быть только блики. Пример такого случая приведен на рисунке 14.
Рисунок 14 – Различная цветовая температура.
Баланс белого цвета – это установка значения цветовой температуры для всего изображения. При правильной установке вы получите цвета соответствующие тому изображению, которое вы видите. Если у получившегося снимка преобладают неестественные синие и голубые цветовые тона, значит, цвета «недостаточно нагреты», установлена слишком низкая цветовая температура сцены, необходимо её повысить. Если же на всём снимке преобладает красный тон – цвета «перегреты», установлена слишком высокая температура, необходимо её понизить. Пример тому - рисунок 15.
Рисунок 15 – Пример правильной и неправильной установки цветовой температуры
Цветовая температура всей сцены рассчитывается как средняя
температура всех цветов
данного изображения, поэтому в случае смешанных источников освещения или сильно отличающихся по цветовому тону цветов, фотокамера рассчитает среднюю температуру, что не всегда оказывается верно.
Пример одного такого некорректного расчета продемонстрирован на рисунке 16.
Рисунок 16 – Неизбежная неточность в установке цветовой температуры
Фотокамера не способна воспринимать резко отличающиеся яркости отдельных элементов изображения и их цветовую температуру так же, как зрение человека. Поэтому, чтобы сделать изображение почти таким же, как вы видели во время съемки, вам придется его корректировать в ручную в соответствии с вашим зрительным восприятием.
Эта статья больше предназначена для тех, кто ещё недостаточно хорошо знаком с понятием цветовой температуры и хотел бы узнать больше. Статья не содержит сложных математических формул и точных определений некоторых физический терминов. Благодаря вашим замечаниям, которые вы написали в комментариях, я внес небольшие поправки в некоторые абзацы статьи. Прощу прощения, за допущенные неточности.
При создании интерьера дизайнеры используют множество способов изменить окружающее пространство, обычно в ход идут цвет, форма и перспектива. Также немаловажным фактором в создании настроения и общего вида помещения является цветовая температура света от искусственных источников освещения. В быту это понятие обычно ограничивается такими понятиями, как «холодный» и «теплый» цвет.
Чтобы правильно расставить акценты при помощи света, подчеркнуть достоинства интерьера и скрыть его недостатки, необходимо знать, что скрывается под этим понятием.
Такой параметр, как цветовая температура, относится к физике и измеряется в градусах Кельвина (˚К). Абсолютным нулем в таблице цветовых температур является черный цвет. Далее по степени увеличения цветовой температуры идет темно-красный цвет, имеющий температуру 800 ˚ по Кельвину. Ярко-красный соответствует температуре от 1300, ˚а оранжевый- 2000˚К.
Оттенки желтого имеют диапазон от 2500 ло 5000˚К, а нейтральный белый свет соответствует температуре 5500˚ К.
Как ни пародоксально, но голубой цвет, считающийся в быту холодным, имеет самую высокую цветовую температуру – 9000 ˚К.
Чтобы узнать цветовую температуру лампы, внимательно изучите ее упаковку, данный параметр в обязательном порядке отображается на ней.
Стоит понимать, что данная величина является сравнительной и лампа не разогревается до подобных температур.
Чтобы правильно подобрать лампы искусственного освещения, необходимо точно знать, для какого именно помещения они предназначены. Так, например, теплый оранжевый цвет придаст уюта в гостиной, спальне или же гостевой зоне ресторана, а нейтральный белый настроит на более рабочий лад.
Лампы с белым светом хорошо впишутся в интерьер рабочего кабинета, кухни или офиса. Теплый желтоватый цвет подойдет для жилых комнат. Он является достаточно ярким, но в то же время теплым и располагающим к расслаблению и снятию тревожности.
Лампы с голубоватым свечением нежелательно использовать в интерьере жилья, так как оно носит элемент «стерильности». Такое освещение больше подходит для общественных мест: больниц, магазинов, офисов.
При выборе ламп освещения часто необходимо ориентироваться не только на эстетическую составляющую, но и учитывать, какие функции несет помещение. Чтобы понять, какая цветовая температура лучше для глаз, необходимо учесть данную специфику.
Так на рабочем месте лучше использовать лампы дневного света – они меньше утомляют глаза и искажают цвета и форму окружающих предметов. Самым удачным выбором станет освещение с цветовой температурой от 4000 до 4500 ˚К. Для чтения же гораздо лучше подойдет лампа с холодным белым свечением и диапазоном до 6500 ˚К.
В зависимости от цвета, испускаемого лампами искусственного освещения, может зрительно меняться цвет окружающих предметов. Этот факт важно знать при создании дизайна жилья, ведь от выбора осветительного прибора зависит конечный результат дизайнерских работ.
С помощью правильно подобранного освещения можно как смягчить, так и полностью убрать окружающие цвета. Так для того, чтобы немного «укротить» красный цвет в интерьере, необходимо установить в светильники лампы с мягким оранжевым цветом. Оранжевый же станет более нежным и спокойным при желтом освещении.
Зеленый цвет мебели и стен дает больше выбора при установке ламп. Теплый желтый или оранжевый свет изменит зеленый до нежно-салатового, а цвет из голубого спектра наоборот превратит его в яркий, дерзкий цвет морской волны.
Самым капризным в плане освещения является синий и голубой цвет. Они требуют строгого использования ламп с белым, нейтральным светом.
Пытаясь сделать интерьер более выразительным, многие совершают грубые ошибки при выборе освещения. Так при установке ламп с синим светом, можно полностью убрать желтый цвет из интерьера – он превратится в невыразительный серый. Больше всего ошибок совершается при освещении интерьера с мебелью или стенами фиолетового цвета.
Лампы с низкой цветовой температурой превращают фиолетовый в красный, чем в корне меняют окружающее пространство. По этой причине необходимо выбирать лампы с цветовой температурой от 5000˚К.
Чтобы самостоятельно определить, какое освещение лучше подойдет в вашем жилище, купите 3 лампы с цветовой температурой 2500˚ К, 4000˚ К и 6000˚ К и попробуйте поочередно установить каждую из них. При этом лучше сделать фото интерьера при каждой цветовой температуре, чтобы четко определиться с выбором.
Кроме цветовой температуры, при выборе ламп необходимо ознакомиться с понятием «цветопередача». Этот параметр указывается на упаковке индексом Ra и определяется способностью лампы максимально точно передать натуральный цвет освещенного лампой объекта. Хорошим показателем цветопередачи является 80 Ra и выше. Такое освещение не исказит исходные цвета.
В зависимости от вида ламп, они изначально имеют разные индексы цветопередачи. Так лампы накаливания и галогенные лампы имеют максимальный уровень цветопередачи – 99-100 Ra, что делает их показатели эталонными.
Светодиодные, металлогалогенные и люминисцентные лампы с пятикомпонентным люминофором имеют индекс от 90, что делает их цветопередачу весьма хорошей.
Люминисцентные лампы с трехкомпонентным люминофором имеют худшие показатели, составляющие от 80 до 89 Ra. Гораздо худшие показатели имеют ртутные и некоторые светодиодные лампы, они могут похвастаться скудными параметрами в 40-59 Ra. Самые плохие показатели имеют натриевые лампы, их индекс Ra составляет менее 39, что является очень плохим результатом.
