Temperatura en color

La temperatura en color es una característica de la luz visible que tiene aplicaciones importantes en iluminación, fotografía, videography, publicación, fabricación, astrofísica, horticultura y otros campos. La temperatura en color de una fuente de la luz es la temperatura de un radiador del cuerpo negro ideal que irradia la luz del matiz comparable a esa de la fuente de la luz. La temperatura en color convencionalmente se declara en la unidad de la temperatura absoluta, el kelvin, teniendo el símbolo de la unidad K.

Las temperaturas en color se llaman colores chulos (blueish blanco), mientras más abajo colorean temperaturas (2.700-3.000 K) se llaman colores calientes (amarillento blanco a través de rojo). Esta relación, sin embargo, es uno psicológico en contraste con la relación física implicada por la ley del desplazamiento de Wien, según la cual el pico espectral se cambia hacia longitudes de onda más cortas (causando a más blanco blueish) para temperaturas más altas.

Categorización de iluminación diferente

La temperatura en color de la radiación electromagnética emitida de un cuerpo negro ideal se define como su temperatura superficial en kelvins, u o bien en el atascado (kelvins microrecíproco). Esto permite la definición de un estándar en el cual las fuentes de la luz se comparan.

Hasta el punto de que una superficie caliente emite la radiación termal, pero no es un radiador del cuerpo negro ideal, la temperatura en color de la luz no es la temperatura actual de la superficie. La luz de una bombilla incandescente es la radiación termal y el bulbo se acerca un radiador del cuerpo negro ideal, por tanto su temperatura en color es esencialmente la temperatura del filamento.

Muchas otras fuentes de la luz, como lámparas fluorescentes, emiten la luz principalmente por procesos además de la radiación termal. Esto significa que la radiación emitida no sigue la forma de un espectro del cuerpo negro. Asignan a estas fuentes lo que se conoce como una temperatura en color correlacionada (CCT). CCT es la temperatura en color de un radiador del cuerpo negro cual a la percepción en color humana el más estrechamente corresponde a la luz de la lámpara. Como tal aproximación no se requiere para la luz incandescente, el CCT para una luz incandescente es simplemente su temperatura sin ajustar, sacada de la comparación con un radiador del cuerpo negro.

El sol

Como el Sol cruza el cielo, puede parecer ser rojo, naranja, amarillo o blanco según su posición. El color que cambia del sol sobre el curso del día es principalmente un resultado de dispersarse de la luz y no es debido a cambios de la radiación del cuerpo negro. El color azul del cielo es causado por Rayleigh dispersarse de la luz del sol de la atmósfera, que tiende a dispersar la luz azul más que la luz roja.

La luz del día tiene un espectro similar a ese de un cuerpo negro con una temperatura en color correlacionada de 6,500 K (estándar de inspección de D65) o 5,500 K (estándar de la película fotográfico equilibrado con la luz del día).

Para colores basados en la teoría del cuerpo negro, azul ocurre a temperaturas más altas, mientras rojo ocurre en más abajo, refrigerador, temperaturas. Esto es la parte de enfrente de las asociaciones culturales atribuidas a colores, en los cuales "rojo" está "caliente", y "azul" es "frío".

Coloree aplicaciones de temperaturas

Iluminación

Para encender interiores del edificio, a menudo es importante tener la temperatura en color en cuenta de la iluminación. Por ejemplo, un más caliente (es decir, más abajo temperatura en color) la luz a menudo se usa en espacios públicos para promover la relajación, mientras un refrigerador (temperatura en color más alta) luz es usado para realzar la concentración en oficinas.

Aquaculture

En fishkeeping, la temperatura en color tiene funciones diferentes y focos, para ramas diferentes.

Fotografía digital

En la fotografía digital, la temperatura en color a veces se usa de modo intercambiable con el equilibrio blanco, que permiten que una nueva correlación de valores en color simule variaciones en la temperatura en color ambiental. La mayor parte de cámaras digitales y el software de la imagen CRUDO proveen preestablece valores ambientales específicos que simulan (p.ej, soleado, nublado, tungsteno, etc.) mientras los otros permiten la entrada explícita de valores del equilibrio blancos en kelvins. Estos ajustes varían valores en color a lo largo del eje azul-amarillo, mientras algún software incluye mandos adicionales (tinte a veces marcado) adición del eje verde como la magenta, y es hasta cierto punto arbitrario y sujeto a la interpretación artística.

Película fotográfica

La película de emulsión fotográfica a veces parece exagerar el color de la luz, ya que no se adapta al color que se enciende como la percepción visual humana hace. Un objeto que parece al ojo ser blanco puede resultar parecer muy azul o naranja en una fotografía. El equilibrio en color tendría que corregirse disparando o imprimiendo para conseguir una letra en color neutra.

La película fotográfica se hace para fuentes de la luz específicas (el más comúnmente película de la luz del día y película del tungsteno), y se usa correctamente, creará una letra en color neutra. La correspondencia a la sensibilidad de la película a la temperatura en color de la fuente de la luz es una manera de equilibrar el color. Si la película del tungsteno se usa dentro con lámparas incandescentes, la luz naranja amarillento del tungsteno los bulbos incandescentes aparecerán como blancos (3,200 K) en la fotografía.

Los filtros en una lente de la cámara o geles en color sobre la fuente (s) de la luz también pueden ser usados para corregir el equilibrio en color. Pegando un tiro de una luz azulada (alto colorean la temperatura) la fuente a tal como durante un día nublado, a la sombra, en la luz de la ventana o usando la película del tungsteno con la luz azul o blanca, un filtro naranja amarillento corregirá esto. Para pegar un tiro de la película de la luz del día (calibrado a 5,600 K) bajo el más caliente (bajo colorean la temperatura) a fuentes de la luz como puestas del sol, luz de la vela o iluminación del tungsteno, un azulado (p.ej, #80A) el filtro se puede usar.

Si hay más de una fuente de la luz con temperaturas en color variadas, una manera de equilibrar el color es usar película de la luz del día y filtros del gel de corrección del color del lugar sobre cada fuente de la luz.

Los fotógrafos a veces usan metros de temperaturas en color. Los metros de temperaturas en color por lo general se diseñan para leer sólo dos regiones a lo largo del espectro visible (rojo y azul); más caro lee tres regiones (rojo, verde, y azul). Sin embargo, son ineficaces con fuentes tal como fluorescente o lámparas de descarga, cuya luz varía en color y puede ser más difícil de corregir para. Como a menudo es verdoso, un filtro de la magenta lo puede corregir. Los instrumentos colorimetry más sofisticados se pueden usar donde tales metros carecen.

Publicación apoyada por el ordenador

En la industria de la publicación apoyada por el ordenador, es importante saber la temperatura en color de un monitor. El software de correspondencia en color, como ColorSync medirá la temperatura en color de un monitor y luego ajustará sus ajustes en consecuencia. Esto permite en pantalla a color corresponder más estrechamente al color impreso. Las temperaturas de color del monitor comunes, junto con la correspondencia a iluminadores estándares en paréntesis, son así:

Nota: D50 es la taquigrafía científica para un iluminador Estándar: el espectro de la luz del día a una temperatura en color correlacionada de 5,000 K. (Definición similar para D55, D65 y D75.) Las designaciones como el D50 son usadas para ayudar a clasificar temperaturas en color de mesas ligeras y cabinas de inspección. Al ver una diapositiva en color a una mesa ligera, es importante que la luz se equilibre correctamente de modo que los colores no se cambien hacia el rojo o azul.

Las cámaras digitales, gráfica de web, DVDs, etc. normalmente se diseñan para una 6,500 temperatura de color de K. El estándar sRGB comúnmente usado para imágenes en Internet estipula (entre otras cosas) 6,500 K muestran whitepoint.

TV, vídeo y cámaras tranquilas digitales

El NTSC y las normas de la TV del AMIGO piden que una pantalla de la TV dócil muestre una señal eléctricamente negra y blanca (saturación en color mínima) a una temperatura en color de 6,500 K. En muchas televisiones del grado del consumidor, hay una desviación muy sensible de este requisito. Sin embargo, las televisiones del grado del consumidor del final más alto pueden hacer ajustar sus temperaturas en color a 6,500 K usando un ajuste preprogramado o una calibración de encargo. Las versiones actuales de ATSC explícitamente piden que los datos de temperaturas en color se incluyan en la corriente de datos, pero las viejas versiones de ATSC permitieron que estos datos se omitieran. En este caso, las versiones actuales de ATSC citan la falta colorimetry estándares según el formato. Ambos de los estándares citados especifican que 6,500 K colorean la temperatura.

La mayor parte de vídeo y las cámaras tranquilas digitales se pueden adaptar para la temperatura en color zumbando en un objeto coloreado blanco o neutro y poniendo el "equilibrio blanco manual" (narración de la cámara que "este objeto es blanco"); la cámara entonces muestra a blanco verdadero como blanco y ajusta todos los otros colores en consecuencia. El equilibrio blanco es necesario sobre todo cuando dentro bajo la iluminación de neón y moviendo la cámara de una situación de iluminación al otro. La mayor parte de cámaras también tienen una función del equilibrio blanca automática que intenta determinar el color de la luz y correcto en consecuencia. Mientras estos ajustes eran una vez no fiables, muy se mejoran en cámaras digitales de hoy y producirán un equilibrio blanco exacto en una amplia variedad de situaciones que se encienden.

Aplicación artística vía control de temperatura en color

La experimentación con la temperatura en color es obvia en muchas películas de Stanley Kubrick; por ejemplo en Ojos Amplios Cerrado entrar ligero de una ventana siempre era casi claramente azul, mientras que la luz de lámparas en mesas laterales era bastante naranja. Las luces de interior típicamente emiten un matiz amarillo; la iluminación fluorescente y natural tiende a ser más azul.

Los camarógrafos de vídeo pueden objetos del equilibrio blanco que no son blancos, minimizando el color del objeto usado para el equilibrio blanco. Por ejemplo, pueden traer más calor en un cuadro por el equilibrio blanco de algo azul claro, como el dril de algodón azul descolorado; de esta manera el equilibrio blanco puede servir en el lugar de un filtro o encendiendo el gel cuando aquellos no están disponibles.

Los cineastas no hacen "el equilibrio blanco" del mismo modo como camarógrafos de vídeo; pueden usar técnicas como filtros, opción de la reserva de la película, precentelleo, y después de disparos, clasificación de color (tanto por la exposición en los laboratorios como también digitalmente). Los cineastas también trabajan estrechamente con directores de arte y equipos que se encienden para conseguir los efectos deseados.

Para artistas, la mayor parte de pigmentos y los papeles tienen un molde chulo o caliente, ya que el ojo humano puede descubrir hasta una cantidad del minuto de la saturación. Gris mezclado con amarillo, naranja o rojo es un "gris caliente". Verde, azul, o morado, cree "gris chulos". Note que este sentido de la temperatura es el revés de esa de la verdadera temperatura; más azul se describe como "el refrigerador" aunque equivalga a una temperatura más alta blackbody.

La iluminación de diseñadores a veces selecciona filtros por la temperatura en color, comúnmente para corresponder a la luz que es teóricamente blanca. Ya que los encuentros usando lámparas del tipo de descarga producen una luz de la temperatura en color bastante más alta que las lámparas del tungsteno, usando los dos en la conjunción podrían producir potencialmente un contraste absoluto, por tanto a veces los encuentros con lámparas ESCONDIDAS, comúnmente produciendo la luz de 6.000-7.000 K, se equipan con 3,200 filtros de K para emular la luz del tungsteno. Los encuentros con rasgos de mezcla en color o con colores múltiples, (si incluso 3,200 K) también son capaces de producir el tungsteno como la luz. La temperatura en color también puede ser un factor seleccionando lámparas, ya que cada uno probablemente tendrá una temperatura en color diferente.

Temperatura en color correlacionada

Motivación

Los radiadores del cuerpo negro son la referencia por la cual la blancura de fuentes de la luz se juzga. Un cuerpo negro puede ser descrito por su temperatura en color, cuyos matices se representan encima. Por la analogía, casi-Planckian las fuentes de la luz como ciertas lámparas de descarga de alta intensidad o fluorescentes pueden ser juzgadas por su temperatura en color correlacionada (CCT); la temperatura en color del radiador de Planckian que mejor se los acerca. La pregunta es: ¿cuál es la relación entre la distribución de poder espectral relativa de la fuente de la luz y su temperatura en color correlacionada?

Fondo

La noción de usar radiadores de Planckian como un criterio contra el cual juzgar otras fuentes de la luz no es nuevo uno. En 1923, escribiendo sobre "la clasificación de iluminadores en cuanto a la calidad del color … la temperatura de la fuente como un índice de la calidad de color", el Sacerdote esencialmente describió CCT ya que lo entendemos hoy, yendo a fin de que usar el término temperatura en color aparente, y astutamente reconocimos tres casos:

Vario desarrollo importante ocurrió en 1931. En orden cronológico:

  1. Davis publicó un documento sobre la temperatura en color correlacionada (su término). Respecto al lugar geométrico de Planckian en el diagrama de r-g, definió el CCT como el promedio de las temperaturas componentes primarias (RGB CCTs), usando trilinear coordenadas.
  2. El CIE anunció que los XYZ colorean el espacio.
  3. Deane B. Judd publicó un documento sobre la naturaleza de "la menor parte de diferencias perceptibles" con respecto a estímulos cromáticos. Por los medios de empírico decidió que la diferencia en la sensación, que llamó ΔE para un "paso discriminatorio entre colores … Empfindung" (alemán para la sensación) era proporcional a la distancia de los colores en el diagrama de chromaticity. Respecto al (r, g) chromaticity diagrama representado aparte, supuso que:

:: KΔE = |c - c = máximo (|r - r, |g - g)

Este desarrollo preparó el terreno para el desarrollo de nuevos espacios chromaticity que más convienen a la valoración de temperaturas en color correlacionadas y diferencias chromaticity. Tendiendo un puente sobre los conceptos de diferencia en color y temperatura en color, el Sacerdote hizo la observación que el ojo es sensible a diferencias constantes en la temperatura recíproca:

El sacerdote propuso de usar "la escala de temperatura como una escala para arreglar el chromaticities de varios iluminadores en un pedido consecutivo." Durante los próximos años, Judd publicó tres papeles más significativos:

  1. El primer verificó las conclusiones del sacerdote, Davis, y Judd, con un documento sobre la sensibilidad para cambiar en color la temperatura.

El segundo propuso un nuevo espacio chromaticity, dirigido por un principio que se ha hecho el grial santo de espacios en color: la uniformidad de perceptual (chromaticity distancia debería ser conmensurado con la diferencia perceptual). Por medio de una transformación descriptiva, Judd encontró más uniforme chromaticity espacio (UCS) en el cual encontrar el CCT. Judd determinó la temperatura en color más cercana encontrando simplemente el punto más cercano en el lugar geométrico de Planckian al chromaticity del estímulo en el triángulo en color de Maxwell, representado aparte. La matriz de transformación que solía convertir X, Y, Z tristimulus valora a R, G, B coordenadas era:

.

De éste puede encontrar estos chromaticities:

  1. El tercer representó el lugar geométrico de chromaticities isotérmico en el CIE 1931 x, y chromaticity diagrama. Ya que los puntos isotérmicos formaron normals en su diagrama de UCS, la transformación atrás en el avión xy los reveló todavía para ser líneas, pero ya no perpendicular al lugar geométrico.

Cálculo

La idea de Judd de determinar el punto más cercano al lugar geométrico de Planckian en un uniforme chromaticity espacio es corriente. En 1937, el Macadán sugirió un "uniforme modificado chromaticity diagrama de la escala", basado en ciertas consideraciones geométricas que simplifican:

:

Esto (u, v) chromaticity espacio se hizo el espacio de color de 1960 CIE, que todavía es usado para calcular el CCT (aunque el Macadán no lo ideara con este objetivo en mente). Usando otros espacios chromaticity, como el u'v', lleva resultados no estándar que pueden ser sin embargo perceptually significativo.

La distancia del lugar geométrico (es decir, el nivel de la desviación de un cuerpo negro) tradicionalmente se indica en unidades de; positivo para puntos encima del lugar geométrico. Este concepto de la distancia ha evolucionado para hacerse Delta E, que sigue usándose hoy.

El método de Robertson

Antes del advenimiento de ordenadores personales, potentes, era común estimar la temperatura en color correlacionada por vía de la interpolación de tablas de consulta y cartas. El más famoso tal método es Robertson, que aprovechó el espaciado relativamente plano de la escala atascada (ver encima) para calcular el CCT T utilización de la interpolación lineal de la isoterma se ha atascado valores:

donde y son las temperaturas en color de las isotermas de consulta y me elijo tal que

Si las isotermas son bastante apretadas, uno puede asumir, llevando

La distancia del punto de prueba a la isoterma i'th da

donde está la coordenada chromaticity de la isoterma i'th en el lugar geométrico de Planckian y el m es la cuesta de la isoterma. Ya que es perpendicular al lugar geométrico, resulta que donde l es la cuesta del lugar geométrico en.

Precauciones

Aunque el CCT se pueda calcular para cualquier coordenada de chromaticity, el resultado sólo es significativo si las fuentes de la luz son casi blancas. El CIE recomienda que "El concepto de la temperatura en color correlacionada no se debiera usar si el chromaticity de la fuente de prueba se diferencia más que [] del radiador de Planckian."

Más allá de cierto valor de, una coordenada de chromaticity puede ser equidistante a dos puntos en el lugar geométrico, causando la ambigüedad en el CCT.

Aproximación

Si un surtido limitado de temperaturas en color se considera — los que encapsulan la luz del día que es el caso más práctico — uno se puede acercar el lugar geométrico de Planckian a fin de calcular el CCT en términos de coordenadas de chromaticity. La observación de Kelly siguiente que las isotermas se cruzan en la región morada cerca (x=0.325, y=0.154), McCamy propuso esta aproximación cúbica:

:CCT (x, y) =-449n + 3525n - 6823.3n + 5520.33

donde n = (x - x) / (y - y) es la línea inclinada inversa y (x = 0.3320, y = 0.1858) es el "epicentro"; completamente cerca del punto de la intersección mencionado por Kelly. El error absoluto máximo para temperaturas en color en los límites de 2856 (iluminador A) a 6504 (D65) está bajo 2 K.

Una oferta más reciente, usando términos exponenciales, bastante amplía la variedad aplicable añadiendo un segundo epicentro para temperaturas en color altas:

:CCT (x, y) = un + Aexp (-n/t) + Aexp (-n/t) + Aexp (-n/t)

donde n es como antes y las otras constantes se definen abajo:

Hablan del cálculo inverso, de la temperatura en color a coordenadas de chromaticity correspondientes, en el lugar geométrico de Planckian.

Índice de interpretación en color

El índice de interpretación en color (CRI) CIE es un método de determinar cómo bien la iluminación de una fuente de la luz de ocho remiendos de la muestra se compara con la iluminación proporcionada por una fuente de la referencia. Citado juntos, el CRI y CCT dan una estimación numérica de que referencia (ideal) la fuente de la luz mejor se acerca una luz artificial particular, y cual la diferencia es.

Distribución de poder espectral

Las fuentes de la luz y los iluminadores pueden ser caracterizados por su distribución de poder espectral (SPD). Las curvas de SPD relativas proporcionadas por muchos fabricantes se pueden haber producido usando 10 nanómetros (nm) incrementos o más en su spectroradiometer. El resultado es lo que parecería ser un más liso ("espectro más lleno") distribución de poder que la lámpara realmente tiene. Debido a su distribución puntiaguda, los incrementos mucho más finos son aconsejables para tomar medidas de luces de neón, y esto requiere el equipo más caro.

Véase también

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