מהי טמפרטורת הצבע? זהו מקור האור, שהוא קרינה של גוף שחור אידיאלי. הוא מדיף גוונים מסוימים, אשר ניתן להשוות למקור אור. טמפרטורת הצבע היא מאפיין של האלומה הנראית בעלת יישומים חשובים בתאורה, צילום, וידאו, הוצאה לאור, ייצור, אסטרופיזיקה, גננות ועוד.
בפועל, המונח הגיוני רק עבור מקורות אור שמתאימים למעשה לקרינה של גוף שחור כלשהו. כלומר אלומה הנעה בין אדום לכתום, בין צהוב ללבן ולבן כחלחל. זה לא הגיוני לדבר על, למשל, אור ירוק או סגול. כאשר עונים על השאלה מהי טמפרטורת צבע, ראשית יש לומר שהיא מתבטאת בדרך כלל בקלווין באמצעות הסמל K, יחידה של קרינה מוחלטת.
סוגי אור
CG מעל 5000K נקראים "צבעים קרים" (גוונים כחולים), ונמוכים יותר, 2700-3000K - "חמים" (צהוב). האפשרות השנייה בהקשר זה מקבילה לטמפרטורת הצבע הנפלטת של גוף התאורה. השיא הספקטרלי שלו קרוב יותר לאינפרא אדום, ורוב המקורות הטבעיים פולטים קרינה משמעותית. העובדה שלתאורה "חמה" במובן הזה יש למעשה CG "קריר" יותר היא לעתים קרובות מבלבלת. זהו היבט חשוב של טמפרטורת צבע.
CT של קרינה אלקטרומגנטית הנפלטת מגוף שחור אידיאלי מוגדרת כ-t של פני השטח שלו בקלווין או לחילופין ב-mireds. זה מאפשר לך להגדיר את הסטנדרט שלפיו מקורות האור מושווים.
מכיוון שמשטח חם פולט קרינה תרמית אך אינו פליטת גוף שחור מושלם, טמפרטורת הצבע של האור אינה מייצגת את ה-t האמיתי של המשטח.
תאורה
מהי טמפרטורת הצבע, התברר. אבל בשביל מה זה נועד?
לתאורה פנימית של מבנים, לעתים קרובות חשוב לקחת בחשבון את ה-CG של הזוהר. גוון חם יותר, כגון טמפרטורת הצבע של נורות LED, משמש לעתים קרובות במקומות ציבוריים כדי לקדם רגיעה, בעוד שגוון קריר משמש להגברת הריכוז, כגון בבתי ספר ומשרדים.
חקלאות ימית
בחקלאות דגים, לטמפרטורת הצבע יש פונקציות שונות ומתמקדות בכל הענפים.
באקווריומים של מים מתוקים, DH בדרך כלל חשוב רק כדי לקבל יותרתמונה מושכת. אור נועד בדרך כלל ליצור ספקטרום יפה, לפעמים עם התמקדות משנית בשמירה על צמחים בחיים.
באקווריום מים מלוחים/שונית, טמפרטורת הצבע היא חלק בלתי נפרד מהבריאות. בין 400 ל-3000 ננומטר, אור באורך גל קצר יותר יכול לחדור עמוק יותר לתוך המים מאשר אור באורך גל ארוך, ולספק את מקורות האנרגיה הדרושים לאצות המצויות באלמוגים. זה שווה ערך לעלייה בטמפרטורת הצבע עם עומק נוזל בטווח ספקטרלי זה. מאחר שאלמוגים נוטים לחיות במים רדודים ולקבל אור שמש ישיר אינטנסיבי באזורים הטרופיים, ההתמקדות הייתה בהדמיית מצב זה תחת 6500 K אור.
טמפרטורת הצבע של נורות ה-LED משמשת כדי למנוע מהאקווריום לפרוח בלילה, תוך שיפור הפוטוסינתזה.
צילום דיגיטלי
באזור זה, המונח משמש לעתים לסירוגין עם איזון לבן, המאפשר להקצות מחדש ערכי גוון כדי לדמות שינויים בטמפרטורת הצבע הסביבה. רוב המצלמות הדיגיטליות ותוכנות ההדמיה מספקות את היכולת לדמות ערכים סביבתיים ספציפיים (כגון שמש, מעונן, טונגסטן וכו').
במקביל, באזורים אחרים יש רק ערכי איזון לבן בקלווין. אפשרויות אלה משנות את הטון, טמפרטורת הצבע נקבעת לא רק לאורך הציר הכחול-צהוב, אלא שתוכניות מסוימות כוללות פקדים נוספים (לעיתים מסומנים בתוויתכמו "גוון") שמוסיפים ציר סגול-ירוק, הם נתונים במידה מסוימת לפרשנות אמנותית.
סרט צילום, טמפרטורת צבע בהירה
סרט צילום אינו מגיב לקרניים באותו אופן כמו הרשתית האנושית או התפיסה החזותית. אובייקט שנראה לבן למתבונן עשוי להיראות כחול או כתום מאוד בתצלום. ייתכן שיהיה צורך לתקן את איזון הצבע במהלך ההדפסה כדי להשיג WB ניטרלי. מידת התיקון מוגבלת מכיוון שלסרט צבעוני יש בדרך כלל שלוש שכבות הרגישות לגוונים שונים. וכאשר נעשה שימוש תחת מקור האור "שגוי", כל עובי עשוי שלא להגיב באופן פרופורציונלי, וליצור גוונים מוזרים בצללים, למרות שגווני הביניים נראו כאיזון הנכון של טמפרטורת הצבע הלבן תחת הזכוכית המגדלת. גם מקורות אור עם ספקטרום לא רציף, כגון צינורות פלורסנט, אינם ניתנים לתיקון מלא בהדפסה, שכן ייתכן שאחת השכבות בקושי הקליטה את התמונה בכלל.
TV, video
ב-NTSC ו-PAL TV, התקנות דורשות שהמסכים יהיו בטמפרטורת צבע של 6500K. בטלוויזיות רבות בדרגת צרכן, יש סטייה בולטת מאוד מדרישה זו. עם זאת, בדוגמאות באיכות גבוהה יותר, ניתן לכוונן את טמפרטורות הצבע עד 6500 K באמצעות הגדרה מתוכנתת מראש או כיול מותאם אישית.
רוב מצלמות הווידאו והמצלמות הדיגיטליות יכולות להתאים את טמפרטורת הצבע,התקרבות לנושא לבן או ניטרלי והגדרתו ל"WB" ידני (לומר למצלמה שהנושא נקי). המצלמה מתאימה את כל שאר הגוונים בהתאם. איזון לבן חיוני, במיוחד בחדר עם תאורת פלורסנט, טמפרטורת הצבע של נורות LED ובעת העברת המצלמה מתאורה אחת לאחרת. לרוב המצלמות יש גם תכונת איזון לבן אוטומטי המנסה לזהות את צבע האור ולתקן אותו בהתאם. אמנם הגדרות אלו היו פעם לא אמינות, אך הן שופרו מאוד במצלמות הדיגיטליות של היום ומספקות איזון לבן מדויק במגוון רחב של תנאי תאורה.
יישומים אומנותיים באמצעות בקרת טמפרטורת צבע
יוצרי סרטים לא עושים "איזון לבן" כמו מפעילי מצלמות וידאו. הם משתמשים בטכניקות כמו פילטרים, בחירת סרטים, דירוג צבע לפני הבזק ואחרי לכידת הצבע, הן בחשיפה במעבדה והן בדיגיטל. צלמים גם עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם מעצבי תפאורה וצוותי תאורה כדי להשיג את אפקטי הצבע הרצויים.
עבור אמנים, לרוב הפיגמנטים והניירות יש גוון קריר או חם, מכיוון שהעין האנושית יכולה לזהות אפילו כמות זעירה של רוויה. אפור מעורבב עם צהוב, כתום או אדום הוא "אפור חם". ירוק, כחול או סגול יוצרים "תת גוונים מגניבים". ראוי לציין שתחושת המעלות הזו היא הפוכה לתחושת הטמפרטורה בפועל. כחול מתואר כ"קר יותר", למרות שהוא מתאים לגוף שחור בטמפרטורה גבוהה.
מעצבי תאורה בוחרים לפעמים במסנני CG, בדרך כלל כדי להתאים לאור שהוא תיאורטית לבן. מכיוון שטמפרטורת הצבע של מנורות LED גבוהה בהרבה מזו של טונגסטן, השימוש בשתי מנורות אלו יכול לגרום לניגודיות מוחלטת. לכן, לפעמים מותקנות מנורות HID, שבדרך כלל פולטות 6000-7000 K.
מנורות עם פונקציות ערבוב צלילים מסוגלות גם להפיק אור דמוי טונגסטן. טמפרטורת הצבע יכולה להיות גם גורם בבחירת נורות, מכיוון שלכל אחת תהיה כנראה טמפרטורת צבע שונה.
נוסחאות
המצב האיכותי של האור מובן כמושג טמפרטורת האור. טמפרטורת הצבע משתנה כאשר כמות הקרינה בחלקים מסוימים של הספקטרום משתנה.
הרעיון של שימוש בפולטות פלאנק כקריטריון לפיו ניתן לשפוט מקורות אור אחרים אינו חדש. בשנת 1923, כשכתב על "הסיווג של טמפרטורת הצבע ביחס לאיכות", תיאר פריסט בעצם את CCT כפי שהוא מובן כיום, אפילו עד כדי שימוש במונח "צבע לכאורה t".
כמה אירועים חשובים התרחשו ב-1931. בסדר כרונולוגי:
- ריימונד דייויס פרסם מאמר בנושא "טמפרטורת צבע בקורלציה". בהתייחס למקום פלאנק בדיאגרמת rg, הוא הגדיר את ה-CCT כממוצע של "רכיבים ראשוניים t" באמצעות קואורדינטות משולשות.
- CIE הכריזה על מרחב צבע XYZ.
- דין בי ג'אדפרסם מאמר על טיבם של "ההבדלים הפחות מורגשים" ביחס לגירויים כרומטיים. מבחינה אמפירית, הוא קבע שההבדל בתחושה, שאותו כינה ΔE עבור "הבחנה בין צבעים… Empfindung", היה פרופורציונלי למרחק הגוונים בתרשים.
בהתייחסו אליה, ג'אד הציע ש
K ∆ E=| מ-1 - מ-2 |=מקסימום (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
צעד חשוב במדע
התפתחויות אלו סללו את הדרך ליצירת מרחבי צבעוניות חדשים המתאימים יותר להערכת CGs מתואמים וההבדלים ביניהם. וגם הנוסחה קירבה את המדע לענות על השאלה איזו טמפרטורת צבע משמשת הטבע. בשילוב המושגים של הבדל ו-CG, פריסט העיר את ההערה שהעין רגישה להבדלים קבועים בטמפרטורה "הפוכה". הבדל של דרגה מיקרו-הדדית אחת (mcrd) מייצג למדי הבדל מורגש מפוקפק בתנאי התצפית הנוחים ביותר.
Priest הציע להשתמש ב"סקאלת הטמפרטורה כקנה מידה להסדרת הצבעוניות של מספר מקורות אור בסדר רציף." במהלך השנים הבאות, ג'אד פרסם שלושה מאמרים חשובים נוספים.
אישש לראשונה את הממצאים של פריסט, דייויס וג'אד, עם עבודה על רגישות לשינויים בטמפרטורת הצבע.
השנייה הציעה מרחב גוון חדש, המונחה על ידי עיקרון שהפך לגביע הקדוש: אחידות התפיסה (מרחק הצבעוניות חייב להיות תואם להבדל בתפיסה). דרך טרנספורמציה השלכתית, מצא ג'אדיותר "מרחב הומוגני" (UCS) שבו ניתן למצוא CCT.
הוא משתמש במטריצת טרנספורמציה כדי לשנות את הערך X, Y, Z של האות המשולש ל-R, G, B.
המאמר השלישי תיאר את מיקומן של צבעוניות איזותרמית על דיאגרמת CIE. מכיוון שהנקודות האיזוטרמיות יצרו נורמליות על ה-UCS, ההמרה חזרה למישור ה-xy הראתה שהם עדיין קווים, אבל כבר לא מאונכים למוקד.
חישוב
הרעיון של ג'אד לקבוע את הנקודה הקרובה ביותר ללוקוס פלאנק במרחב כרומטיות הומוגנית עדיין רלוונטי היום. בשנת 1937, McAdam הציע "דיאגרמת אחידות בקנה מידה גוון שונה" המבוסס על כמה שיקולים גיאומטריים מפשטים.
מרחב הצבעוניות הזה עדיין בשימוש לחישוב CCT.
שיטת רוברטסון
לפני הופעתם של מחשבים אישיים רבי עוצמה, נהוג היה להעריך את טמפרטורת הצבע בקורלציה על ידי אינטרפולציה מטבלאות ותרשימים חיפוש. השיטה הידועה ביותר מסוג זה היא זו שפותחה על ידי רוברטסון, שניצל את המרווח האחיד יחסית של סולם מירד כדי לחשב את ה-CCT באמצעות אינטרפולציה ליניארית של ערכי האיזותרמיות מיריד.
איך נקבע המרחק מנקודת הבקרה לאיזותרם ה-i? ניתן לראות זאת מהנוסחה למטה.
חלוקת כוח ספקטרלית
אימיניתן לאפיין מקורות אור. עקומות SPD יחסיות שסופקו על ידי יצרנים רבים עשויים הושגו בצעדים של 10 ננומטר או יותר בספקטרורדיומטר שלהם. התוצאה היא חלוקת כוח חלקה הרבה יותר מאשר מנורה רגילה. בגלל ההפרדה הזו, מומלצים מרווחים עדינים יותר למדידות של נורות פלורסנט, וזה דורש ציוד יקר.
Sun
הטמפרטורה האפקטיבית, שנקבעת על ידי כוח הקרינה הכולל ליחידה מרובעת, היא כ-5780 K. CG של אור השמש מעל האטמוספירה מייצג כ-5900 K.
כשהשמש חוצה את השמים, היא יכולה להיות אדומה, כתומה, צהובה או לבנה, בהתאם למיקומה. השינוי בצבע של כוכב במהלך היום נובע בעיקר מפיזור ואינו נובע משינויים בקרינת הגוף השחור. הצבע הכחול של השמיים נגרם מפיזור אור השמש באטמוספירה, הנוטה לפזר גוונים כחולים יותר מאשר אדומים.
