Светотехнические изделия занимают самую многочисленную группу электроприборов в каждом помещении. Лампы являются наиважнейшим элементом быта и в условиях труда человека. Для общего освещения в жилых и не жилых помещениях не рекомендуется сочитать различные разновидности ламп, так как это очень вредно для зрения. Не следует применять одновременно люминесцентные лампы дневного света и лампы накаливания.
К светотехническим характеристикам источников света относится цветовая температура или температура цвета. Это условная величина, описывающая цвет, излучаемый самой лампой, в сравнении с цветом абсолютно "черного тела", являющимся постоянной величиной. Измеряется эта характеристика в градусах Кельвина (сокращенно К). У ламп накаливания этот показатель близок к температуре накаливаемого тела. Зрение человека воспринимает свет ламп с разными цветовыми температурами по-разному, чем выше температура цвета, тем холоднее воспринимается излучаемый свет.
для стандартных ламп накаливания с мощностью от 40 до 100 Ватт, цветовая температура составляет 2700 - 2900К,
для галогенных ламп накаливания цветовая температура составляет 2900 - 3100К.
для люминесцентных ламп тепло-белый цвет при цветовой температуре 2700 – 3300К, белый нейтральный свет при температуре 3500 - 4500К, а холодно-белый (дневной) свет при 5000 - 6500К.
Постепенно нагреваемый идеальный излучатель (черное тело) испускает свет различной цветовой окраски в зависимости от температур. Цветовой температурой лампы является температура, до которой необходимо нагреть черное тело, чтобы тон испускаемого им света был примерно того же спектрального состава и цветовой окраски, что и свет заданного источника.
Цветовая температура светодиодных ламп – одна из главных величин, которая характеризует осветительную технику. Ее необходимо учитывать как при оформлении дизайна помещения, так и при выборе автомобильных ламп. Температура цвета – это обширное понятие, включающее в себя такие характеристики, как свойства спектра, цвет излучения, индекс передачи цвета и др.
Физическая трактовка цветовой температуры
Температура света была описана физиком Максом Планком. В этих трактатах были представлены законы распределения энергии. Вследствие этого появилось понятие температуры цвета. За единицу меры были приняты кельвины. Исходя из формулы, данный коэффициент равен температуре абсолютного черного тела, которое излучает свет в измеряемом масштабе цветов.
Измерение такой температуры во флуоресцентных лампах происходит посредством их сравнивания с абсолютным черным телом. Это твердое физическое тело, поглощающее при различной температуре падающее на него электромагнитное излучение во всех широтах. При изменении коэффициента, изменяются и параметры излучения. Так, нейтральный свет расположен посередине шкалы Кельвина.
Тела, имеющие различный химический состав и физические свойства, нагреваясь до необходимой температуры, производят разные излучения. В связи с этим применяется термин «коррелированная цветовая температура». Она равна температуре оттенка абсолютного черного тела, которое по цвету идентично рассматриваемому источнику света. Состав излучения и физическая температура являются разными.
Корреляция цветовой температуры
Во время увеличения температуры происходит накаливание. Если лампа находится в раскаленном состоянии, цвета на шкале цветовой температуры начинают поочередно меняться. Простые лампы накаливания имеют температуру цвета, равную 2700 К, в то время как их свечение и градусы расположены в теплом диапазоне спектра. Температура же светодиодных ламп не указывает на уровень их нагревания: при показателе в 2700 К лампа нагревается до +80°С.
Индекс цветопередачи CRI (Ra), именуемый еще коэффициентом цветопередачи, – это величина, которая характеризует степень соответствия естественного цвета предмета его видимому цвету при освещении его данным световым источником. Необходимость введения этого параметра связана с тем, что 2 разных вида ламп могут обладать одинаковой температурой цвета, при этом передавая оттенки по-разному.
Восприятие цветов
Цветовое восприятие каждого индивидуума имеет свои особенности. Перцепция цвета – это эффект от преломления световых волн, принятых зрительным нервом и обработанных мозговым зрительным центром. Каждый человек имеет собственное восприятие оттенков. Чем старше становится человек, тем больше искажается его цветовое восприятие. Особенности психики индивидуума также влияют на его цветовосприятие.
Восприятие того или иного цвета может быть искажено солнечным излучением. Теплота света также характеризуется индивидуальным восприятием и зависит от особенностей организма и состояния человека на момент восприятия.
Световые цвета
Нетрудно определить холодный объект, от которого не исходит излучение. Главными параметрами отражения света от подобного объекта выступают такие показатели, как длина и частота волны. Другая ситуация происходит с нагретым телом, излучающим свет. Теплота света будет напрямую зависеть от вида излучения. Это можно увидеть на примере вольфрамовой спирали в простой лампе накаливания. Очередность действий следующая:
- Включается свет, электроэнергия поступает на клеммы.
- Происходит постепенное снижение уровня сопротивления.
- Черное тело излучает красный свет.
Согласно принятым нормам, существует 3 вида световых цветов:
- теплый белый свет;
- нейтральный (естественный дневной);
- холодный белый свет.
Цветовая температура и оттенки
Начало видимого диапазона испускания лучей достигает уровня 1200 К. При этом свечение имеет красноватый оттенок. При дальнейшем накаливании начинает происходить изменение цветовой гаммы. При отметке в 2000 К красный меняется на оранжевый, а затем переходит в желтый, достигнув уровня 3000 К. Для вольфрамовых спиралей наивысшая отметка – 3500 К.
Светодиодные светильники способны нагреваться до 5500 К и выше. При 5500 К они излучают яркий белый свет, при 6000 К – голубоватый, при 18000 К – пурпурный.
Температура влияет на восприятие цвета. Коэффициенты различных цветовых гамм существенно разнятся.
Таблица Кельвина, или таблица цветовой температуры, показывает градацию цветов и оттенков и дает четкое описание их применения.
| Температура цвета | Цвет | Описание |
| 2700 К | Теплый белый, красно-белый | Преобладает в простых лампах накаливания. Привносит в интерьер тепло и уют. |
| 3000 К | Теплый белый, желтовато-белый | Присущ большинству галогенных ламп. Отличается более холодным оттенком, чем предыдущий цвет. |
| 3500 К | Белый | Характерное освещение для флуоресцентных трубок разной ширины. |
| 4000 К | Холодный белый | Чаще всего применяется в стиле хай-тэк. |
| 5000-6000 К | Естественный дневной | Имитирует дневной свет. Применяется в зимних садах и террариумах. |
| 6500 К | Холодный дневной | Широко применяется при фотосъемке и в кинематографе. |
Чтобы правильно выбрать освещение, следует брать во внимание его предназначение. При подборе оптимального освещения нужно помнить, что его температура и яркость будут различными в зависимости от того, день на дворе, вечер или ночь.
Светодиодное освещение
Светодиодный светильник – один из наиболее популярных видов приборов для освещения.
Цветовая температура ламп накаливания светодиодов представлена такими оттенками:
- теплый белый (Warm White) – до 3300 К;
- натуральный белый (Natural White) – до 5000 К;
- холодный белый (Cold White или Cool White) – более 5000 К.
Характеристики температуры диодов являются определяющим фактором при выборе сферы их использования. Они применяются для освещения улиц, подсветки рекламных щитов и осветительного оборудования для автомобиля.
К преимуществам холодного света можно отнести контрастность, благодаря которой он находит широкое применение в освещении затемненных территорий. Такие светодиодные лампы могут распространять свет на большие расстояния, поэтому их часто используют в освещении дорог.
Светодиоды, излучающие теплое свечение, используются в основном для освещения небольших территорий. Световой поток теплых и нейтральных тонов создает нужный эффект при пасмурной и дождливой погоде. Наличие атмосферных осадков оказывает влияние на излучение холодного света, в то время как теплый свет не претерпевает какого-либо существенного искажения при дождливой или снежной погоде.
Особенность теплого свечения светодиодных ламп заключается в том, что они позволяют четко увидеть как освещаемый предмет, так и окружающую его территорию. Благодаря такой специфике теплая гамма эффективно применяется при подводном освещении.
Цветопередача светодиодных ламп имеет свои особенности: холодные оттенки свечения неправильно передают цвета окружающих вещей. Такой свет создает резкость и яркость, что негативно отражается на зрении. Теплый цвет свечения более благотворно влияет на глаза.
Свечение энергосберегающих ламп характеризуется теплой цветовой гаммой. Они близки к естественным источникам света, благодаря этому их хорошо использовать, чтобы освещать жилища.
Ксеноновое освещение
Ксеноновые лампы отличаются между собой по техническим характеристикам, от которых зависит температура цвета. При производстве противотуманных фар используют только теплое желтое свечение. Бело-желтый свет отличается усиленной светоотдачей, не создает напряжения в глазах, его отчетливо видно на мокром асфальте. Достоинством его является то, что он не ослепляет своим светом водителей встречных автомобилей.
Стандартный белый цвет наиболее благоприятен для глаз. Благодаря своим свойствам он применим во многих сферах.
Белый цвет характеризуются тем, что его насыщенность колеблется в зависимости от вида оптического приспособления. Такая осветительная техника дает худшие показатели освещения при атмосферных осадках и тумане, однако при солнечной либо снежной погоде она является незаменимой.
Синий и сине-фиолетовый цвета используются в декоративных целях, так как они обладают низкими излучающими характеристиками.
В Европе были проведены исследования, согласно которым многие владельцы автомобилей предпочитают ксеноновые фары, имитирующие близкий к полуденному дневной свет.
Осветительные особенности необходимо рассматривать в их совокупности. Температура цвета имеет показатели яркости и контрастности, что отражается на степени комфорта восприятия света.
В зависимости от поставленных задач отдают предпочтение холодному, теплому либо нейтральному освещению. Каждый из этих видов освещения производит различный эффект и влияние на восприятие и настроение человека. Все эти нюансы необходимо учитывать при подборе осветительного оборудования.
Правильно организованное освещение играет важную роль в повседневной жизни. Цвет светового потока, создаваемого лампочкой, влияет на наше состояние, восприятие окружающей обстановки и оттенков предметов. Разберемся, какой свет, теплый или холодный, будет лучше для глаз , и как подобрать освещение для разных зон квартиры.
Как оттенок света воздействует на человека
Прямой связи между цветом ламп и здоровьем глаз, нет. А значит, стремясь сохранить нормальную остроту зрения, можно не беспокоиться о том, какой оттенок света выбрать для кабинета или гостиной.
Тем не менее цветовая температура косвенно воздействует на здоровье обитателей помещения, оказывая влияние на настроение и общее психоэмоциональное состояние.
- Холодное свечение тонизирует, повышает концентрацию внимания, разгоняет сонливость, и потому рекомендовано для освещения рабочих зон.
- Теплый тон света характеризуется обратными свойствами: он расслабляет, успокаивает, создает атмосферу комфорта и уюта.
Глаз человека способен фиксировать перепады температуры цвета в широчайшем диапазоне – 800–20 000 К.
Выбор источника света
Чтобы выяснить, какой оттенок света излучает обычная или энергосберегающая лампочка, смотрят на значение цветовой температуры изделия, которое нанесено на упаковку.
Температура света измеряется в Кельвинах (К). Желтое свечение дает лампочка с более низким значением этой величины. А при высокой цветовой температуре свет прибора будет холодным и слегка голубоватым.
Наиболее распространены лампы с такими оттенками света:
- Холодным белым, который соответствует значениям от 5400 до 5000 К.
- Естественным (нейтральным) белым с температурой от 3500 до 5000 К.
- Теплым белым с диапазоном значений от 2700 от 3500 К.
Отличия света разной температуры представлены на фото.
Какие оттенки света лучше подходят для разных зон помещения
Давайте выясним, какие цвета свечения подойдут для разных комнат и зон.
Свет холодного спектра
Свечение в холодном температурном диапазоне близко по восприятию глазом к свету солнца в зимнее время года. Оно идеально подходит для рабочих зон квартиры, офиса. Холодный свет ламп:
- выглядит более ярким;
- стимулирует умственную деятельность;
- помогает сосредоточиться, настроиться на работу;
- подходит для рабочих помещений с комбинированным освещением – искусственным и естественным.
Обратите внимание! Холодное свечение искажает цветовую гамму предметов, окрашенных в теплые тона. Оранжевый станет коричневатым, желтый будет казаться зеленым, красный – фиолетовым. В то же время зеленая и синяя палитра становится более яркой и глубокой.
Также нужно учитывать, что конечный цвет освещения зависит от окраски плафона, колбы прибора.
Светильники с высокими значениями цветовой температуры найдут применение:
- В зоне умывальника в ванной комнате. Холодное свечение бодрит и стимулирует активность мозга, способствуя скорейшему пробуждению.
- В кухонной зоне. Здесь применяется точечная подсветка, помогающая хозяйке повысить организованность и продуктивность.
- В больших по площади комнатах с ультрасовременным дизайном.
- В рабочих зонах и кабинетах для повышения сосредоточенности и умственной активности.
Не стоит использовать лампы с холодным свечением в спальнях и гостиных, в которых обитатели квартиры отдыхают в вечернее время. Ученые установили, что голубоватый свет замедляет выработку мелатонина – гормона, который отвечает за биоритмы и здоровый сон.
Нейтральное белое освещение
Нейтральное электрическое освещение оптимально для комнат, в которых приходится быть длительное время. Отдельные разновидности люминесцентных и галогенных ламп позволяют добиться свечения, близкого к солнечному. Такая подсветка не влияет на тона окружающих предметов, поэтому можно не опасаться искажения цветов при ее включении.
- Над зеркалами, чтобы видеть максимально достоверное отражение без искаженных цветов.
- В коридорах и прихожих для быстрой адаптации зрения после уличного света.
- В комнате ребенка, где желателен естественный тон освещения.
- В кухнях и столовых, где хозяева проводят много времени.
- В местах, предназначенных для чтения.
Освещение теплого спектра
Свет с температурой 3500–2700 К имеет уютный согревающий желтоватый оттенок, который хорошо воспринимается глазами. Подобное свечение подсознательно ассоциируется с утренним или вечерним солнцем.
Привычный для нас свет с желтым оттенком могут излучать и традиционные лампы накаливания, и галогенные приборы. Производятся также люминесцентные осветители и устройства на светодиодах, имеющие низкую температуру цвета.
Свет в теплом диапазоне усиливает цветовую насыщенность предметов, выполненных в пастельной палитре. Этой его особенностью активно пользуются дизайнеры интерьеров для создания неповторимых образов. Детали холодных тонов с такой подсветкой станут менее выразительными.
Важно! Ввиду отсутствия лучей соответствующего спектра холодные цвета под желтым свечением выглядят искаженно. Голубой приближается к зеленому, синий чернеет, фиолетовый – краснеет.
Желтоватый теплый свет будет уместен:
- В столовых. Во время трапезы подобное освещение придаст блюдам большую привлекательность и поспособствует хорошему пищеварению.
- В спальнях для создания уюта и спокойной атмосферы.
- В гостиных. Теплое освещение придаст обстановке непринужденность и легкость, снимет психологическое напряжение у гостей и хозяев квартиры. Рассеивающая люстра в этой комнате станет идеальным решением.
- В санузле в зоне ванны для релаксации и создания чувства умиротворенности, необходимого для отдыха и извлечения максимальной пользы от расслабляющих водных процедур.
Дополнительные параметры
Кроме цветовой температуры осветительного прибора имеют значение и другие характеристики ламп. Можно выделить несколько основных критериев, которые нужно учесть при выборе:
- Принцип функционирования. Различают лампы накаливания, галогенные, светодиодные и люминесцентные.
- Коэффициент полезного действия. На первом месте по этому параметру находятся приборы на светодиодах.
- Устройство колбы. Она может иметь форму шара, трубки, гриба, груши, спота.
- Цена. Лампы накаливания обойдутся дешевле. Светодиодные стоят дороже остальных, но разовая переплата со временем окупится более низкой потребляемой мощностью.
- Индекс цветопередачи. Обозначается на упаковке прибора буквами Ra. Если он равен или превышает 90, то цвета интерьера при освещении этим изделием останутся естественными, как при дневном свете. При значении 80 и ниже будьте готовы к искажению привычных цветов.
Нельзя сказать, что определенный световой тон – холодный или теплый – лучше или хуже. Каждый из них определенным образом воздействует на человека, поэтому важно, чтобы цвет освещения соответствовал назначению комнаты или функциональной зоны.
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.Чернее чёрного
С чего всё начинается? Всё начинается с нуля, в том числе и световое излучение. Черный цвет - это отсутствие света вовсе. С точки зрения цвета, черный - это 0 интенсивности излучения, 0 насыщенности, 0 цветового тона (его просто нет), это полное отсутствие всех цветов вообще. Почему мы видим предмет черным, а потому, что он почти полностью поглощает весь падающий на него свет. Существует такое понятие как абсолютно черное тело . Абсолютно черным телом называют идеализированный объект, который поглощает всё падающее на него излучение и ничего не отражающее. Конечно же, в реальности это недостижимо и абсолютно черных тел в природе не существует. Даже те предметы, которые кажутся нам черными, на самом деле не абсолютно черные. Но можно изготовить модель почти что абсолютно черного тела. Модель представляет собой куб с полой структурой внутри, в кубе проделано небольшое отверстие, через которое внутрь куба проникают световые лучи. Конструкция чем-то похожа на скворечник. Посмотрите на рисунок 1.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).
Цвет и его температура
Чтобы представить себе как это выглядит в реальной жизни, рассмотрим цветовую температуру некоторых источников: ксеноновых автомобильных ламп на рисунке 3 и люминесцентных ламп на рисунке 4.
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.
Баланс белого
С настройками баланса белого особенно хорошо знакомы любители и профессионалы занимающиеся видео и фотосъемками. В меню каждой, даже самой простой мыльницы-фотокамеры, есть возможность настроить этот параметр. Значки режимов настройки баланса белого выглядят примерно так, как показано на рисунке 12.
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.
Цветовая температура светодиодных ламп – один из параметров, который характеризует качество, оттенок света, а также отчасти определяет уровень яркости осветительного элемента. При выборе следует обязательно обращать свое внимание на температуру цвета. При неправильно подобранной ламе будет сложно обеспечить ощущение комфорта в помещении.
Источник света в градусах Кельвина
В прежние времена, когда в основном применялись лампы накаливания, характеризующиеся стандартным значением цветовой температуры, этот параметр не играл столь существенной роли, как сегодня.
С появлением светодиодных излучателей задача выбора усложнилась, так как оттенок света в данном случае определяется материалом полупроводника. Поэтому следует более подробно рассмотреть, что собой представляет данный параметр. Единица измерения – градусы, К (шкала Кельвина).
Диапазон значений очень широк: от 1 800 до 10 000 К. Однако для жилых, офисных помещений, общественных объектов наиболее предпочтительными являются лампы, цвета которых лежит в пределах 2 700-6 600 К. Условно выделяют несколько диапазонов:
- 2 700-3 200 К (теплый белый цвет свечения);
- 3 500-4 500 К (нейтральный или дневной свет);
- 4 700 К-6 000 К (белый);
- свыше 6 000 К – холодное белое свечение.
Для сравнения лампа накаливания характеризуется температурой цвета из первой группы. Именно поэтому более комфортны источники света с такими свойствами, а еще теплое свечение добавляет уюта интерьеру. Рабочая атмосфера создается лампами с нейтральным белым светом.
Особенности системы освещения офисов
Рекомендуемый оттенок излучения на рабочих местах характеризуется значением 4 200 до 5 500 К, т. е. предпочтительным является белый или нейтральный свет. Это обусловлено тем, что в таких условиях работоспособность будет максимальной (до 100%).
Выбор освещения для офисных помещений
При ином освещении (желтый, красный, синий цвета, голубой и оранжевый оттенок) производительность труда заметно снижается, в особенности, когда речь идет об оранжевом свете (около 80%).
Целесообразность эксплуатации ламп с нейтральным или белым цветом излучения в рабочей атмосфере объясняется тем, что в них присутствует синий спектр, который в дневное время способствует концентрации внимания, ускорению реакций.
Все эти факторы хороши для работы, когда важно увеличить производительность труда.
Цветовая температура в жилых помещениях
То, что хорошо для офиса, не всегда приносит пользу в частном доме, квартире. Например, свет, в котором преобладает синий спектр, не рекомендуется использовать в детской, спальне, т. е. в комнатах, где человек находится в ночное время суток. Для каждого помещения частного жилья существуют индивидуальные рекомендации по организации системы освещения.
Например, гостиные и спальни должны оборудоваться светильниками с лампами, температура освещения которых варьируется в пределах от 2 700 до 3 200 К (теплый белый цвет). Такое свечение придаст уюта комнате.
, кухни рекомендуется обустраивать посредством излучателей с температурой цвета 4 000-5 000 К (дневной, белый свет). Излучение с таким спектром является предпочтительным и для зоны чтения, домашнего кабинета, а также локальной подсветки (например, возле зеркала в ванной).
Яркий белый и холодный свет с температурой цвета 5 000-6 500 К также подходит для кухни, ванной. Такое освещение является идеальным для гаража, так как создает особую атмосферу, способствующую работе.
Уровень яркости и цвета лампы
Интенсивность свечения источника света формируется рядом параметров: мощностью, цветовой температурой, типом излучателей (диодов) и рассеивателем. Прямой зависимости между спектром и уровнем яркости нет, но данный параметр все же определяет эффективность свечения, хоть и не является ключевым. Например, лампы с одинаковой мощностью, но с разным спектром излучения обеспечат разную интенсивность свечения.
Яркость и цвет
Это объясняется тем, что освещение лампы с более высоким значением (холодные оттенки 6 000 К и выше) позволяет получить наиболее яркий свет. Но это правило действует лишь при условии, что остальные параметры (тип диодов, уровень мощности) у разных ламп эквивалентные.
Если же сравнивать источник света мощностью 18 и 5 Вт с разным спектром излучения (3 000 К в первом случае и 5 000 К во втором), то, очевидно, что более эффективной будет лампочка 18 Вт, несмотря на то, что цветовая температура излучения заметно ниже.
Нельзя забывать еще и о таком понятии, как деградация, что означает естественный процесс мутнения (снижение интенсивности свечения) кристаллов. Спустя некоторый промежуток времени все диодные лампы постепенно становятся менее эффективными. Чтобы источник света прослужил дольше, нужно подбирать исполнения надежных марок.
Таким образом, цветовая температура является одним из ключевых параметров современного осветительного элемента. Если проигнорировать его, система освещения может оказаться недостаточно эффективной из-за неприятного свечения, невысокой яркости света.
Для помещений разного целевого назначения существуют индивидуальные рекомендации, позволяющие подобрать наиболее подходящий вариант освещения. Для кухни, ванной – белый или нейтральный свет. В спальне, детской и гостиной лучше использовать источники теплого света.
