Che cos'è la temperatura del colore? Questa è la fonte di luce, che è la radiazione di un corpo nero ideale. Emana alcune sfumature, che è paragonabile a una fonte di luce. La temperatura del colore è una caratteristica del raggio visibile che trova importanti applicazioni in illuminazione, fotografia, videografia, editoria, produzione, astrofisica, orticoltura e altro ancora.
In pratica, il termine ha senso solo per sorgenti luminose che corrispondono effettivamente alla radiazione di un qualche tipo di corpo nero. Cioè un raggio che va dal rosso all'arancione, dal giallo al bianco e al bianco bluastro. Non ha senso parlare, ad esempio, di luce verde o viola. Quando si risponde alla domanda su quale sia la temperatura di colore, bisogna prima dire che di solito è espressa in Kelvin usando il simbolo K, un'unità di radiazione assoluta.
Tipi di luce
CG sopra 5000K è chiamato "colori freddi" (tonalità blu) e inferiore, 2700-3000K - "caldo" (giallo). La seconda opzione in questo contesto è analoga alla temperatura di colore emessa dall'apparecchio. Il suo picco spettrale è più vicino all'infrarosso e la maggior parte delle sorgenti naturali emette radiazioni significative. Il fatto che l'illuminazione "calda" in questo senso abbia effettivamente un CG "più freddo" è spesso fonte di confusione. Questo è un aspetto importante della temperatura del colore.
CT della radiazione elettromagnetica emessa da un corpo nero ideale è definita come la t della sua superficie in kelvin o in alternativa in mired. Ciò consente di definire lo standard in base al quale vengono confrontate le sorgenti luminose.
Poiché una superficie calda emette radiazione termica ma non è un perfetto corpo nero emesso, la temperatura di colore della luce non rappresenta la t effettiva della superficie.
Illuminazione
Qual è la temperatura del colore, è diventato chiaro. Ma a cosa serve?
Per l'illuminazione interna degli edifici, è spesso importante tenere conto del CG della radianza. Una tonalità più calda, come la temperatura del colore delle luci a LED, viene spesso utilizzata nei luoghi pubblici per favorire il relax, mentre una tonalità più fredda viene utilizzata per aumentare la concentrazione, come nelle scuole e negli uffici.
Acquacoltura
Nell'allevamento ittico, la temperatura del colore ha funzioni diverse e si concentra in tutti i settori.
Negli acquari d'acqua dolce, il DH di solito è importante solo per ottenerne di piùimmagine attraente. La luce è generalmente progettata per creare uno spettro meraviglioso, a volte con un focus secondario sul mantenimento in vita delle piante.
In un acquario di acqua salata/barriera corallina, la temperatura del colore è parte integrante della salute. Tra 400 e 3000 nanometri, la luce a lunghezza d'onda più corta può penetrare più in profondità nell'acqua rispetto alla luce a lunghezza d'onda lunga, fornendo le fonti di energia necessarie per le alghe che si trovano nei coralli. Ciò equivale a un aumento della temperatura del colore con la profondità del liquido in questo intervallo spettrale. Poiché i coralli tendono a vivere in acque poco profonde e ricevono un'intensa luce solare diretta ai tropici, l'obiettivo era simulare questa situazione sotto 6500 K di luce.
La temperatura del colore delle luci a LED viene utilizzata per evitare che l'acquario fiorisca di notte, migliorando al contempo la fotosintesi.
Scatto digitale
In quest'area, il termine è talvolta usato in modo intercambiabile con il bilanciamento del bianco, consentendo di riassegnare i valori di tinta per simulare i cambiamenti nella temperatura del colore ambientale. La maggior parte delle fotocamere digitali e dei software di imaging offrono la possibilità di simulare valori ambientali specifici (come soleggiato, nuvoloso, tungsteno, ecc.).
Allo stesso tempo, altre aree hanno valori di bilanciamento del bianco solo in Kelvin. Queste opzioni cambiano il tono, la temperatura del colore è determinata non solo lungo l'asse blu-giallo, ma alcuni programmi includono controlli aggiuntivi (a volte etichettaticome "tonalità") che aggiungono un asse viola-verde, sono in qualche modo soggetti a interpretazione artistica.
Pellicola fotografica, temperatura colore chiara
La pellicola fotografica non risponde ai raggi allo stesso modo della retina umana o della percezione visiva. Un oggetto che appare bianco a un osservatore può apparire molto blu o arancione in una fotografia. Potrebbe essere necessario correggere il bilanciamento del colore durante la stampa per ottenere un bilanciamento del colore neutro. Il grado di questa correzione è limitato perché la pellicola a colori di solito ha tre strati sensibili a diverse sfumature. E se utilizzato sotto la sorgente di luce "sbagliata", ogni spessore potrebbe non rispondere in modo proporzionato, producendo strane sfumature nelle ombre, anche se i mezzitoni sembravano essere il giusto equilibrio tra il bianco, la temperatura del colore sotto la lente d'ingrandimento. Anche le sorgenti luminose con spettri discontinui, come i tubi fluorescenti, non possono essere completamente corrette in stampa, poiché uno dei livelli potrebbe aver registrato a malapena l'immagine.
TV, video
In NTSC e PAL TV, le normative richiedono che gli schermi abbiano una temperatura di colore di 6500 K. Su molti televisori di fascia consumer, c'è una deviazione molto evidente da questo requisito. Tuttavia, in esempi di qualità superiore, le temperature di colore possono essere regolate fino a 6500 K tramite un'impostazione preprogrammata o una calibrazione personalizzata.
La maggior parte delle videocamere e delle fotocamere digitali può regolare la temperatura del colore,zoomando su un soggetto bianco o neutro e impostandolo su "WB" manuale (indicando alla fotocamera che il soggetto è pulito). La fotocamera regola quindi tutte le altre tonalità di conseguenza. Il bilanciamento del bianco è essenziale, soprattutto in una stanza con illuminazione fluorescente, la temperatura del colore delle luci a LED e quando si sposta la telecamera da un'illuminazione all' altra. La maggior parte delle fotocamere ha anche una funzione di bilanciamento del bianco automatico che tenta di rilevare il colore della luce e correggerlo di conseguenza. Sebbene queste impostazioni una volta fossero inaffidabili, sono state notevolmente migliorate nelle fotocamere digitali di oggi e forniscono un bilanciamento del bianco accurato in un'ampia varietà di condizioni di illuminazione.
Applicazioni artistiche attraverso il controllo della temperatura del colore
I registi non eseguono il "bilanciamento del bianco" allo stesso modo degli operatori di videocamere. Usano tecniche come filtri, selezione della pellicola, color grading pre-flash e post-acquisizione, sia in laboratorio che in digitale. I direttori della fotografia lavorano anche a stretto contatto con gli scenografi e le troupe delle luci per ottenere gli effetti cromatici desiderati.
Per gli artisti, la maggior parte dei pigmenti e delle carte ha una tinta fredda o calda, poiché l'occhio umano può rilevare anche una piccola quantità di saturazione. Il grigio mescolato con il giallo, l'arancione o il rosso è un "grigio caldo". Verde, blu o viola creano "sfumature fredde". Vale la pena notare che questo senso dei gradi è l'opposto del senso della temperatura effettiva. Il blu è descritto come"più freddo", sebbene corrisponda a un corpo nero ad alta temperatura.
I progettisti di illuminazione a volte scelgono filtri CG, di solito per abbinare la luce che è teoricamente bianca. Poiché la temperatura del colore delle lampade a LED è molto più alta di quella del tungsteno, l'uso di queste due lampade può comportare un forte contrasto. Pertanto, a volte vengono installate lampade HID, che di solito emettono 6000-7000 K.
Le lampade con funzioni di miscelazione dei toni sono anche in grado di generare una luce simile al tungsteno. Anche la temperatura del colore può essere un fattore determinante nella scelta delle lampadine, poiché ciascuna avrà probabilmente una temperatura del colore diversa.
Formule
Lo stato qualitativo della luce è inteso come il concetto di temperatura della luce. La temperatura del colore cambia quando cambia la quantità di radiazione in alcune parti dello spettro.
L'idea di utilizzare gli emettitori Planck come criterio per giudicare altre sorgenti luminose non è nuova. Nel 1923, scrivendo sulla "classificazione della temperatura di colore in relazione alla qualità", Priest descrisse essenzialmente il CCT come lo si intende oggi, fino al punto di usare il termine "t colore apparente".
Nel 1931 sono accaduti diversi eventi importanti. In ordine cronologico:
- Raymond Davis ha pubblicato un articolo sulla "temperatura del colore correlata". Riferendosi al luogo di Planck sul diagramma rg, ha definito il CCT come la media di "t componenti primarie" utilizzando coordinate trilineari.
- CIE ha annunciato lo spazio colore XYZ.
- Dean B. Juddha pubblicato un articolo sulla natura delle "differenze meno percettibili" in relazione agli stimoli cromatici. Empiricamente, ha stabilito che la differenza di sensazione, che ha chiamato ΔE per "passo discriminato tra i colori … Empfindung", era proporzionale alla distanza delle tonalità sul grafico.
Riferendosi a lei, Judd ha suggerito che
K ∆ MI=| da 1 - da 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Un passo importante nella scienza
Questi sviluppi hanno spianato la strada alla creazione di nuovi spazi di cromaticità che sono più adatti per valutare i CG correlati e le loro differenze. E anche la formula ha avvicinato la scienza alla risposta alla domanda su quale temperatura di colore è usata dalla natura. Combinando i concetti di differenza e CG, Priest ha osservato che l'occhio è sensibile a differenze costanti di temperatura "inversa". Una differenza di un grado microreciproco (mcrd) è abbastanza rappresentativa di una dubbia differenza percettibile nelle condizioni di osservazione più favorevoli.
Priest ha suggerito di usare "la scala della temperatura come scala per ordinare la cromaticità di più sorgenti luminose in ordine sequenziale". Negli anni successivi, Judd pubblicò altri tre articoli importanti.
In primo luogo ha confermato le scoperte di Priest, Davis e Judd, con il lavoro sulla sensibilità alla variazione della temperatura del colore.
Il secondo proponeva un nuovo spazio cromatico, guidato da un principio che è diventato il Santo Graal: l'uniformità della percezione (la distanza cromatica deve essere commisurata alla differenza di percezione). Attraverso una trasformazione proiettiva, ha scoperto Juddpiù "spazio omogeneo" (UCS) in cui trovare CCT.
Usa una matrice di trasformazione per cambiare il valore X, Y, Z del segnale tricolore in R, G, B.
Il terzo articolo descriveva la posizione delle cromaticità isotermiche nel diagramma CIE. Poiché i punti isotermici formavano normali sull'UCS, la riconversione al piano xy ha mostrato che erano ancora linee, ma non più perpendicolari al luogo.
Calcolo
L'idea di Judd di determinare il punto più vicino al locus di Planck in uno spazio cromatico omogeneo è ancora attuale oggi. Nel 1937, McAdam propose un "diagramma di uniformità della scala di tonalità modificato" basato su alcune considerazioni geometriche semplificatrici.
Questo spazio cromatico è ancora utilizzato per il calcolo CCT.
Metodo Robertson
Prima dell'avvento dei potenti personal computer, era consuetudine stimare la temperatura del colore correlata mediante interpolazione da tabelle e grafici di ricerca. Il metodo più noto è quello sviluppato da Robertson, che ha sfruttato l'intervallo relativamente uniforme della scala Mired per calcolare il CCT utilizzando l'interpolazione lineare dei valori dell'isoterma impantanata.
Come viene determinata la distanza dal punto di controllo all'i-esima isoterma? Questo può essere visto dalla formula seguente.
Distribuzione dell'energia spettrale
Imisi possono caratterizzare le sorgenti luminose. Le curve SPD relative fornite da molti produttori potrebbero essere state ottenute in incrementi di 10 nm o più sul loro spettroradiometro. Il risultato è una distribuzione dell'energia molto più uniforme rispetto a una lampada convenzionale. A causa di questa separazione, si consigliano incrementi più fini per le misurazioni di luci fluorescenti e ciò richiede apparecchiature costose.
Dom
La temperatura effettiva, determinata dalla potenza radiante totale per unità quadrata, è di circa 5780 K. Il CG della luce solare sopra l'atmosfera rappresenta circa 5900 K.
Quando il sole attraversa il cielo, può essere rosso, arancione, giallo o bianco, a seconda della sua posizione. Il cambiamento nel colore di una stella durante il giorno è principalmente il risultato dello scattering e non è dovuto ai cambiamenti nella radiazione del corpo nero. Il colore blu del cielo è causato dalla dispersione della luce solare nell'atmosfera, che tende a disperdere le tonalità blu più di quelle rosse.
