Главная » Пластическая хирургия » Нейтральный свет светодиодной лампы. Цветовая температура светодиодных ламп: разбор примеров

Нейтральный свет светодиодной лампы. Цветовая температура светодиодных ламп: разбор примеров

В светотехнике, цветовая температура - важнейшая характеристика источников света, определяющая цветность ламп и цветовую тональность (теплую, нейтральную или холодную) освещаемого этими источниками пространства. Она примерно равна температуре нагретого тела одинакового по цвету с заданным источником света. Цветовая температура измеряется в градусах по шкале Кельвина (К). В практической светотехнике полезно ассоциировать цветовую температуру, воспроизводимую искусственными источниками света различного типа, с естественными источниками освещения.
Шкала цветовых температур делится на три диапазона: теплый белый, нейтральный белый (естественный) и холодный белый.

Солнце - естественный источник света, имеет очень высокую физическую температуру, но эквивалентная цветовая температура света, которую мы получаем на поверхности Земли, колеблется в зависимости от времени суток и погодных условий. Это происходит в результате отражения и преломления света в атмосфере.

Предоставляем Вам сравнительную таблицу естественных и искусственных источников света:

Теплый белый

	1850 - 2000 К Bсточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - пламя стеариновой свечи. Естественный источник света – утреннее или вечернее сумеречное небо (2000 К).
	2000 – 2700 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания до 40Вт, натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Естественный источник света – небо близ восходящего или заходящего Солнца (2300 – 2400 К)
	2700 - 2800 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания 60Вт, галогенные лампы сетевого напряжения, люминесцентные лампы (ЛЛ), компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), светодиоды (СИД / LED).
	2800 - 3500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - лампы накаливания 75- 500Вт, галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, СИД / LED.
	3500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, металлогалогенные лампы (МГЛ), СИД / LED. Естественный источник света – Солнце через час после восхода/ до захода

Чувствительность человеческого глаза к восприятию цветовой температуры носит нелинейную зависимость. Разница в 500 К в теплой части диапазона цветовых температур заметнее, чем та же разница в холодной части диапазона, поэтому производители источников света предлагают больший ассортимент цветности ламп в теплом диапазоне.

Нейтральный белый

4000 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – Луна (4125 К)

Холодный белый

	5000 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – утреннее или вечернее Солнце в ясном небе под углом больше 15 градусов над линией горизонта (3600 – 5000 К).
	5500 К Есточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Истественный источник света – Солнце около полудня при легкой облачности (5100 -5600 К).
	6500 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED. Еестественный источник света – летнее Солнце в зените в синем ясном небе (6000 - 6500 К).
	7000 К Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру - МГЛ, СИД / LED. Естественный источник света – дневной свет неба при высокой легкой облачности (6700 -7000 К).
	12000 К Естественный источник света – дневной свет неба при слабой облачности (12 000 - 14 000 К). Цветовая температура ясного голубого неба составляет 15 000 – 27 000 К.

Уильям Кельвин, британский физик, открыл в конце XIX века, что угольный кубик при нагревании до различной температуры светится разными цветами, начиная от темно-красного и далее по всему видимому спектру.

Цветовая температура неба в пасмурный день составляет от 6000 до 7500°K. Это не значит, что небо настолько горячее. Цветовая температура показывает, до какой температуры Кельвину нужно было нагреть свой черный угольный кубик, чтобы он начал излучать цвет соответствующего оттенка. То есть это просто удобный способ количественно описывать цвет так, чтобы каждый мог понять.
Температурная шкала Кельвина, в отличие от шкал Цельсия и Фаренгейта, начинается от «абсолютного нуля», теоретической температуры, при которой должно полностью прекратиться движение молекул.

Цветовая температура важна при оценке целесообразности выбора любой лампы, а не только LED-изделий. По ее численному значению можно судить об интенсивности излучения и сделать вывод, будет ли комфортным (или достаточным) уровень освещенности в конкретном помещении. В данной статье разберемся с таблицей цветовых температур (обозначается как Tc) светодиодных ламп, которые все чаще приобретаются для частных домов и квартир.

Зачем необходимо знать данную характеристику? У каждого человека – свое световосприятие. Показатель Tc позволяет понять, насколько «холодным» или «теплым» будет световой поток, создаваемый осветительным прибором. В данном случае, LED-лампой. Следовательно, можно будет выбрать оптимальную модификацию этого изделия для конкретных условий эксплуатации (габаритов помещения, его назначения и так далее).

Это тем более актуально, если производится замена одного типа осветительного прибора на другой. Мы изначально привыкли к тому свету, который излучает «лампочка Ильича», и установка светодиодной лампы при неправильном ее выборе () может вызвать дискомфорт. Причем не только у человека.

Любители разводить в доме цветы отмечают, что смена приборов освещения без учета их Tc отражается и на растениях, причем, как правило, не в лучшую сторону. Приходится принимать ряд мер, чтобы нивелировать негативные последствия подобных перемен в освещении.

В чем измеряется цветовая температура?

В градусах Кельвина (0 ºК равен 273 ºС). Выделяют несколько диапазонов данной характеристики, при этом за «точку отсчета» принимается белый цвет (в пределах от 4 700 до 6 000). Все остальные его оттенки сравниваются с этими показателями: теплый – от 2 700 до 3 200; нейтральный (его называют дневным) – от 3 500 до 4 500; холодный – свыше 6 000.

Выбрать приемлемую Tc помогут таблицы и графики.

Что означает это понятие?

До недавнего времени автомобильное освещение организовывалось за счет галогенных ламп. Сегодня же на их смену пришли более мощные и лучшие по светотехническим характеристикам световые источники - диодные лампы. Они используются повсеместно:

освещение дома и предприятий;
устройство подсветки на различных транспортных средствах (машины, мотоциклы, квадроциклы и т.п.);
оформление стендов наружной рекламы;
использование в прожекторах уличных и офисных осветительных приборов.

Что такое цветовая температура светодиодных ламп? Это понятие даже не подразумевает количество выделяемого ими тепла, а имеет несколько иное значение. Если говорить понятным языком, то это визуальный эффект восприятия светового источника человеческим глазом. «Теплота» каждого источника определяется по мере приближения оттеночного спектра к солнечному (желтому).

Спектр свечения с указанием каждого источника

Чтоб больше вникнуть в это понятие, можно провести ассоциацию с пламенем свечи. Если же речь идет о холодных оттенках, то тут больше ассоциация с цветом неба в различное время суток. Или вот еще, во время нагрева металла, он излучает характерное свечение. Сначала этот процесс сопровождается красными тонами. При повышении температурного режима цветовой спектр постепенно начинает смещаться к желтому, белому, ярко-синему и фиолетовому.

В чем измеряется эта характеристика? Само понимание температура подразумевает то, что она явно измеряется в градусах. В этом случае речь идет о Кельвинах., которые сокращенно прописываются заглавное буквой «К».

Для большего восприятия рассмотрим цветовую температуру светодиодных ламп в таблице, где каждому значению соответствует определенный цвет, наблюдаемый нами в быту и в жизни.

t°, Кельвины	Светоизлучатель
	Первый этап видимого темно-красного свечения раскаленных металлических тел
	Свечение пламени свечи
	Лампа накала мощностью в 40W
	ЛН мощностью в 100W
	ЛН мощность в 200W, галогенки
	Свечение солнца на горизонте
	Лампы дневного света (ЛДС)
	Свечение солнца утром и в обед
	Дуговая лампочка на ксеноне, электродуга
	Свечение солнца в полдень
	Световое излучение при фотовспышке

	Приближенный к ДС
	Приближенный к полуденному солнечному
	Облачная погода
	ДС, с преобладанием рассеянного от чистого голубого неба
	Сумеречное свечение
	Синее небо без облаков на северной стороне непосредственно перед восходом солнца
	Световой источник с «бесконечной t°»
	Ясное небо в зимнее время года
	Синее небо в регионах, приближенных к полярному кругу

Свет цветовой температуры светодиодных излучателей немного другой. В отличие от спектра свечения металла при его нагреве, он имеет несколько иной вид излучаемого светового потока, что обусловлено другой методикой происхождения. Но при этом общая суть остается такой же: с целью получения необходимого оттенка требуется определенная t° светоизлучения. Также стоит отметить и тот факт, что эта характеристика никоим образом не связана с количество выделяемой светоэлементом тепловой энергии.

В очередной раз стоит напомнить, цветовая температура и физическая понятия не тождественные. В первом случае речь идет о яркости светового потока, во втором - о количестве выделяемого тепла.

ВИДЕО: Наука световой температуры

Цветовой градус светодиодок

Современный отечественный рынок предлагает широкий выбор источников светоизлучения на кристаллы светодиодного типа. Все они рассчитаны на работу в разных температурных диапазонах. Как правило, их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, поскольку каждый светоэлемент создает свое, индивидуальное свечение. В одном и том же помещении можно создать разное освещения, используя разные осветительные элементы.

Распределение источников света на шкале цветовой температуры

Для оптимального использования каждого отдельно взятого светоизлучателя необходимо заранее определиться, какой цвет будет больше всего подходить для реализации поставленной цели. Понятие t° светового излучения никоим образом не связано именно со светодиодными излучателями, оно не привязано и к какому-либо определенному светоэлементу, оно зависит исключительно от спектрального состава выбранного излучения.

Температура цвета и раньше была у любого светоизлучающего элемента, просто при производстве стандартных ламп накаливания их световой поток был только «теплым» желтым.

Как только появились люминесцентные и галогенные осветительные приборы вошел в обиход белый, «холодный» свет. Светодиодки характеризуются еще более широким спектром цветотемпературного излучения, что в некоторой степени усложняет самостоятельный выбор наиболее подходящего варианта светового потока. А все оттенки такого источника стали обуславливаться расходниками, из которых изготавливался полупроводник.

Что такое индекс цветопередачи?

Световой поток в светильниках любой конфигурации и назначения может изменять показатели яркости и насыщенности цветов. Это явление в науке называется метамеризмом.

Каждый светоизлучающий элемент обладает определенными показателями цветопередачи, которая на упаковке обозначается индексом CRI (или R_a). Этот параметр определяет его способностью максимально точно передавать цвета светового потока, который выдается светоэлементом.

Если мы говорим об устройстве автомобильного освещения, то лучше всего будут работать диоды с индексом цветопередачи от 80R и выше. Это позволит создать максимально четкую светотеневую границу.

Предложенная ниже таблица помогает разобраться, какой цвет соответствует определенному индексу цветопередачи.

Соответствие качеству	Индекс цветопередачи	Пример осветительного прибора
		Светоэлементы с нитью накала, галогенки
Отличная		Люминесцентные с 5-ти компонентными люминофором, МГЛ (малогалогенные), современные модели светодиодок
Очень хорошая		Люминесцентные с 3-х компонентными люминофором, современные модели светодиодок
		Люминесцентные ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодки
		Люминесцентные ЛД, ЛБ, светодиодки
Ниже средней		ДРЛ (на ртути), НЛВД с улучшенной цветопередачей
		ДНат (натриевые)

Для справки! Разные типы световых изделий, обладая идентичной оттеночной t°, могут передавать оттенки по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета будь то предметов или же объектов освещения от их подлинного при освещении тем или иным световым источником.

Показатели ксеноновых ламп

Сама терминология в отношении ксеноновых источников остается точно такой же, но существует несколько иная градация цвета свечения, где за ориентир принимают t° Солнца, составляющую 5000°К.

Цветность:

3000°К - желтый;
4300°К - светло-желтый;
5000°К- белый;
6000°К - холодным белый с небольшим добавлением голубого;
8000°К - голубой;
10000°К - синий;
12000°К - фиолетовый;
от 15000°К и выше - все оттенки розового.

Наиболее оптимальными для транспортного средства будут параметры от 4300 до 6000°К в градиенте от теплых желтых до холодного белого.

Использовать ксеноновые лампы без автокорректора запрещено КоАП РФ и рассматривается сотрудниками и судами как некорректное использование головного освещения авто, что может привести к создания аварийной обстановки на дороге.

Теперь вы знаете, чем отличается теплый белый цвет от холодного голубого. Руководствуясь этими данными, вы сможете сделать правильный выбор при организации освещения автомобиля или же помещения.

ВИДЕО: Анализ спектра белых светодиодов

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.

Каждая лампочка имеет свое название и описание излучаемого освещения: «теплый», «холодный» свет или «дневной». Но не всегда достаточно просто знать наименование, чтобы определиться с выбором освещения – очень важно правильно определить предназначение этого самого света.

Ответим на вопрос, что такое цветовая температура светодиодных ламп и выясним, какие именно оттенки света лучше всего использовать в тех или иных случаях.

Что это такое?

Цветовая температура (ЦТ) – это тон источника света. По формуле Планка она определяется как температура абсолютно черного тела, излучающего свет сопоставимого с цветом источника излучения.

Температура цвета является характеристикой видимого света и имеет важные применения в освещении, фотографии, кинематографе, издательском деле, производстве, астрофизике, садоводстве и других областях. На практике же она имеет смысл только для источников света, которые ближе всего соответствуют излучению черного тела, то есть на линии от красновато-оранжевого и желтого до белого и сине-белого цвета.

Температура света не является фактической температурой тела – горячая поверхность выделяет тепло, но при этом не является излучением абсолютно черного тела. То есть термин «температура» не имеет никакого отношения к тому, насколько горячая лампочка на ощупь.

Лампа накаливания

Цветовая температура ламп накаливания имеет примерно 2 700 К, при этом нить накала нагревается до этой же температуры, что относит этот вид освещения к электромагнитному тепловому излучению света.

Многие другие источники света, такие как флуоресцентные лампы или светодиоды, излучают свет преимущественно в результате процессов, отличных от теплового излучения. То есть испускаемое излучение не следует за формой спектра черного тела. Подобные источники освещения относят к коррелированным цветовым температурам – температура абсолютно черного тела, которое находится в раскаленном состоянии и обладает определенными свойствами.

Люминесцентные лампы

Цветовая температура люминесцентных ламп характеризуется сравнением с абсолютно черным телом. Изменение показателей меняет свойства составляющих цветового спектра. При пересечении определенной отметки по шкале Кельвина наблюдается повышение синего света и спад красного, при понижении температуры происходят противоположные изменения.

Светодиодная лампа

Цветовая температура светодиодов при свечении не использует тепловые источники нагрева – при излучении в 2 700 К они нагреваются максимум до 80º C.

Существует шкала цветовой температуры, которая выражается не в градусах, а в Кельвинах, и обозначается символом «K» – единица измерения для абсолютной температуры. Она подходит как для светодиодных ламп, так и для ламп другого типа.

Спектральный пик теплого цвета близок к инфракрасному, в то же время большинство естественных источников теплого цвета излучают значительное инфракрасное излучение. Тот факт, что теплое освещение в этом смысле фактически имеет более холодную цветовую температуру, может привести к путанице.

Индекс цветопередачи (CRI)

Индекс цветопередачи – мера способности источника света правильно отображать цвета различных объектов по сравнению с естественным источником света. Источники света с высоким индексом цветопередачи желательны в критически важных для цвета ситуациях, таких как уход за новорожденными, фотография и кинематография. Шкала измерения CRI обычно принимает 100 за идеальную цветопередачу, а если индекс меньше 39 – цветопередача плохая. Естественный источник тепла – Солнце – имеет CRI, равный 100.

Излучение Солнца приближено к абсолютно черному телу. Эффективная температура, которая определяется общей способностью излучения на единицу площади, составляет около 5 780 К. Цветовая температура солнечного света над атмосферой составляет около 5 900 K.

Поскольку люди видят Солнце через слой атмосферы, оно может показаться им красным, оранжевым, желтым или белым в зависимости от его положения. Меняющийся цвет Солнца в течение дня в основном является следствием рассеяния света, но не имеет отношения к изменениям излучения абсолютно черного тела. Синий цвет неба обусловлен рэлеевским рассеянием солнечного света, который стремится рассеивать синий свет больше, чем красный.

Спектр дневного света аналогичен спектру черного тела с коррелированной цветовой температурой 6 500 K или 5 500 K.

Во время восхода и захода Солнца свет имеет более теплую цветовую температуру из-за увеличения рассеяния света в низкой длине волны с помощью эффекта Тиндаля

Выбор цвета светодиодной подсветки

Какой свет выбрать: теплый или холодный? Предпочтение цветности свечения светодиодных ламп – дело субъективное. Географические и климатические факторы также могут сыграть роль в выборе оттенков света. Чаще всего те, кто живет в более холодных северных климатических условиях, предпочитают теплый свет, а жители южных мест – любители холодного света.

Таблица цветовой температуры светодиодного освещения, как можно увидеть, находится в пределах от 2 700K до 6 500K по шкале Кельвина и включает в себя теплый, холодный свет и дневной.

Свечение светодиодных ламп выше 5 000 К относят к холодному белому свету (голубовато-белый), а более низкие цветовые температуры – 2 700-3 000 К к теплому (от желтовато-белого до красного)

Теплый белый свет (warm white) находится в диапазоне от 2 700 K до 3 500 K. Он создает успокаивающий и расслабляющий свет, который отлично подходит для спален, гостиных, столовых или ресторанов.
Дневной свет (neutral white) колеблется от 5 000K–6 000K – четкий и ясный белый свет, который отлично подходит для гаражей, уличного освещения, офисов или магазинов.
Холодный белый свет (cool white) находится между 6 000K и 7 000K – подходит для повышения бдительности, хорош в коммерческих и промышленных помещениях.

Также могут еще выделять естественный белый свет, который варьируется от 3 500 K до 4 500 K. Чистый белый свет лучше остальных имитирует солнечный, что делает его пригодным для использования практически в любом месте. Подвалы, гаражи и другие темные места, которые имеют слабое освещение, являются хорошим местом для прохладных белых светодиодов.

Цвет свечения светодиодов для освещения нужно выбирать в зависимости от того, где именно вы собираетесь использовать лампу, и от ваших личных предпочтений. Теплый свет хорошо применяем в различных жилых помещениях или в местах, где требуется расслабленная атмосфера. Прохладные цвета хороши для современного стиля и в промышленных, коммерческих условиях; или же если вы просто хотите увеличить яркость.

Используя светодиодные источники света, можно подобрать любой белый цвет по шкале Кельвина. Светодиод продается как источник света «полного цветового спектра» или же «улучшенного спектрального освещения».

Источники света LED, лампы или светильники хорошего качества излучают длину волны света, что больше соответствует тому, что мы видим в естественном солнечном свете, где присутствует полный цветовой спектр.

Выбирая холодный или теплый свет, ориентируйтесь на то, что светодиодные изделия для интерьера предлагаются в диапазоне от теплого белого света и нейтрального до белого дневного.

Оттенки теплее (например, 2 700k) выделяют желтый свет, что может быть полезно для кожи, но не подойдет для коммерческих и промышленных помещений и освещения тканей, продуктов питания, где присутствуют насыщенные яркие цвета, такие как красный, оранжевый и пурпурный. Как правило, внешние помещения освещаются в белом диапазоне дневного света. Любой холодный свет дает синий оттенок, а также искажает восприятие цвета – он подойдет для мастерских, гаражей или наружного освещения.

Для освещения дома предлагают светодиодные лампы на 3 500 K, 4 000 K и 5 000 K.

Лампы для встраиваемых потолочных светильников предлагаются в 3 000 K, 4 000 K, 5 000 K.

Лампы для внешнего уличного освещения предлагаются на 5 200 K.

Лампы для внешнего уличного освещения предлагаются на 5 200 K

Освещать такие места как гаражи, подвалы и паркинги для машин предлагается с помощью ламп в 5 000 K и 5 700 K.

Освещать такие места как гаражи, подвалы, паркинги для машин предлагается с помощью ламп в 5 000 K и 5 700 K

Использование полноцветного источника света, такого как светодиодные лампы, улучшает остроту зрения (даже при более низком уровне освещенности), оказывает положительное влияние на внутренние биологические часы организма (циркадный ритм) и просто способствует эффективному освещению.