دمای رنگ چیست؟ این منبع نور است که تابش یک جسم سیاه ایده آل است. سایه های خاصی از خود ساطع می کند که با منبع نور قابل مقایسه است. دمای رنگ مشخصه پرتو مرئی است که کاربردهای مهمی در نورپردازی، عکاسی، فیلمبرداری، انتشارات، تولید، اخترفیزیک، باغبانی و غیره دارد.
در عمل، این اصطلاح فقط برای منابع نوری معنی دارد که در واقع با تابش نوعی جسم سیاه مطابقت دارند. یعنی یک پرتو از قرمز تا نارنجی، از زرد تا سفید و سفید مایل به آبی. منطقی نیست که مثلاً در مورد نور سبز یا بنفش صحبت کنیم. هنگام پاسخ به این سوال که دمای رنگ چیست، ابتدا باید گفت که معمولاً با استفاده از نماد K، یک واحد تابش مطلق، بر حسب کلوین بیان می شود.
انواع نور
CG بالاتر از 5000K "رنگ های سرد" (سایه های آبی) و پایین تر، 2700-3000K - "گرم" (زرد) نامیده می شود. گزینه دوم در این زمینه مشابه دمای رنگ ساطع شده از لامپ است. اوج طیفی آن به مادون قرمز نزدیکتر است و بیشتر منابع طبیعی تابش قابل توجهی از خود ساطع می کنند. این واقعیت که نورپردازی "گرم" به این معنا در واقع یک CG "خنک کننده" دارد اغلب گیج کننده است. این یک جنبه مهم از دمای رنگ است.
CT تابش الکترومغناطیسی ساطع شده از یک جسم سیاه ایده آل به عنوان t سطح آن بر حسب کلوین یا به طور متناوب در منجلاب ها تعریف می شود. این به شما امکان می دهد استانداردی را که منابع نور با آن مقایسه می شوند، تعریف کنید.
از آنجایی که یک سطح داغ تشعشعات حرارتی ساطع می کند اما خروجی جسم سیاه کاملی نیست، دمای رنگ نور نشان دهنده t واقعی سطح نیست.
نورپردازی
دمای رنگ چنده، روشن شد. اما برای چیست؟
برای روشنایی داخلی ساختمان ها، اغلب مهم است که CG درخشندگی را در نظر بگیرید. رنگ‌های گرم‌تر، مانند دمای رنگ چراغ‌های LED، اغلب در مکان‌های عمومی برای ایجاد آرامش استفاده می‌شود، در حالی که رنگ سردتر برای افزایش تمرکز، مانند مدارس و ادارات استفاده می‌شود.
آبزی پروری
در پرورش ماهی، دمای رنگ کارکردها و تمرکزهای متفاوتی در همه صنایع دارد.
در آکواریوم های آب شیرین، DH معمولاً فقط برای دریافت بیشتر مهم استتصویر جذاب نور به طور کلی برای ایجاد یک طیف زیبا طراحی شده است، گاهی اوقات با تمرکز ثانویه بر زنده نگه داشتن گیاهان.
در یک آکواریوم آب شور/صخره، دمای رنگ بخشی جدایی ناپذیر از سلامتی است. بین 400 تا 3000 نانومتر، نور با طول موج کوتاه‌تر می‌تواند عمیق‌تر از نور طول موج بلند به داخل آب نفوذ کند و منابع انرژی لازم را برای جلبک‌های موجود در مرجان‌ها فراهم کند. این معادل افزایش دمای رنگ با عمق مایع در این محدوده طیفی است. از آنجایی که مرجان ها در آب های کم عمق زندگی می کنند و در مناطق استوایی نور مستقیم خورشید را دریافت می کنند، تمرکز بر شبیه سازی این وضعیت در زیر نور 6500 کلوین بود.
دمای رنگ چراغ های LED برای جلوگیری از شکوفه دادن آکواریوم در شب و در عین حال بهبود فتوسنتز استفاده می شود.
تیراندازی دیجیتال
در این ناحیه، گاهی اوقات این اصطلاح به جای تعادل رنگ سفید استفاده می شود، که اجازه می دهد مقادیر رنگی برای شبیه سازی تغییرات در دمای رنگ محیط تغییر داده شوند. اکثر دوربین های دیجیتال و نرم افزارهای تصویربرداری توانایی شبیه سازی مقادیر خاص محیطی (مانند آفتابی، ابری، تنگستن و غیره) را ارائه می دهند.
در عین حال، مناطق دیگر فقط مقادیر تراز سفیدی بر حسب کلوین دارند. این گزینه‌ها تن را تغییر می‌دهند، دمای رنگ نه تنها در امتداد محور آبی-زرد تعیین می‌شود، بلکه برخی از برنامه‌ها شامل کنترل‌های اضافی هستند (گاهی اوقات با برچسبمانند "رنگ") که محور سبز ارغوانی را اضافه می کنند، تا حدودی مشمول تفسیر هنری هستند.
فیلم عکاسی، دمای رنگ روشن
فیلم عکاسی مانند شبکیه چشم یا ادراک بصری انسان به پرتوها پاسخ نمی دهد. جسمی که برای ناظر سفید به نظر می رسد ممکن است در عکس بسیار آبی یا نارنجی به نظر برسد. برای دستیابی به WB خنثی، ممکن است لازم باشد تعادل رنگ در حین چاپ اصلاح شود. درجه این اصلاح محدود است زیرا فیلم رنگی معمولاً دارای سه لایه حساس به سایه های مختلف است. و هنگامی که در زیر منبع نور "نادرست" استفاده می شود، هر ضخامت ممکن است به تناسب پاسخ ندهد و ته رنگ های عجیب و غریبی در سایه ها ایجاد کند، حتی اگر به نظر می رسید که میان تن ها تعادل مناسبی از دمای رنگ سفید و رنگ در زیر ذره بین باشد. منابع نور با طیف های ناپیوسته، مانند لوله های فلورسنت، نیز نمی توانند در چاپ به طور کامل تصحیح شوند، زیرا ممکن است یکی از لایه ها به سختی تصویر را ضبط کرده باشد.
تلویزیون، ویدئو
در تلویزیون NTSC و PAL، مقررات ایجاب می کنند که صفحه نمایش ها دارای دمای رنگ 6500K باشند. در بسیاری از تلویزیون های درجه یک مصرف کننده، انحراف بسیار قابل توجهی از این الزام وجود دارد. با این حال، در نمونه‌های با کیفیت بالاتر، دمای رنگ را می‌توان تا 6500 کلوین از طریق یک تنظیم از پیش برنامه‌ریزی‌شده یا کالیبراسیون سفارشی تنظیم کرد.
اکثر دوربین های ویدئویی و دیجیتال می توانند دمای رنگ را تنظیم کنند،زوم کردن روی یک سوژه سفید یا خنثی و تنظیم آن بر روی "WB" دستی (به دوربین بگویید که سوژه تمیز است). سپس دوربین تمام رنگ های دیگر را بر این اساس تنظیم می کند. تعادل رنگ سفید به ویژه در اتاقی با نور فلورسنت، دمای رنگ چراغ های LED و هنگام جابجایی دوربین از یک نور به نور دیگر ضروری است. بیشتر دوربین‌ها دارای ویژگی تعادل رنگ سفید خودکار هستند که سعی می‌کند رنگ نور را تشخیص داده و بر اساس آن تصحیح کند. در حالی که این تنظیمات زمانی غیرقابل اعتماد بودند، اما در دوربین های دیجیتال امروزی بسیار بهبود یافته اند و تعادل سفیدی دقیقی را در شرایط نوری بسیار متنوعی ارائه می دهند.
کاربردهای هنری از طریق کنترل دمای رنگ
فیلمسازان "تعادل سفیدی" را مانند اپراتورهای دوربین فیلمبرداری انجام نمی دهند. آنها از تکنیک‌هایی مانند فیلتر، انتخاب فیلم، درجه‌بندی رنگ قبل از فلاش و پس از گرفتن، هم در نوردهی آزمایشگاهی و هم به صورت دیجیتال استفاده می‌کنند. فیلمبرداران همچنین برای دستیابی به جلوه های رنگی مورد نظر با طراحان صحنه و نورپردازان همکاری نزدیک دارند.
برای هنرمندان، بیشتر رنگدانه ها و کاغذها دارای رنگ سرد یا گرم هستند، زیرا چشم انسان می تواند حتی مقدار کمی از اشباع را تشخیص دهد. خاکستری مخلوط با زرد، نارنجی یا قرمز یک "خاکستری گرم" است. سبز، آبی یا بنفش "تهوع سرد" ایجاد می کند. شایان ذکر است که این حس درجه مخالف حس دمای واقعی است. آبی به عنوان توصیف شده است"سردتر"، اگرچه مربوط به یک جسم سیاه با دمای بالا است.
طراحان نور گاهی اوقات فیلترهای CG را انتخاب می کنند، معمولاً برای مطابقت با نوری که از نظر تئوری سفید است. از آنجایی که دمای رنگ لامپ های ال ای دی بسیار بالاتر از تنگستن است، استفاده از این دو لامپ می تواند منجر به تضاد شدید شود. بنابراین گاهی اوقات لامپ های HID نصب می شوند که معمولاً 6000-7000 K ساطع می کنند.
لامپ‌های با عملکرد مخلوط کردن صدا نیز قادر به تولید نور تنگستن هستند. دمای رنگ نیز می تواند عاملی در انتخاب لامپ ها باشد، زیرا هر کدام احتمالا دمای رنگ متفاوتی دارند.
فرمولها
وضعیت کیفی نور به عنوان مفهوم دمای نور درک می شود. دمای رنگ با تغییر مقدار تابش در برخی از قسمت‌های طیف تغییر می‌کند.
ایده استفاده از ساطع کننده های پلانک به عنوان معیاری برای قضاوت در مورد دیگر منابع نوری جدید نیست. در سال 1923، پریست، با نوشتن در مورد "طبقه بندی دمای رنگ در رابطه با کیفیت"، CCT را همانطور که امروزه درک می شود، حتی تا حد استفاده از اصطلاح "رنگ t ظاهری" توصیف کرد.
چند رویداد مهم در سال 1931 رخ داد. به ترتیب زمانی:
- ریموند دیویس مقاله ای در مورد "دمای رنگ همبسته" منتشر کرد. او با اشاره به مکان پلانک در نمودار rg، CCT را به عنوان میانگین "t مولفه های اولیه" با استفاده از مختصات سه خطی تعریف کرد.
- CIE فضای رنگی XYZ را اعلام کرد.
- دین بی. جادمقاله ای در مورد ماهیت "کمترین تفاوت های محسوس" در رابطه با محرک های رنگی منتشر کرد. از نظر تجربی، او تشخیص داد که تفاوت در حس، که او ΔE نامید برای «گام متمایز بین رنگ‌ها… Empfindung»، متناسب با فاصله رنگ‌ها در نمودار است.
با اشاره به او، جاد پیشنهاد کرد که
K ∆ E=| از 1 - از 2 |=حداکثر (| r 1 - r 2 |، | g 1 - g 2 |).
گامی مهم در علم
این پیشرفت‌ها راه را برای ایجاد فضاهای رنگی جدید که برای ارزیابی CGهای همبسته و تفاوت‌های آنها مناسب‌تر هستند، هموار کرده است. و همچنین این فرمول علم را به پاسخ به این سوال نزدیک کرد که طبیعت از چه دمای رنگی استفاده می کند. پریست با ترکیب مفاهیم تفاوت و CG این نکته را بیان کرد که چشم به تفاوت های ثابت در دمای "معکوس" حساس است. تفاوت یک درجه ریز متقابل (mcrd) نسبتاً نماینده یک تفاوت مشکوک محسوس در مطلوب ترین شرایط مشاهده است.
پریستاستفاده از "مقیاس دما را به عنوان مقیاسی برای ترتیب رنگی بودن چندین منبع نور به ترتیب متوالی" پیشنهاد کرد. در طول سال‌های بعد، جاد سه مقاله مهم دیگر منتشر کرد.
ابتدا یافته‌های پریست، دیویس و جاد را با کار بر روی حساسیت به تغییرات دمای رنگ تأیید کرد.
دومین فضای رنگی جدیدی را پیشنهاد کرد که توسط اصلی هدایت می شود که به جام مقدس تبدیل شده است: یکنواختی ادراک (فاصله رنگی باید متناسب با تفاوت در ادراک باشد). جاد از طریق یک تحول فرافکنانه دریافت"فضای همگن" بیشتر (UCS) که در آن می توان CCT را پیدا کرد.
او از یک ماتریس تبدیل برای تغییر مقدار X، Y، Z سیگنال سه رنگ به R، G، B استفاده می کند.
مقاله سوم محل رنگ آمیزی های همدما را در نمودار CIE به تصویر می کشد. از آنجایی که نقاط همدما در UCS نرمال تشکیل می دهند، تبدیل مجدد به صفحه xy نشان می دهد که آنها همچنان خطوطی هستند، اما دیگر بر مکان عمود نیستند.
محاسبه
ایده جاد در مورد تعیین نزدیکترین نقطه به مکان پلانک در یک فضای رنگی همگن، امروزه نیز مطرح است. در سال 1937، مک آدام "نمودار یکنواختی مقیاس رنگ اصلاح شده" را بر اساس برخی ملاحظات هندسی ساده پیشنهاد کرد.
این فضای رنگی هنوز برای محاسبه CCT استفاده می شود.
روبرتسون
قبل از ظهور رایانه های شخصی قدرتمند، معمول بود که دمای رنگ همبسته را با درونیابی از جداول و نمودارهای جستجو تخمین بزنند. شناخته شده ترین روشی است که توسط رابرتسون ایجاد شد، که از فاصله نسبتاً یکنواخت مقیاس Mired برای محاسبه CCT با استفاده از درونیابی خطی مقادیر ایزوترم فرو رفته استفاده کرد.
فاصله نقطه کنترل تا ایزوترم i-ام چگونه تعیین می شود؟ این را می توان از فرمول زیر مشاهده کرد.
توزیع توان طیفی
Imiمنابع نور را می توان مشخص کرد. منحنی های SPD نسبی ارائه شده توسط بسیاری از سازندگان ممکن است در مراحل 10 نانومتری یا بیشتر در طیف سنج آنها به دست آمده باشد. نتیجه توزیع برق بسیار نرمتر از یک لامپ معمولی است. به دلیل این جدایی، افزایش های ظریف تری برای اندازه گیری لامپ های فلورسنت توصیه می شود و این به تجهیزات گران قیمت نیاز دارد.
خورشید
دمای مؤثر، که توسط کل توان تابشی در واحد مربع تعیین می شود، حدود 5780 K است. CG نور خورشید در بالای جو نشان دهنده حدود 5900 K است.
وقتی خورشید از آسمان عبور می کند، بسته به موقعیت آن می تواند قرمز، نارنجی، زرد یا سفید باشد. تغییر رنگ ستاره در طول روز عمدتاً در نتیجه پراکندگی است و به دلیل تغییر در تشعشعات جسم سیاه نیست. رنگ آبی آسمان ناشی از پراکندگی نور خورشید در جو است که بیشتر از رنگ های قرمز رنگ های آبی را پراکنده می کند.
