ما هي درجة حرارة اللون؟ هذا هو مصدر الضوء ، وهو إشعاع الجسم الأسود المثالي. ينضح بعض الظلال ، والتي يمكن مقارنتها بمصدر الضوء. درجة حرارة اللون هي سمة من سمات الحزمة المرئية التي لها تطبيقات مهمة في الإضاءة ، والتصوير الفوتوغرافي ، والتصوير بالفيديو ، والنشر ، والتصنيع ، والفيزياء الفلكية ، والبستنة ، وأكثر من ذلك.
في الممارسة العملية ، المصطلح منطقي فقط لمصادر الضوء التي تتوافق في الواقع مع إشعاع نوع من الجسم الأسود. أي ، شعاع يتراوح من الأحمر إلى البرتقالي ، من الأصفر إلى الأبيض والأزرق الأبيض. ليس من المنطقي التحدث ، على سبيل المثال ، عن الضوء الأخضر أو البنفسجي. عند الإجابة عن سؤال ماهية درجة حرارة اللون ، يجب أولاً القول إنه يتم التعبير عنها عادةً في كلفن باستخدام الرمز K ، وهو وحدة الإشعاع المطلق.
أنواع الضوء
CG فوق 5000 كلفن تسمى "الألوان الباردة" (ظلال زرقاء) ، وأدنى ، 2700-3000 كلفن - "دافئة" (أصفر). الخيار الثاني في هذا السياق مشابه لدرجة حرارة اللون المنبعثة من المصباح. ذروته الطيفية أقرب إلى الأشعة تحت الحمراء ، ومعظم المصادر الطبيعية تعطي إشعاعًا كبيرًا. غالبًا ما تكون حقيقة أن الإضاءة "الدافئة" بهذا المعنى تحتوي في الواقع على درجة حرارة "أكثر برودة" أمرًا محيرًا. هذا جانب مهم من درجة حرارة اللون.
التصوير المقطعي للإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من جسم أسود مثالي يُعرَّف بأنه تي سطحه في الكلفن أو بدلاً من ذلك في الوحل. يتيح لك هذا تحديد المعيار الذي تتم من خلاله مقارنة مصادر الضوء.
نظرًا لأن السطح الساخن ينبعث منه إشعاع حراري ولكنه ليس تدفقًا مثاليًا للجسم الأسود ، فإن درجة حرارة اللون للضوء لا تمثل t الفعلي للسطح.
الإضاءة
ما هي درجة حرارة اللون ، أصبح واضحا. ولكن ما هذا؟
بالنسبة للإضاءة الداخلية للمباني ، من المهم غالبًا مراعاة CG للإشعاع. غالبًا ما يتم استخدام تدرج أكثر دفئًا ، مثل درجة حرارة لون مصابيح LED ، في الأماكن العامة لتعزيز الاسترخاء ، بينما يتم استخدام تدرج أكثر برودة لزيادة التركيز ، كما هو الحال في المدارس والمكاتب.
تربية الأحياء المائية
في تربية الأسماك ، درجة حرارة اللون لها وظائف مختلفة وتركز في جميع الصناعات.
في أحواض المياه العذبة ، عادة ما يكون DH مهمًا فقط للحصول على المزيدصورة جذابة. تم تصميم الضوء بشكل عام لإنشاء طيف جميل ، وأحيانًا مع التركيز الثانوي على إبقاء النباتات على قيد الحياة.
في حوض أسماك المياه المالحة / الشعاب المرجانية ، تعد درجة حرارة اللون جزءًا لا يتجزأ من الصحة. بين 400 و 3000 نانومتر ، يمكن للضوء ذي الطول الموجي الأقصر أن يخترق المياه بشكل أعمق من الضوء ذي الموجة الطويلة ، مما يوفر مصادر الطاقة اللازمة للطحالب الموجودة في الشعاب المرجانية. هذا يعادل زيادة في درجة حرارة اللون مع عمق السائل في هذا النطاق الطيفي. نظرًا لأن الشعاب المرجانية تميل إلى العيش في المياه الضحلة وتتلقى أشعة الشمس المباشرة الشديدة في المناطق الاستوائية ، فقد كان التركيز على محاكاة هذا الوضع تحت 6500 كلفن ضوء.
تُستخدم درجة حرارة ألوان مصابيح LED للحفاظ على حوض السمك من التفتح في الليل ، مع تحسين التمثيل الضوئي.
التصوير الرقمي
في هذه المنطقة ، يُستخدم المصطلح أحيانًا بالتبادل مع توازن اللون الأبيض ، مما يسمح بإعادة تعيين قيم الصبغة لمحاكاة التغييرات في درجة حرارة اللون المحيطة. توفر معظم الكاميرات الرقمية وبرامج التصوير القدرة على محاكاة قيم بيئية محددة (مثل المشمس ، والغيوم ، والتنغستن ، وما إلى ذلك).
في الوقت نفسه ، تحتوي المناطق الأخرى فقط على قيم توازن اللون الأبيض بالكلفن. تعمل هذه الخيارات على تغيير الدرجة اللونية ، ويتم تحديد درجة حرارة اللون ليس فقط على طول المحور الأزرق والأصفر ، ولكن بعض البرامج تتضمن عناصر تحكم إضافية (تسمى أحيانًامثل "hue") التي تضيف محورًا أرجوانيًا أخضر ، فهي تخضع إلى حد ما للتفسير الفني.
فيلم فوتوغرافي ، درجة حرارة اللون الفاتح
فيلم التصوير الفوتوغرافي لا يستجيب للأشعة مثل شبكية العين البشرية أو الإدراك البصري. قد يظهر الكائن الذي يظهر أبيض للمراقب باللون الأزرق أو البرتقالي للغاية في الصورة. قد يلزم تصحيح توازن اللون أثناء الطباعة لتحقيق توازن اللون الأبيض المحايد. درجة هذا التصحيح محدودة لأن الفيلم الملون يحتوي عادة على ثلاث طبقات حساسة للظلال المختلفة. وعند استخدامها تحت مصدر ضوء "خاطئ" ، قد لا تستجيب كل سماكة بشكل متناسب ، مما ينتج عنه صبغات غريبة في الظلال ، على الرغم من أن الدرجات اللونية النصفية تبدو وكأنها التوازن الصحيح للون الأبيض ، ودرجة حرارة اللون تحت المكبر. مصادر الضوء ذات الأطياف غير المستمرة ، مثل أنابيب الفلورسنت ، لا يمكن أيضًا تصحيحها بالكامل في الطباعة ، حيث قد تكون إحدى الطبقات بالكاد قد سجلت الصورة على الإطلاق.
تلفزيون ، فيديو
في NTSC و PAL TV ، تتطلب اللوائح أن تكون درجة حرارة الشاشات 6500K. في العديد من أجهزة التلفزيون المخصصة للمستهلكين ، هناك انحراف ملحوظ جدًا عن هذا المطلب. ومع ذلك ، في الأمثلة عالية الجودة ، يمكن ضبط درجات حرارة اللون حتى 6500 كلفن من خلال إعداد مبرمج مسبقًا أو معايرة مخصصة.
يمكن لمعظم كاميرات الفيديو والكاميرات الرقمية ضبط درجة حرارة اللون ،تكبير موضوع أبيض أو محايد وضبطه على "WB" يدوي (إخبار الكاميرا بأن الهدف نظيف). تقوم الكاميرا بعد ذلك بضبط جميع الأشكال الأخرى وفقًا لذلك. يعد توازن اللون الأبيض أمرًا ضروريًا ، خاصة في غرفة بها إضاءة فلورية ، ودرجة حرارة لون مصابيح LED ، وعند نقل الكاميرا من إضاءة إلى أخرى. تحتوي معظم الكاميرات أيضًا على ميزة توازن اللون الأبيض التلقائي التي تحاول اكتشاف لون الضوء وتصحيحه وفقًا لذلك. بينما كانت هذه الإعدادات غير موثوقة في يوم من الأيام ، فقد تم تحسينها بشكل كبير في الكاميرات الرقمية الحالية وتوفر توازنًا دقيقًا للون الأبيض في مجموعة متنوعة من ظروف الإضاءة.
تطبيقات فنية من خلال التحكم في درجة حرارة اللون
لا يقوم صانعو الأفلام بعمل "توازن اللون الأبيض" بنفس الطريقة التي يقوم بها مشغلو كاميرات الفيديو. يستخدمون تقنيات مثل المرشحات ، واختيار الفيلم ، وتصنيف ألوان ما قبل وما بعد الالتقاط ، سواء في التعرض للمختبر أو رقميًا. يعمل المصورون السينمائيون أيضًا عن كثب مع مصممي المجموعات وطاقم الإضاءة لتحقيق التأثيرات اللونية المرغوبة.
بالنسبة للفنانين ، تحتوي معظم الأصباغ والأوراق على صبغة باردة أو دافئة ، حيث يمكن للعين البشرية اكتشاف قدر ضئيل من التشبع. اللون الرمادي الممزوج بالأصفر أو البرتقالي أو الأحمر هو "الرمادي الدافئ". يُنشئ اللون الأخضر أو الأزرق أو الأرجواني "درجات تحتية رائعة". وتجدر الإشارة إلى أن هذا الإحساس بالدرجات هو عكس الإحساس بدرجة الحرارة الفعلية. يوصف الأزرق بأنه"أبرد" بالرغم من أنه يتوافق مع جسم أسود ذو درجة حرارة عالية.
يختار مصممو الإضاءة أحيانًا مرشحات CG ، عادةً لتتناسب مع الضوء الأبيض من الناحية النظرية. نظرًا لأن درجة حرارة لون مصابيح LED أعلى بكثير من درجة حرارة التنجستن ، فإن استخدام هذين المصباحين يمكن أن يؤدي إلى تباين صارخ. لذلك ، في بعض الأحيان يتم تثبيت مصابيح HID ، والتي عادة ما تنبعث منها 6000-7000 كلفن.
المصابيح ذات وظائف خلط النغمات قادرة أيضًا على توليد ضوء يشبه التنغستن. يمكن أن تكون درجة حرارة اللون أيضًا عاملاً عند اختيار المصابيح ، حيث من المحتمل أن يكون لكل منها درجة حرارة لون مختلفة.
الصيغ
تُفهم الحالة النوعية للضوء على أنها مفهوم درجة حرارة الضوء. تتغير درجة حرارة اللون عندما تتغير كمية الإشعاع في بعض أجزاء الطيف.
فكرة استخدام بواعث بلانك كمعيار يمكن من خلاله الحكم على مصادر الضوء الأخرى ليست فكرة جديدة. في عام 1923 ، كتب القس عن "تصنيف درجة حرارة اللون بالنسبة للجودة" ، ووصف CCT بشكل أساسي كما هو مفهوم اليوم ، حتى إلى حد استخدام مصطلح "اللون الظاهر t".
حدثت عدة أحداث مهمة في عام 1931. بالترتيب الزمني:
- نشر ريموند ديفيس مقالاً عن "درجة حرارة اللون المرتبطة". بالإشارة إلى موضع بلانك على الرسم البياني rg ، عرّف CCT على أنه متوسط "المكونات الأولية t" باستخدام الإحداثيات ثلاثية الخطوط.
- أعلنتCIE مساحة اللون XYZ.
- دين بي جودنشر مقالاً عن طبيعة "أقل الاختلافات المحسوسة" فيما يتعلق بالمحفزات اللونية. من الناحية التجريبية ، قرر أن الاختلاف في الإحساس ، والذي أسماه ΔE لـ "خطوة التمييز بين الألوان …
بالإشارة إليها ، اقترح جود أن
K ∆ E=| من 1 - من 2 |=max (| r 1 - r 2 |، | g 1 - g 2 |).
خطوة مهمة في العلم
مهدت هذه التطورات الطريق لإنشاء مساحات لونية جديدة مناسبة بشكل أفضل لتقييم CGs المترابطة والاختلافات بينها. كما جعلت الصيغة العلم أقرب إلى الإجابة على سؤال حول درجة حرارة اللون التي تستخدمها الطبيعة. من خلال الجمع بين مفهومي الاختلاف و CG ، أوضح القس أن العين حساسة للاختلافات المستمرة في درجة الحرارة "العكسية". الاختلاف في درجة واحدة صغيرة متبادلة (mcrd) يمثل إلى حد ما اختلافًا ملموسًا مشكوكًا فيه في ظل ظروف الملاحظة الأكثر ملاءمة.
اقترح القس استخدام "مقياس درجة الحرارة كمقياس لترتيب اللونية لمصادر الضوء المتعددة بترتيب تسلسلي." على مدى السنوات التالية ، نشر جود ثلاث مقالات أكثر أهمية.
أكد أولاً النتائج التي توصل إليها القس ، وديفيز ، وجود ، مع العمل على الحساسية لتغير درجة حرارة اللون.
اقترح الثاني مساحة تدرج لون جديدة ، مسترشدة بمبدأ أصبح الكأس المقدسة: توحيد الإدراك (يجب أن تكون المسافة اللونية متناسبة مع الاختلاف في الإدراك). وجد جود من خلال تحول إسقاطيالمزيد من "المساحة المتجانسة" (UCS) حيث يمكن العثور على CCT.
يستخدم مصفوفة تحويل لتغيير قيمة X ، Y ، Z للإشارة ثلاثية الألوان إلى R ، G ، B.
وصفت المقالة الثالثة موقع اللونية متساوي الحرارة على مخطط CIE. نظرًا لأن النقاط المتساوية شكلت بشكل طبيعي على UCS ، فإن التحويل مرة أخرى إلى المستوى xy أظهر أنها لا تزال خطوطًا ، لكنها لم تعد متعامدة على الموقع.
حساب
فكرة جود لتحديد أقرب نقطة إلى موضع بلانك في مساحة لونية متجانسة لا تزال صالحة حتى اليوم. في عام 1937 ، اقترح ماك آدم "مخططًا معدلاً لتوحيد مقياس تدرج اللون" بناءً على بعض الاعتبارات الهندسية المبسطة.
مساحة اللونية هذه لا تزال تستخدم لحساب CCT.
طريقة روبرتسون
قبل ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية القوية ، كان من المعتاد تقدير درجة حرارة اللون المرتبطة عن طريق الاستيفاء من جداول البحث والمخططات. الطريقة الأكثر شهرة هي تلك التي طورها روبرتسون ، الذي استفاد من الفاصل الزمني المنتظم نسبيًا لمقياس Mired لحساب CCT باستخدام الاستيفاء الخطي لقيم متساوي الحرارة الغارقة.
كيف يتم تحديد المسافة من نقطة التحكم إلى متساوي الحرارة i؟ يمكن ملاحظة ذلك من الصيغة أدناه.
توزيع الطاقة الطيفية
Imiيمكن وصف مصادر الضوء. قد يكون تم الحصول على منحنيات SPD النسبية المقدمة من قبل العديد من الشركات المصنعة في خطوات 10 نانومتر أو أكثر على مقياس الطيف الخاص بهم. والنتيجة هي توزيع أكثر سلاسة للطاقة من المصباح التقليدي. بسبب هذا الفصل ، يوصى بزيادات أدق لقياسات مصابيح الفلورسنت ، وهذا يتطلب معدات باهظة الثمن.
الشمس
درجة الحرارة الفعالة ، التي تحددها الطاقة الإشعاعية الإجمالية لكل وحدة مربعة ، تبلغ حوالي 5780 كلفن. يمثل CG لضوء الشمس فوق الغلاف الجوي حوالي 5900 كلفن.
عندما تعبر الشمس السماء ، يمكن أن تكون حمراء أو برتقالية أو صفراء أو بيضاء ، حسب موقعها. إن التغير في لون النجم أثناء النهار ناتج بشكل أساسي عن التشتت وليس بسبب التغيرات في إشعاع الجسم الأسود. اللون الأزرق للسماء ناتج عن تشتت ضوء الشمس في الغلاف الجوي ، والذي يميل إلى تشتيت درجات اللون الأزرق أكثر من اللون الأحمر.
