色溫是照明光學(xué)中用于界說光源色彩的一個(gè)物理量。即把某個(gè)黑體加熱到一個(gè)溫度,其發(fā)射的光的色彩與某個(gè)光源所發(fā)射的光的色彩相一起,這個(gè)黑體加熱的溫度稱之為該光源的色彩溫度,簡(jiǎn)稱色溫。其單位用"K"(開爾文溫度單位)表明。
色溫(colo(u)r temperature)是可見光在拍照、錄像、出書等范疇具有重要應(yīng)用的特征。光源的色溫是經(jīng)過比照它的色彩和理論的熱黑體輻射體來確認(rèn)的。熱黑體輻射體與光源的色彩相匹配時(shí)的開爾文溫度便是那個(gè)光源的色溫,它直接和普朗克黑體輻射定律相聯(lián)絡(luò)。
色溫是表明光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。一般用Tc表明。色溫是按肯定黑體來界說的,肯定黑體的輻射和光源在可見區(qū)的輻射完全相一起,此刻黑體的溫度就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中,紅輻射相對(duì)來說要多些,一般稱為"暖光";色溫提高后,能量分布中,藍(lán)輻射的份額增加,一般稱為"寒光"。一些常用光源的色溫為:標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K(開爾文溫度單位);鎢絲燈為2760-2900K;熒光燈為6400K;閃光燈為3800K;中午陽(yáng)光為5000K;電子閃光燈為6000K;藍(lán)天為10000K。
光源色彩
因?yàn)檫@是種跟別的光源比較時(shí)相逆的標(biāo)準(zhǔn),黑體輻射體的色溫等于它表面的開爾文溫度, 運(yùn)用了以19世紀(jì)英國(guó)物理學(xué)家威廉·湯姆遜,第一代開爾文男爵為名的溫標(biāo)。
白熾燈就十分挨近于一個(gè)黑體輻射體。然后,不少其他光源,諸如熒光燈,并不依照黑體的放射曲線輻射能量,所以其經(jīng)常和相關(guān)色溫(CCT)聯(lián)絡(luò)在一起,這是找到光源的感知色溫跟黑體最相近的辦法。因?yàn)榘谉霟舨⒉恍枨筮@種處理,白熾燈的CCT其實(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)單,便是它那未經(jīng)調(diào)整的開氏溫標(biāo)值,像加熱的黑體輻射體那樣。
根據(jù)太陽(yáng)在天空移動(dòng)的位置,太陽(yáng)的色彩會(huì)轉(zhuǎn)變成赤色、橘色、黃色、白色。在一天中,太陽(yáng)光色彩的改動(dòng)主要是大氣層的反射效果形成的,更淺顯的話:是光線被改動(dòng)了,跟黑體輻射無關(guān)。
因?yàn)榘滋斓奶烊还庠礆w于較高的色溫,而到了傍晚的天然光源歸于低色溫,因此人類的大腦在高色溫照明下會(huì)比較有精力,而在低色溫照明下則會(huì)認(rèn)為該睡了;照明色溫宜依照時(shí)刻調(diào)整凹凸。
就算當(dāng)太陽(yáng)僅僅比水平線高一點(diǎn),仍是可以經(jīng)過估計(jì)它的視色溫(視色溫會(huì)根據(jù)大氣情況改動(dòng))而計(jì)算出它的有用溫度。因此,就算太陽(yáng)看起來是紅的,而且此刻視色溫為2500K,經(jīng)過簡(jiǎn)單的計(jì)算,就可以證明它實(shí)際上的有用溫度大約是5770K。
天空的藍(lán)色不是因?yàn)楹隗w輻射,而是因?yàn)榇髿馊鹄⑸鋾?huì)將陽(yáng)光"打散",藍(lán)光比紅光更簡(jiǎn)單被大氣干擾,這個(gè)現(xiàn)象跟黑體的特性無關(guān)。
光源的色彩常用色溫這一概念來表明。光源發(fā)射光的色彩與黑體在某一溫度下輻射光色相一起,黑體的溫度色溫稱為該光源的色溫。在黑體輻射中,隨著溫度不同,光的色彩各不相同,黑體呈現(xiàn)由紅--橙紅--黃--黃白--白--藍(lán)白的突變進(jìn)程。某個(gè)光源所發(fā)射的光的色彩,看起來與黑體在某一個(gè)溫度下所發(fā)射的光色彩相一起,黑體的這個(gè)溫度稱為該光源的色溫。"黑體"的溫度越高,光譜中藍(lán)色的成份則越多,而赤色的成份則越少。例如,白熾燈的光色是暖白色,其色溫表明為2700K,而日光色熒光燈的色溫表明辦法則是6000K。
某些放電光源,它發(fā)射光的色彩與黑體在各種溫度下所發(fā)射的光色彩都不完全相同。所以在這種情況下用"相關(guān)色溫"的概念。光源所發(fā)射的光的色彩與黑體在某一溫度下發(fā)射的光的色彩最挨近時(shí),黑體的溫度就稱為該光源的相關(guān)色溫。
光源色溫不同,光色也不同,帶來的感覺也不相同:
<3000K 溫暖(帶紅的白色) 穩(wěn)重、溫暖
3000-5000K 中間(白色) 直爽
>5000K 清涼型(帶藍(lán)的白色) 冷
色溫與亮度:高色溫光源照射下,如亮度不高則給人們有一種陰冷的氣氛;低色溫光源照射下,亮度過高會(huì)給人們有一種熾熱感覺。光色的比照:在同一空間運(yùn)用兩種光色差很大的光源,其比照將會(huì)出現(xiàn)層次效果,光色比照大時(shí),在獲得亮度層次的一起,又可獲得光色的層次。
原理
開爾文認(rèn)為,假定某一純黑物體,可以將落在其上的一切熱量吸收,而沒有丟失,一起又可以光圈將熱量生成的能量全部以"光"的方式釋放出來的話,它發(fā)生輻射最大強(qiáng)度的波長(zhǎng)隨溫度變化而變化。
例如,當(dāng)黑體遭到的熱力相當(dāng)于500-550℃時(shí),就會(huì)變成暗赤色(某赤色波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度最大),到達(dá)1050一1150℃時(shí),就變成黃色……因而,光源的色彩成分是與該黑體所受的溫度相對(duì)應(yīng)的。
色溫一般用開爾文溫度(K)來表明,而不是用攝氏溫度單位。打鐵進(jìn)程中,黑色的鐵在爐溫中逐突變成赤色,這便是黑體理論的最好例子。一般咱們所用燈泡內(nèi)的鎢絲就相當(dāng)于這個(gè)黑體。色溫計(jì)算法便是根據(jù)以上原理,用K來對(duì)應(yīng)表明物體在特定溫度輻射時(shí)最大波長(zhǎng)的色彩。
根據(jù)這一原理,任何光線的色溫是相當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣色彩時(shí)所遭到的"溫度"。色彩實(shí)際上是一種心思物理上的效果,一切色彩形象的發(fā)生,是因?yàn)閿鄶嗬m(xù)續(xù)的光譜在眼睛上的反應(yīng),所以色溫只是用來表明色彩的視覺形象。
效果
有人認(rèn)為在色溫上的喜好是因人而定的,這跟咱們?nèi)粘?吹骄拔锞吧嘘P(guān),例如在挨近赤道的人,日??吹降木鶆蛏珳厥窃?1000K(8000K(傍晚)~17000K(中午)),所以比較喜愛高色溫(看起來比較實(shí)在),相反的,在緯度較高的區(qū)域(均勻色溫約6000K)的人就比較喜愛低色溫的(5600K或6500K),也便是說假如您用一臺(tái)高色溫的電視去表現(xiàn)北極的風(fēng)景,看起來就感覺偏青;相反的若您用低色溫的電視去看亞熱帶的風(fēng)情,您會(huì)感覺有點(diǎn)偏紅。
上述說法是一種很常見的誤解。地球上不同人種、不同種族的正常人,對(duì)色彩的感觸是一樣的,不要認(rèn)為區(qū)域或者虹膜色彩不同。看到的色彩就會(huì)有差異。試想在美國(guó)有來自國(guó)際各地不同的種族,假如大家對(duì)同一種色彩的感知是不一樣的,那為什么從來就沒聽說過電影、電視節(jié)目、雜志會(huì)接到不同人種所投訴的不同偏色呢?由此反過來也證明了,一切人看到的色彩應(yīng)該都是一樣的(色盲除外)。詳見《Video Demystified》和《D65,你不知道的正確五顏六色國(guó)際》。
判斷顯示器性能
咱們知道,一般人眼所見到的光線,是由七種色光的光譜疊加組成。但其間有些光線偏藍(lán),有些則偏紅,色溫便是專門用來量度和計(jì)算光線的色彩成分的辦法,是19世紀(jì)末由英國(guó)物理學(xué)家洛德·開爾文所創(chuàng)立的,他制定出了一整套色溫計(jì)算法,而其詳細(xì)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)以一黑體輻射器所發(fā)出來的波長(zhǎng)。
色溫(ColorTemperature)是高檔顯示器一個(gè)性能指標(biāo)。咱們知道,光源發(fā)光時(shí)會(huì)發(fā)生一組光譜,用一個(gè)純黑體發(fā)生出同樣的光譜時(shí)所需求到達(dá)的某一溫度,這個(gè)溫度便是該光源的色溫。15英寸以上數(shù)控顯示器肯定帶有色溫調(diào)理功用,經(jīng)過該功用(一般有9300K、6500K、5000K三個(gè)挑選)可以使顯示器的色彩可以滿足高標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)要求。高檔產(chǎn)品中有些還支持色溫線性調(diào)整功用。
色溫定位
日光燈如何精確地進(jìn)行色溫定位?這就需求運(yùn)用到"色溫計(jì)"啦。
一般情況下,正午10點(diǎn)至下午2點(diǎn),晴朗無云的天空,在沒有太陽(yáng)直射光的情況下,標(biāo)準(zhǔn)日光大約在5200~5500K;新聞拍照燈的色溫在3200K;一般鎢絲燈、照相館拍照黑白照片運(yùn)用的鎢絲燈以及一般的一般燈泡光的色溫大約在 2800K;因?yàn)樯珳仄停栽谶@種情況下拍照的照片擴(kuò)印出來以后會(huì)感到色彩偏黃色。而一般日光燈的色溫在7200~8500K左右,所以在日光燈下拍照的相片會(huì)偏青色。
這都是因?yàn)榕恼窄h(huán)境的色溫與拍照機(jī)器設(shè)定的色溫不對(duì)形成的。一般在擴(kuò)印機(jī)上可以進(jìn)行調(diào)整。但假如拍照現(xiàn)場(chǎng)有日光燈也有鎢絲燈的情況,咱們稱為混合光源,這種片子很難進(jìn)行調(diào)整。
綜上所述,拍照期間對(duì)色溫的考量、設(shè)定以及調(diào)整就顯得十分重要。不管你是運(yùn)用傳統(tǒng)相機(jī)仍是數(shù)碼相機(jī)以及攝像機(jī)。都必須注重色溫!
效應(yīng)
色溫是照明光學(xué)中用于界說光源色彩的一個(gè)物理量。即把某個(gè)黑體加熱到一個(gè)溫度,其發(fā)射的光的色彩與某個(gè)光源所發(fā)射的光的色彩相一起,這個(gè)黑體加熱的溫度稱之為該光源的色彩溫度,簡(jiǎn)稱色溫。其單位用"K"表明。
色溫低的光偏黃,比如白熾燈、2800K左右,色溫高的光偏藍(lán),比如紫光燈,9000K以上。一般認(rèn)為,標(biāo)準(zhǔn)白色光色溫為6500K,CRT所發(fā)出的白光約為5500K,所以稍微改動(dòng)三基色的混合份額,即可模擬出增減色溫的效果,使用色溫的原理實(shí)現(xiàn)的拍照、攝像、顯示等設(shè)備的變化的進(jìn)程稱為色溫效應(yīng)。
平衡
色溫在影視鏡頭的拍照中,常用兩種以上光源照明,一般情況下都要求其色溫相一致。在外景或?qū)嵕芭恼罩?,在以日光照明為主的情況下,常用如燈火作輔肋光,假如用低色溫?zé)艟?3200k)就要向日光(5600k )的色溫調(diào)整,其常用的辦法是用升高色溫的燈火紙或直接用高色溫?zé)?,也有時(shí)特意用兩種色溫的燈火別離照明同一景物,不進(jìn)行平衡,以獲得冷暖相間的照明效果。
光源與五顏六色膠片、攝象機(jī)之間的色溫和諧關(guān)系:日光片只能在5600k色溫條件下拍照;燈火片只能在3200k色溫條件下拍照。攝像在日光下拍照加5600k濾色鏡,在3200k燈火下拍照加3200k 的濾色鏡。
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