Достаточно ли знать цветовую температуру Солнца, чтобы получить правильный баланс белого?
Во-первых, цветовая температура — это только одна ось того, что мы называем баланс белого или цветовой баланс. Цветовая температура основана на свете, излучаемом излучателями черного тела при различных температурах, выраженных с использованием шкалы Кельвина. Это бежит от янтарного / оранжевого на одном конце к сине-фиолетовому на другом. Примерно перпендикулярно янтару ← → синей осью является зеленая ← → пурпурная ось. Два источника света с одинаковой базовой цветовой температурой могут иметь радикально различный «оттенок», как мы часто называем зеленую ось ← → пурпурный.
С солнцем, единственное место, где оно всегда одинаково с точки зрения баланса белого, находится в космическом пространстве. Из любой точки земной поверхности атмосферные условия и угол наклона солнца на небе будут влиять на точную цветовую температуру и даже оттенок дневного света.
Даже при безоблачном небе все еще существуют такие факторы, как частицы в воздухе, которые могут изменить то, как атмосфера фильтрует проходящий через него солнечный свет.
Затем на любые потенциальные объекты накладываются цветовые оттенки из-за отражения других вещей вокруг них. Свет от одного и того же неба будет сильно отличаться для одного и того же человека, стоящего на белом или бежевом песчаном пляже, чем если бы этот человек сделал несколько шагов к месту, где он стоит на пышной зеленой траве.
Состав цвета, световая температура, солнце — Работа со светом — Статьи и уроки
Объект съемки может быть освещен естественным светом, искусственным источником света или смешанным светом.
Спектральный состав источников света оценивают цветовой температурой. Количественно цветовая температура обозначается в градусах Кельвина (° К).На спектральный состав света влияют многие факторы. Так, при восходе и закате солнца в составе света преобладают желтые и красные лучи. Такой свет имеет цветовую температуру 4000—5000 °К- В туманные дни цветовая температура 7500—8500° К.
Свет синего неба имеет цветовую температуру 12 000—27 000 ЭК. В летние месяцы средняя цветовая температура 5800—6400° К, в зимние —5500—6000 °К.
Цветовая температура ламп накаливания зависит от их типа и величины подведенного к ним электрического напряжения. Приближенно принято считать, что изменение напряжения на 1% у ламп накаливания 110—127 в увеличивает цветовую температуру на 10—15 °К.
Глаз не способен точно оценивать цветовую температуру, которая может изменяться весьма значительно в течение короткого отрезка времени, например в горах.
Эти изменения затрудняют съемку и могут быть причиной неудовлетворительных по цветовоспроизведению изображений.
Цветовая температура — температура, при которой абсолютно черное тело излучает свет того же спектрального состава, что и свет, излучаемый сравниваемым источником света.
Естественный свет — прямой солнечный свет и свет, отраженный от неба и от бликующих поверхностей. Освещение объекта естественным светом может быть различным по яркости, контрасту и спектральному составу. На эти характеристики влияют высота солнца, атмосферные условия, время суток, время года и географическая широта местности.
Высоту солнца оценивают в угловых градусах (/г„) от линии горизонта. В момент восхода или заката солнца А0=0е, когда солнце находится в зените, т. е. над головой, h0 90°. Высота солнца зависит от времени года, времени суток и географической широты местности.
С изменением высоты солнца меняется освещенность на различно расположенных деталях объекта, одновременно меняется и контрастность освещения, т. е. соотношение между освещенностями деталей объекта. Расположение теней и их длина также зависят от положения солнца.
Чем ниже спускается солнце к горизонту в безоблачную погоду, тем меньше света доходит до земной поверхности. По мере того как солнце поднимается над горизонтом, освещенность горизонтальной поверхности быстро увеличивается. В средних широтах солнце поднимается не столь высоко (например, для Москвы максимальная высота его в полдень летом составляет 58°).
Предельная освещенность горизонтальной поверхности в этом случае равна 90 000 лк. Для открытой, но затененной от солнца горизонтальной поверхности средняя освещенность может быть от 3000 лк (при Н0=5°) до 18 000 лк (при /г0=90°).
Что такое цветовая температура? — Евросвет (Тюмень)
В светотехнике, цветовая температура — важнейшая характеристика источников света, определяющая цветность ламп и цветовую тональность 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 белый1850 — 2000 К
Bсточники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру — пламя стеариновой свечи. Естественный источник света – утреннее или вечернее сумеречное небо (2000 К).
Практика:
У тепловых источников излучения, таких как лампы накаливания или низковольтные галогенные лампы, цветовая температура примерно равна фактической температуре нити накаливания.
2000 – 2700 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру — лампы накаливания, натриевые лампы высокого давления (НЛВД). Естественный источник света – небо близ восходящего или заходящего Солнца (2300 – 2400 К)
Практика:
Уменьшая ток, проходящий через нить лампы накаливания, меняется не только световой поток, но и цветность излучения, которая становится теплее (краснее).
2700 — 2800 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру — лампы накаливания, галогенные лампы сетевого напряжения, люминесцентные лампы (ЛЛ), компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), светодиоды (СИД / LED).
Практика
Люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокого давления и светодиоды воспроизводят различные цветовые температуры, поэтому, разрабатывая проект, необходимо точно указывать значение цветовой температуры применяемого в проекте источника.
2800 — 3500 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру — лампы накаливания, галогенные лампы сетевого напряжения, низковольтные галогенные лампы, ЛЛ, КЛЛ, СИД / LED.
Практика:
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.
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
Практика:
Для обеспечения понятной классификации цветности ламп, излучающих белый цвет, принято разделять источники на три группы: теплый белый, нейтральный белый и белый дневной свет.
Нейтральный белый4000 К
Источники искусственного освещения, воспроизводящие данную цветовую температуру — ЛЛ, КЛЛ, МГЛ, СИД / LED.
Естественный источник света – Луна (4125 К)
Практика:
Диммируя световой поток газоразряных люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, цветность их излучения не изменяется.
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.
долой усталость и бессонницу! / Публикации / Элек.ру
После борьбы за снижение энергопотребления следующей актуальной тенденцией в светотехнике стало так называемое биодинамическое освещение. Его суть заключается в изменении светового потока и цветовой температуры по определенной программе в зависимости от времени суток и некоторых других факторов. К этому можно относиться как к интересному дизайнерскому решению, но на самом деле биодинамическое освещение по сравнению с обычным дает принципиально новую функциональность — появляется возможность управлять состоянием человека. И это уже не фантастика.
Развитие светотехники постоянно идет в направлении максимального приближения к естественному освещению.
Вы можете создать источник со спектром, близким к солнечному, на определенный момент времени. Но нужно еще учитывать, что в разные моменты времени солнце светит по-разному, меняется не только интенсивность, но и спектр. Скажем, в полдень в лучах солнца значительна синяя составляющая. А вечером, когда солнце садится за горизонт, преобладают красная и оранжевая составляющие. Связано это с тем, что вечером свет падает на Землю не под прямым, а под острым углом, соответственно, проходит большее расстояние в атмосфере, где происходит поглощение синей составляющей. Если перевести на термины, используемые в светотехнике, то при ясном небе в средних широтах цветовая температура солнечного излучения составляет около 5500 K, а на закате солнца — около 2000 K. Изменение спектра освещения, оказывается, не просто сообщает нам, когда нужно идти на работу или ложиться спать, но и управляет физиологическими процессами в человеческом организме.
Циркадные ритмы
Фазы бодрствования и сна, а также период максимальной работоспособности в нашем организме подчиняются так называемым циркадным ритмам.
В переводе с латыни, «циркадный» означает «почти суточный». Дело в том, что точность биологических часов, имеющихся в организме человека, недостаточна, чтобы поддерживать суточный ритм на протяжении хотя бы нескольких недель.
отвечающего за сон, черным — гормона кортизола, отвечающего за бодрствование
Поэтому природа наделила человека механизмом подстройки внутренних биологических часов, который ежедневно осуществляет их коррекцию.
Людям давно было известно, что важную роль в подстройке циркадных ритмов играет освещение. Известны многочисленные случаи, когда люди, оказавшись на длительный период времени в пещерах, бункерах и т. п. помещениях, куда не попадает естественный свет, и не имея под рукой работоспособных часов, в итоге сбивались с нормального режима сна и бодрствования. Но как это все работает, для науки долгое время было тайной.
Более «теплым» оттенкам свечения соответствуют более высокие цветовые температуры.
Этот парадокс объясняется тем, что под цветовой температурой подразумевается температура абсолютно черного тела, дающего такой же (или максимально близкий к нему, если речь идет о коррелированной цветовой температуре) спектр, как измеряемый источник света.
Механизм подстройки циркадных ритмов был открыт только в начале 2000-х годов. Ученые обнаружили, что в наших глазах, помимо палочек и колбочек есть еще и рецепторы третьего типа, реагирующие на свет в диапазоне длин волн от 450 до 490 нм (т. е. на оттенки синего). Особенностью таких рецепторов является то, что сигналы от них управляют нервной системой на уровне безусловных рефлексов, минуя наше сознание. Как раз утром лучи солнца богаты составляющими в указанном диапазоне. Превышение интенсивности излучения в синей части спектра выше определенного уровня является сигналом на бодрствование. В середине дня уровень синей составляющей максимален, соответственно, человек находится на максимуме работоспособности. Наконец, вечером падение уровня синей составляющей дает сигнал на то, что пора отходить ко сну.
Следует отметить, что далеко не каждый день является ясным и безоблачным. При плохой погоде человек ориентируется только на внутренние биологические часы. Но такие периоды не могут длиться вечно, и с наступлением хорошей погоды снова включаются механизмы подстройки циркадных ритмов.
В 2017 г. за свои исследования в области подстройки циркадных ритмов американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили Нобелевскую премию по медицине. К тому моменту результаты их исследований уже использовались при создании систем биодинамического освещения.
Влияние искусственного освещения
Механизм подстройки циркадных ритмов идеально работал, когда люди жили на природе и пользовались, в основном, естественным освещением. Единственным доступным искусственным источником света был костер, его цветовая температура составляет около 1800 K, поэтому синяя составляющая в его спектре минимальная. Позже его сменили лучина, свечи, масляные, а затем и газовые светильники, спектр которых также состоял преимущественно из красных и оранжевых составляющих.
В результате, хоть человек и мог увеличить продолжительность бодрствования в вечерние часы, имевшиеся в его распоряжении источники искусственного света в силу спектра, а также низкой интенсивности излучения не могли сбивать естественные циркадные ритмы.
Ситуация изменилась в начале XX века, когда электрическое освещение стало общедоступным. Цветовая температура лампы накаливания для общего освещения лежит в пределах от 2400 K до 2800 K. По спектру это соответствует вечеру. Но уже не закату солнца, а тем часам, когда человеку еще положено бодрствовать. Причем по световому потоку электрические лампы уже на два порядка превзошли обычные свечи, то есть оказались способны влиять на наши ритмы жизнедеятельности. В 60-е годы XX века были предложены диммеры, которыми уменьшался световой поток ламп. При этом одновременно, из-за уменьшения накала нити, снижалась и цветовая температура, спектр излучения уже больше походил на закат солнца. В таких условиях приятно отходить ко сну.
Далее был массовый переход на люминесцентные лампы, а потом и светодиоды.
В обоих случаях новые источники света поначалу производились с цветовой температурой порядка 6500 K, т. е. их спектр содержал в себе значительную синюю составляющую (здесь и далее применительно к светодиодам и люминесцентным лампам под «цветовой температурой» будет подразумеваться ее коррелированное значение). В обоих случаях это было связано с несовершенством технологий. И только потом налаживался массовый выпуск источников света с более «теплым» спектром.
При цветовой температуре источника света 6500 K организм среднестатистического жителя средних широт, как правило получает излишнюю стимуляцию, вот почему внедрение люминесцентных ламп, а потом и светодиодов в офисных помещениях поначалу вызывало жалобы на излишне «резкий» свет. Здесь надо отметить, что речь идет именно о большинстве людей, живущих на средних широтах, так как по мере приближения к экватору жители, наоборот, предпочитают более высокие цветовые температуры, вплоть до 12 000 K. Кроме этого, восприятие спектра сугубо индивидуально, некоторым и в средних широтах нравится освещение с цветовой температурой 6500 K.
В современных офисах и заводских цехах применяются лампы и светильники с цветовой температурой около 4000 K. Такой спектр считается оптимальным — с одной стороны, он не раздражает работников, с другой — умеренно бодрит.
Регулируемый оттенок свечения
Дальнейшее развитие светодиодных технологий привело к появлению светильников, в которых цветовую температуру можно плавно менять. В таких светильниках установлены две группы светодиодов — с низкой цветовой температурой (1800–2400 K) и с высокой цветовой температурой (6500–8000 K). Каждая из групп независимо диммируется, потом излучения от светодиодов смешиваются оптической системой светильника. Регулируя световой поток по каждой из групп светодиодов, можно в итоге регулировать цветовую температуру свечения.
Настройка осуществляется двумя ручками управления или двумя парами кнопок. Одна отвечает за освещенность, другая — за цветовую температуру. Также современные светильники с переменной цветовой температурой могут управляться с мобильных устройств, поддерживающих Bluetooth 4.0 и выше.
Регулировка параметров освещения должна обеспечить максимальный комфорт и максимальную производительность труда в данный момент времени. При регулировании вручную ориентируются на субъективные ощущения. Одна только проблема — придется постоянно подстраивать параметры освещения. Например, утром сделать цветовую температуру повыше, чтобы взбодриться, а в конце рабочего дня пониже, чтобы уйти домой, психологически переключившись на грядущий отдых. Если делать это, скажем, раз в два часа, то будет дискомфорт, поскольку резкие смены цветовой температуры вызывают у человека раздражение. А если регулировать чаще, то есть более плавно, времени на работу уже не останется, поскольку только и будете делать, что менять параметры и оценивать, насколько они вам подходят.
Соответственно, необходимо полностью автоматизировать процесс регулировки освещенности и цветовой температуры. Для этого к светильнику (или группе светильников) с переменной цветовой температурой добавляется специальный блок управления. Алгоритм должен быть таким, чтобы в данное время, в данную дату и, возможно, с учетом погоды за пределами здания, а также некоторых других факторов обеспечивались бы целевые показатели по нагрузке на зрение, работоспособности и эмоциональному состоянию людей. Такая технология и называется биодинамическим освещением.
Актуально, как никогда
Пусть это прозвучит слишком пафосно, но внедрение биодинамического освещения является требованием времени. И вот почему:
- Плотная высотная застройка в современных городах уменьшает естественную инсоляцию в офисах, даже при стеклянных стенах зданий. Вдобавок распространение офисов типа «опенспейс» приводит к тому, что до многих сотрудников доходит лишь малая часть естественного освещения, что сбивает циркадные ритмы.
- Увеличение среднего возраста работников и повышение пенсионного возраста. Чем старше человек, тем более критично для него качество освещения.
- Глобализация бизнеса требует передвигаться между разными часовыми поясами, что вызывает проблемы с настройкой циркадных ритмов, а значит, пагубно сказывается на здоровье менеджеров. Биодинамическое освещение естественным образом настраивает «внутренние часы» человека, в итоге, даже прилетев из другого часового пояса, он способен полноценно работать.
- Глобальное потепление и экологические проблемы. Раньше в зимние месяцы нехватку солнца в крупных городах средней полосы России компенсировало выпадение снега, отражавшего солнечные лучи. Теперь же снега стало меньше, и у него снизилась отражающая способность из-за выхлопа автомобилей.
- Стимулирование использования общественного транспорта вместо личного в крупных городах. Применение биодинамического освещения в метро позволяет уменьшить дискомфорт от пребывания под землей.
Алгоритмы управления
Весьма распространенным вариантом является привязка изменения параметров освещения к географическому времени и дате. Контроллер снабжается встроенным GPS-датчиком, либо же информация о местоположении вводится в него пользователем. Далее освещенность и цветовая температура меняются по определенному алгоритму, зависящему от времени восхода и захода солнца на данную дату, вычисляемым по географическому положению. При этом следует отметить, что параметры освещения не копируют то, что есть на улице, поскольку в общем случае рабочий день не совпадает с продолжительностью светового дня. Утром цветовая температура биодинамического освещения выше, чем на улице, чтобы взбодриться. А вечером солнце может уже зайти, но светильник продолжит давать свет с цветовой температурой около 2700 K.
В качестве примера можно привести блок управления SunLync производства американской компании Healthe, снабженный встроенным GPS-датчиком. Кстати, данный блок предусматривает возможность выбора одной из 5 программ в зависимости от психофизиологических особенностей и рода занятий пользователя.
Блок управления биодинамическим освещением Healthe SunLyncс привязкой к географическому времени
Другой пример привязки к географическому времени — новые поезда метро «Москва». В них цветовая температура меняется в зависимости от времени суток, в дневное время имитируя освещение на поверхности, а в утренние и вечерние часы светильники имеют теплый оттенок свечения.
Алгоритм также может быть привязан к рабочему графику. Утром цветовая температура быстро возрастает, чтобы сотрудники взбодрились. Во время обеденного перерыва освещенность уменьшается, светильники дают теплый, расслабляющий оттенок. После обеда оттенок свечения умеренно холодный, ближе к концу рабочего дня становится теплым. Такого рода светильники могут облегчить труд на производствах, где люди работают в две или три смены и, соответственно, естественные биологические ритмы сотрудников отличаются от режима работы предприятия.
Наконец, наиболее сложные алгоритмы при определении цветовой температуры и освещенности ориентируются на погоду (путем получения информации с датчиков или же просто данных с метеостанций через интернет), количество людей в данный момент в помещении и даже предпочтения сотрудников офиса.
В новых поездах метро «Москва» применяется биодинамическое освещениеТехническая реализация
Простейшие блоки управления биодинамического освещения, такие, как уже упоминавшийся Healthe SunLync, представляют собой контроллеры с проприетарным программным обеспечением. Более сложные системы управления, например, блок управления офисного торшера EsyLux Prana, представляют собой компьютеры, работающие под управлением специальной версии с операционной системой Linux. На них можно установить программное обеспечение, способное реализовать любые алгоритмы биодинамического освещения.
Недостатком вышеуказанных вариантов реализации является их привязка к определенному оборудованию. Компания B.E.G. предложила контроллер биодинамического освещения PureColour с интерфейсом DALI. Он устанавливается в систему офисного освещения как датчик DALI, что позволяет использовать его с самыми разными светильниками.
Офисный торшер EsyLux Prana с функцией биодинамического освещенияНо в будущем, с распространением систем «умного дома», специальные блоки управления биодинамическим освещением уйдут в прошлое. Их функции будут реализовываться чисто программным способом в центральном компьютере, управляющем инженерными системами здания.
Не только офисы и заводы
Перспективным направлением считается внедрение биодинамического освещения в медицину. Как и другие факторы, повышающие комфорт, биодинамическое освещение в больничных палатах способно улучшить процесс выздоровления пациентов. В помещениях без окон, например, в стерильных боксах, биодинамическое освещение позволит не сбиться циркадным ритмам у пациента. Наконец, сейчас проводятся исследования, которые должны подтвердить или опровергнуть гипотезу, что биодинамическое освещение в операционной повышает точность движений у хирургов.
В Германии в 2016 г. были проведены опыты по внедрению биодинамического освещения в одном из продуктовых магазинов. В торговом зале менялась только освещенность, во входной и кассовых зонах — как освещенность, так и цветовая температура. За 10 месяцев, пока длился эксперимент, продолжительность отсутствия сотрудников на рабочих местах по болезни сократилась на 35%. Продажи продуктов, в зависимости от их вида, увеличились от 17 до 28 %.
Внедрение биодинамического освещения в жилые квартиры и дома также способно принести пользу, особенно, если учесть все большее распространение удаленной работы. Но пока этот процесс сдерживается тем, что редко где в жилом секторе можно встретить централизованное управление освещением. Проекты биодинамического освещения в жилых помещениях нередко реализуют любители современных технологий на базе светодиодных ламп с беспроводным управлением.
Выводы
Биодинамическое освещение позволяет повысить производительность труда и улучшить состояние здоровья работников. По мере роста конкурентной борьбы как за рынки, так и за квалифицированные кадры компании будут внедрять у себя такие системы, сначала для кабинетов топ-менеджеров (этот процесс уже идет полным ходом), а потом и для обычных сотрудников. Тем не менее, как и любая новая технология, биодинамическое освещение таит в себе опасности. Например, недобросовестный работодатель ради повышения производительности труда любой ценой может записать алгоритм, который будет излишне бодрить сотрудников в ущерб их здоровью. Или же нанятые конкурентами коварные хакеры снизят производительность труда, настроив систему таким образом, что она будет, наоборот, максимально расслаблять сотрудников. Впрочем, все эти проблемы решаемы с введением соответствующих норм, аналогичных имеющимся для обычного освещения.
Мнение экспертов
Сергей Сизый, основатель,руководитель и преподаватель первой
в России школы светодизайна
LiDS Lighting Design School,
член Международной ассоциации
светодизайнеров IALD
Природные биоритмы человека имеют инертность и не реагируют на изменение условий освещения мгновенно. Для краткосрочного влияния нужно от 0,5 до 1,5 часов, а для долгосрочной перестройки биологических часов необходимо от нескольких суток до нескольких недель. Поэтому нельзя напрямую копировать реальные условия освещенности и цветовой температуры «за бортом» — это не только не имеет смысла с точки зрения эффективности, но и служит лишним отвлекающим фактором, особенно во время переменной облачности. Правильной стратегией является выработка типовой карты сценариев освещения, предполагающей изменение цветовой температуры, освещенности и других параметров на основании данных астрономического таймера, но без учета реальных условий естественного освещения. Важно использовать корректирующие возможности света для усреднения графика биологических часов в зимний и летний периоды. Например, в зимнее время года важно искусственно увеличивать биологические сутки за счет искусственного освещения: создавать искусственные рассветы перед началом рабочего времени и искусственные закаты после его окончания.Антон Шаракшанэ, кандидат
Несомненно, внедрение подходов биодинамического освещения имеет перспективы во всех областях. Если говорить про промышленность, то прежде всего такие системы актуальны для производств, работающих посменно. Сейчас проводятся исследования и формируются рекомендации для рабочих мест, предназначенных для ночных смен. В жилом интерьере это тоже будет востребовано, так как правильное биологическое освещение помогает снизить риск сезонной депрессии. Важное отличие в использовании таких систем для жилых интерьеров — это наличие возможности ручного управления. Как показывают эксперименты, если у пользователя есть возможность самому менять освещенность и цветовую температуру, то эффективность воздействия света на биоритмы больше.
В своем офисе мы реализовали и используем с 2016 года биодинамическую систему освещения, которая автоматически изменяет световую среду, выбирая поочередно один из 8 суточных сценариев для каждого из 3 типовых сезонов года: весна-осень, лето и зима. Сейчас подобная система реализуется в нашем филиале во Владивостоке, который начнет работу в сентябре.
В 2018 году в Москве был запущен первый в мире жилой квартал с реализованной системой автоматического биодинамического освещения общественных пространств и ручного управления освещением в апартаментах. Этот проект стал победителем премии Urban Awards в номинации «Инновация года».
физ.-мат. наук, Институт
радиотехники и электроники
им. В. А. Котельникова
Российской академии наук
Света на рабочем месте нужно много. Не только для зрительного комфорта, но и чтобы повысить производительность труда. А менять цветность и интенсивность освещения нужно в помещениях, где человек и работает, и готовится ко сну. Например, в жилом помещении, если оно используется также для удаленной работы, или на работах, предполагающих дежурства. Если сотрудник проводит в офисе не больше 9 часов, а потом уходит домой, меняющаяся цветовая температура в помещении — всего лишь еще один способ сделать рабочий день менее однообразным.
Перспективным считаю применение биодинамического освещения в общественных пространствах. Вечером стоит использовать в местах скопления людей освещение с меньшей цветовой температурой. Например, удачен проект биодинамического освещения в новых поездах метро «Москва».
Само по себе изменение цветовой температуры и интенсивности не означает улучшение качества освещения. Чтобы получить хороший результат, нужно применять источники света с высоким индексом цветопередачи и следовать законам светодизайна. Широкому внедрению биодинамического освещения мешает стоимость управляемых источников питания и компонентов системы управления «умным домом». Но цены на эти компоненты быстро падают, и все большее количество людей может себе позволить автоматическое управление освещением, в том числе его интенсивностью и цветовой температурой. А так как в Китае сейчас быстро растут зарплаты, у российских производителей есть некоторый шанс отстоять свои позиции на этом рынке.
Метамерия и цветовая температура — ПРОФИЛИРОВАНИЕ точка RU
Нужно учесть, что при построении цветовых профилей применяются источники освещения под которым вы будете смотреть распечатанные изображения, а не свет, под которым делались снимки.
Источник света | Его характеристики |
| 1700 К | Соответствует пламени костра. |
| 1850 К | Соответствует пламени свечи. |
| 2000 К | Дневной свет. Соответствует восходу или закату |
| 2300 К | вольфрамовая галогенная лампа с температурой 2300К, соответствующая граничному значению температуры дневного света ранним утром; |
| 2300 К | «Горизонтальный дневной свет», 2300К, воспроизводит освещение восхода или захода солнца. |
| 2650 К | Соответствует 40 Вт лампе накаливания |
| 2820 К | Соответствует 75 Вт лампе накаливания |
| 2865 К | Соответствует 100 Вт лампе накаливания |
| 2960 К | Соответствует 200 Вт лампе накаливания |
| 2980 К | Соответствует 500 Вт лампе накаливания |
| 2990 К | Соответствует 1000 Вт лампе накаливания |
| 3100 К | 3100К «Теплый белый», типичное освещение офиса и магазина. Желтые флуоресцентный лампы дневного света. |
| 3200 К | Соответствует температуре вольфрамовой лампе |
| 3350 К | Студийный свет для съемки фотографий. Студийная вольфрамовая лампа накаливания. |
| 3400 К | Фотовспышка. Сафиты. (Photo Flood or Reflector Flood Lamp). |
| 3500 К | Дневной свет через час после восхода. |
| CW40 | Тип CW40: утренний или вечерний свет (прим. 8-9 или 18-19 ч). Источник: Вольфрамовая Галогенная Лампа со специальным фильтровым стеклом, или люминесцентная лампа Exrta High Color «Cool White Fluorescent». |
| 4300 К | Дневной свет. Раннее утро или позднее послеобеденное время. |
| 4800 К | Фотовспышка, соответствующая дневному свету с голубоватым оттенком. (Daylight Blue Photo Flood Lamp). |
| 5000 К | White Flame Carbon Arc Lamp (Соответствует карбоновому свету (белому)). |
| 5400 К | Усредненный летний безоблачный солнечный свет в полдень. |
| 5800 К | Ясный солнечный свет в полдень в середине лета. |
| 6000 К | Сплошная облачность. Покрытое облаками небо. |
| 6500 К | Усредненный солнечный свет летом (плюс синее небо). |
| 6520 К | Xenon Arc Lamp (Ксеноновая лампа).Xenon Arc Lamp Xenon lamps are valued because of their near-daylight spectral qualities. They are used in film projectors in cinemas, floodlighting, flashphotography, and in graphic arts light booths. It is not a CIE Standard Illuminant. |
| 7100 К | Свет летом в тени. |
| 8000 К | Усредненная за день летняя тень. |
| 9500-30000 | Синее небо. |
Общее правило изменения цвета таково: при восходе Солнца (от утра к полудню) синие цвета «осветляются», становятся ярче. Красные же наоборот «приглушаются», становятся менее яркими. При движении Солнца на закат — все наоборот.
От восприятия белого света зависит восприятие всех остальных цветов. Для того, чтобы определять параметры белого света (вернее того, что мы воспринимаем как белый свет), существует так называемая цветовая температура.
Цветовая температура. Эта характеристика описывает спектральный состав излучения абсолютно черного тела, нагретого до определенной температуры, и, следовательно, описывает цветность излучения в видимом диапазоне спектра (от 380 до 780 нм).
В зависимости от температуры нагрева будет меняться и свет. От красного оттенка при низкой температуре он будет переходить к синему при высокой. Цветовая температура выражается в Кельвинах.
При применении данного понятия к реальному источнику освещения, которым мы пользуемся, лучше говорить о коррелированной цветовой температуре, например, 6500К. Коррелированная цветовая температура домашнего желтоватого освещения с лампами накаливания составляет около 2900К, свечи — около 1900К; прямой солнечный свет имеет температуру 6000К, а синее небо — от 9000 до 30000К.
Стандарт 5000К и 6500К был выбран потому, что он примерно описывает средний и, насколько это возможно, нейтральный белый свет, без каких-либо ярко выраженных оттенков.
Что же касается некоторых люминесцентных ламп — хотя они и имеют коррелированную цветовую температуру 5000 К, но обладают не очень равномерным спектром с сильными «пиками» или «провалами » мощности излучения на определенных длинах волн. Это может выборочно, но достаточно сильно влиять на восприятие человеческим глазом определенных цветов, приводя к искажению в оценке всего изображения в целом (смотрите графики).
Идём на следующую страницу.
Как цветовая температура лампы влияет на наше самочувствие?
Свет имеет много характеристик, но лишь некоторые человек может различить невооруженным глазом. Одна из них – цветовая температура света. Теплая, нейтральная или холодная – как она влияет на продуктивность и самочувствие человека?
Несмотря на то, что сегодня на полках магазинов можно увидеть огромное разнообразие лампочек и светильников, далеко не все они могут полноценно заменить свет солнца. Это связано с тем, что цветовая температура дневного света солнца изменяется в зависимости от погоды, времени суток или года. Так цветовая температура естественного света пасмурным утром и ясным полднем заметно отличаются и по-разному ощущаются человеком. К тому же, цветовая температура напрямую влияет на наше психоэмоциональное состояние.
Как свет влияет на нас?
Почти 80% информации об окружающем мире человек получает зрительно. Когда наши глаза улавливают освещение, клетки сетчатки вырабатывают гормоны, влияющие на наше самочувствие: мелатонин и серотонин. Мелатонин заставляет нас чувствовать усталость, а серотонин — бодрость и хорошее настроение. Определённую цветовую температуру сетчатка глаза воспринимает как смену времени суток – ритм день-ночь, и в соответствии с ней вырабатывает гормоны. Поэтому если искусственное освещение вечером не соответствует по цвету естественному вечернему освещению, человеку сложнее заснуть, а если днём температура освещения не соответствует дневной, то сосредоточиться на работе или учёбе сложнее. Например, теплая цветовая температура соответствует вечернему или утреннему свету солнца. Если такое освещение будет установлено в офисе, сотрудникам будет сложнее сосредоточиться.
В 2015 году, в журнале Lumen было опубликовано исследование по теме влияния цветовой температуры на самочувствие и продуктивность человека. В одной из аудиторий университета были установлены светодиодные светильники, с изменяющейся температурой свечения, а в другой аудитории – стандартные галогеновые лампы. В обеих аудиториях проводились занятия. После них студенты сдавали тесты, которые позволяли определить состояние их нервной системы, психоэмоциональное состояние и зрительную работоспособность. Результаты тестов студентов из аудитории с галогеновыми лампами сравнивали с результатами студентов из аудитории со светодиодными светильниками при цветовой температуре равной той, что была в аудитории с галогеновыми лампами (2800К), при более высокой цветовой температуре в 4000К и при температуре соответствующей свету солнца в полдень — 5800К.
По результатам тестирования было доказано, что зрительная работоспособность при разном освещении отличалась. Также было отмечено, что при более высокой цветовой температуре (5800К) продуктивность студентов была выше. При освещении в этой цветовой температуре, на вопрос “Как вы себя чувствуете” студенты отвечали, что испытывают бодрость и активность. При освещении в тёплой цветовой температуре галогеновых ламп и светодиодных ламп (2800К), студенты наоборот говорили о расслабленном и сонном состоянии, а показатели тестов работоспособности были ниже.
Какую цветовую температуру стоит выбрать для комфортного освещения?
Если цветовая температура влияет на работоспособность и самочувствие, какие светильники необходимы для освещения комнаты, офиса или аудитории? Казалось бы, раз более высокая цветовая температура стимулирует работоспособность, значит следует ориентироваться на неё при выборе освещения, но это не совсем так. Чтобы решить какое освещение нужно для конкретного помещения, стоит разобраться чему соответствуют наиболее часто встречающиеся цветовые температуры светодиодных лампочек и светильников: 2500К, 3000К, 4100К, 5400К и 6500К.
Как видим на изображении, низкая цветовая температура (2000К — 3500К) соответствует утреннему или вечернему свету. Она помогает расслабится и будет удачно использована в спальне, детской комнате или других зонах отдыха. Но не стоит забывать, что цветовая температура может повлиять на восприятие цветов интерьера. Такой свет подойдёт для комнаты, оформленной в тёплых тонах. Если Вы не уверены на счёт того, будет ли тёплый свет смотреться удачно, приобретите одну лампочку и протестируйте её в нужном помещении.
Кроме того, теплый свет рекомендуется для ламп и светильников, которые используются для чтения, поскольку при тёплом свете меньше напрягаются глаза.
Нейтральный белый свет (4000К-5500К) ближе всего к дневному свету солнца, он стимулирует работу мозга и даёт чувство бодрости, поэтому подходит для рабочих пространств: офисы и учебные заведения. Помимо этого, белый свет не искажает цвета и может быть использован в помещениях где важна работа с цветом (фотостудии) или мелкими деталями. Он хорошо смотрится в помещениях, выполненных в современных стилях.
Холодная цветовая температура (6500К) не рекомендуется для помещений где постоянно находятся люди. При кратковременном воздействии она вызывает ощущение бодрости, но если в таком свете находится длительное время, может стать причиной быстрой утомляемости и головных болей. Холодный свет ещё называют промышленным, потому что его часто используют в промышленных помещениях: цехах или складах. Кроме того, холодный свет можно увидеть в уличном светодиодном освещении, в особенности, на дорогах. Это связано с тем, что за рулём водителю необходимо оставаться сосредоточенным и внимательным.
Цветовая температура и освещённость
Несмотря на то, что визуально человек воспринимает только температуру света, недостаток в освещённости также может повлиять на восприятие света и исказить его цветовую температуру.
Например, холодная цветовая температура при низком уровне освещённости (150 лк) может вызывать тревогу, поскольку соответствует свету луны. А вот тёплая цветовая температура наоборот вызывает дискомфорт при высоком уровне освещённости (>700 лк) и искажает восприятие цветов.
На графике представлена кривая Круитхофа, которая показывает диапазон комфортного для человека света и который воспринимается, как белый свет. Данную кривую чаще всего используют для разработки искусственного освещения.
Поэтому, выбирая освещение для квартиры, офиса или двора, необходимо обращать внимание не только на цветовую температуру, но и рассчитать какая будет освещённость при использовании выбранного светильника или лампочки.
Как Кельвин для цветовой температуры соотносится с Кельвином для фактической температуры?
Как отмечают другие ответы, цветовая температура соответствует излучению черного тела при этой температуре.
Но почему мы заботимся об этом? Чтобы понять это, вы должны сначала спросить себя «Что такое белый?»
Физически белый не цвет. Нет такой длины волны света, которая соответствует «белому», точно так же, как нет ни одной, которая соответствует «черному», «серому» или «розовому» — все эти цвета являются просто «артефактами» человеческого восприятия. Физически они представляют собой смесь множества различных длин волн (в частности, в естественном свете белый по определению является смесью всех видимых длин волн Солнца).
Человеческое восприятие цвета зависит от смешивания интенсивности трех разных рецепторов света. Теперь каждая из них на самом деле охватывает широкий диапазон длин волн («физические цвета»), так что это немного сложнее, но у каждого из них есть пик на другой длине волны — мы обычно называем их красным, зеленым и синим соответственно. Вот как компьютеры могут отображать все цвета, которые мы можем видеть, просто смешивая три разные длины волны — какой-то разумный инопланетянин с другим зрением просто подумает, что мы все полны чепухи, потому что наши картинки не похожи на реальные вещи. По сути, мы настраиваем интенсивности трех длин волн (которые приблизительно соответствуют пикам), чтобы создать то же возбуждение в фоторецепторах, что и реальный свет.
В этой модели «белый» означает «100% красный + 100% зеленый + 100% синий». Однако, как я уже отмечал, естественный белый свет на самом деле не работает так, как он состоит из множества разных длин волн без таких симпатичных соотношений. Теперь мы подошли к эволюции: белый — это цвет, который не меняет оттенок. Цветовое восприятие сбалансировано, чтобы позволить нам видеть те же цвета даже при изменении условий освещения — например, при ходьбе под пологом леса или при работе с рассеянным светом (например, «в тени»). Это также означает, что естественная цветовая температура соответствует температуре фотосферы Солнца — по сути, солнце является белым по определению , потому что это то, к чему нас приспособила эволюция (причина, по которой она выглядитжелтоватый цвет глаз объясняется тем, что часть синего света рассеивается атмосферой — наше зрение приспособлено видеть объекты, освещенные Солнцем (и атмосферой), а не видеть само Солнце).
Самое интересное, что это также позволяет нам использовать источники света, которые не так горячи, как Солнце. Простейшими примерами являются лампы накаливания, которые, как правило, имеют более низкую температуру, но используют один и тот же основной принцип — делают провод достаточно горячим, чтобы он излучал достаточно видимого света, чтобы баланс белого работал на людей. Светодиодные светильники используют принцип, более похожий на экран вашего компьютера — три различных (ну не совсем три, а «три узких диапазона») длины волны для получения любого цвета. Хорошо, что это гораздо эффективнее. Плохо то, что он может на самом деле производят явно различные световые эффекты, так что не реально сопоставить с естественным освещением на всех.
Но суть в том, что светодиодные лампы далеко не соответствуют своей «цветовой температуре», так какое значение имеет цветовая температура в этом случае? Главное, что при разных температурах интенсивность сигналов, генерируемых на каждом из трех фоторецепторов, различна (для одних и тех же «цветов»). Когда вы изменяете цветовую температуру на вашем мониторе, вы в основном настраиваете, насколько интенсивен каждый из этих трех каналов по отношению к остальным — вот что дает вам «красноватый» или «голубоватый» оттенок. Вы моделируетевлияние различной температуры черного тела на человеческое зрение — и поскольку человеческое зрение игнорирует так много информации в свете, оно фактически работает довольно хорошо большую часть времени. Выполняя настройку на вашей камере, вы делаете прямо противоположное — вы пытаетесь сопоставить «сдвинутые» цвета с «объективными» красными + зелеными + синими данными. Причина, по которой в настройке обычно используется цветовая температура, заключается просто в том, что это то, что используется повсеместно — вы можете посмотреть цветовую температуру вашего освещения и использовать ее на своей камере.
Что такое естественное освещение — Full Spectrum Solutions, Inc.
Что такое естественное освещение и почему оно имеет значениеТермин естественное освещение — это термин, который в наши дни довольно широко используется в осветительной отрасли. Проще говоря, источник освещения, который точно воспроизводит естественный солнечный свет, можно считать естественным источником света. Солнечный свет в чистом виде имеет температуру около 5000 градусов Кельвина и индекс цветопередачи 100.Когда солнечный свет вступает в контакт с земной атмосферой и отражается и преломляется частицами воды и пыли, цветовая температура фактически изменяется в течение дня в диапазоне от 5000 до 6000 кельвинов в зависимости от времени суток и количества облаков в небе. Источники искусственного освещения в этом диапазоне могут надлежащим образом считаться лампой естественного освещения, если индекс цветопередачи превышает 90. Индекс цветопередачи или CRI — это метод для описания влияния источника света на цветовой внешний вид объектов по сравнению к эталонному источнику той же цветовой температуры.Он служит качественным различием между источниками света, излучающими свет одного цвета. Чем выше CRI ламп с цветовой температурой 5000-6000, тем лучше выглядят объекты по сравнению с уличным освещением.
К сожалению, на сегодняшнем конкурентном рынке некоторые компании выработали собственные определения того, что такое естественное освещение. Лампа с цветовой температурой 6500 кельвинов и индексом цветопередачи 82-84 просто не является естественным источником освещения. Даже те, кто рекламируют свои лампы накаливания на 5000 кельвинов с индексом цветопередачи всего 82 как форму естественного света, по нашему мнению, оказывают потребителю медвежью услугу.Поскольку индекс цветопередачи определяется по сравнению с источником с той же цветовой температурой, компания, называющая свои лампы на 4100 кельвинов источником естественного освещения с высоким индексом цветопередачи, однозначно вводит в заблуждение, потому что цвет света на самом деле на несколько оттенков больше желтого, чем солнечный свет и мало на него похож. Лампа накаливания с цветовой температурой 2800 кельвин имеет индекс цветопередачи 100, и все мы знаем, насколько это неестественно, и то же самое можно сказать об этих галогенных лампах с 4100 кельвином.
BlueMax Lighting ™ был специально разработан как самый естественный источник освещения на рынке. Добавление 5 специальных люминофоров и 70-ваттной лампы полного спектра с высокой выходной мощностью позволили создать в помещении объект, максимально приближенный к солнечному свету. Имея цветовую температуру 5900 кельвинов и индекс цветопередачи 96+, на рынке нет других ламп, с которыми можно было бы даже сравнить.
Какого цвета солнце ??
- Дом
- Образование
- Что случилось?
- Какого цвета солнце?
Какого цвета солнце ??
Лу Мэйо
Похоже на глупый вопрос; «Какого цвета солнце?».Все знают, что солнце желтое, правда? Это прямо в небе; вам просто нужно посмотреть, чтобы понять это (ладно, не смотри на солнце…). Ну… не так быстро. Оказывается, на этот, казалось бы, простой вопрос есть много абсолютно правильных и совершенно разных ответов.
На наше восприятие цвета, конечно же, влияют длина волны излучаемого света, интенсивность излучаемого света (я объясню это позже), факторы окружающей среды, способность и ограничения наших глаз собирать свет и, наконец, наши мозги.Итак, начнем с длины волны света.
Как и все вещества, Солнце излучает «спектр черного тела», который определяется температурой его поверхности. Спектр черного тела — это непрерывный поток излучения на многих различных длинах волн, который испускается любым телом с температурой выше абсолютного нуля. Для нашего Солнца эта кривая черного тела или «функция планки» представляет собой плавную кривую почти колоколообразной формы, включающую электромагнитное (ЭМ) излучение на многих различных длинах волн от очень длинных инфракрасных до очень коротких ультрафиолетовых.Во время очень горячих, взрывных, высокоэнергетических солнечных вспышек Солнце также испускает огромное количество рентгеновского и гамма-излучения с энергией до 100 МэВ и до 10 32 эрг энергии всего за несколько секунд или десятки секунд! Эти массивные солнечные вспышки представляют собой огромные взрывы в атмосфере Солнца, вызванные внезапным высвобождением энергии магнитного поля и, как правило, происходят около солнечного максимума. Вспышки также ускоряют плазму заряженных частиц до высоких скоростей, что приводит к радиоизлучению.Итак, Солнце на самом деле излучает энергию на всех длинах волн от радио до гамма-лучей. Но, как видно на изображении выше, он излучает большую часть своей энергии около 500 нм, что близко к сине-зеленому свету. Так что можно сказать, что солнце сине-зеленое! Эта максимальная частота излучения определяется температурой поверхности Солнца, около 5 800 К. Более высокая температура поверхности приведет к более короткой максимальной длине волны, и наше Солнце может достигать пика в синей или фиолетовой части спектра (или даже в ультрафиолетовой!).Более низкая температура поверхности и пик нашего солнечного спектра может быть в желтой, оранжевой или даже красной части спектра. Но это физика, а не восприятие. Я должен отметить здесь еще одну спектральную характеристику Солнца — поток фотонов. Если мы воспользуемся соотношением, найденным Максом Планком, E = hf (то есть энергия = постоянная Планка, умноженная на частоту), и преобразуем солнечное излучение в количество фотонов, спектральная сигнатура в видимых длинах волн будет намного более плоской, и солнце будет восприниматься как нечто большее. желтый.
Если бы мы находились над атмосферой, скажем, на Международной космической станции и смотрели на Солнце (через наш фильтрованный козырек), солнце выглядело бы белым! Почему? Потому что, хотя солнце излучает больше всего в зеленой части спектра, оно также сильно излучает во всех видимых цветах — от красного до синего (от 400 до 600 нм). Наши глаза, которые имеют рецепторы клеток трех цветных колбочек, сообщают в мозг, что каждый цветовой рецептор полностью насыщен, и значимые цвета принимаются на всех видимых длинах волн.Затем наш мозг объединяет эти сигналы в воспринимаемый белый цвет.
Здесь, на Земле, атмосфера играет роль в цвете солнца. Поскольку синий свет с более короткой длиной волны рассеивается более эффективно, чем красный свет с большей длиной волны, мы теряем часть синего оттенка солнца, когда солнечный свет проходит через атмосферу. Кроме того, все длины волн видимого света, проходящего через нашу атмосферу, ослабляются, так что свет, который достигает наших глаз, не сразу насыщает рецепторы колбочек.Это позволяет мозгу воспринимать цвет изображения с немного меньшим сине-желтым. Хотя это не влияет на то, что видят наши глаза, все рентгеновское и гамма-излучение отфильтровывается до того, как оно приблизится к земле. Большая часть ультрафиолетового излучения поглощается стратосферным озоном (на высоте более 10 км), а большая часть инфракрасного излучения поглощается водяным паром и другими молекулами с ненулевым дипольным моментом.
Конечно, когда солнечный свет проходит через большую часть атмосферы, как в случае с восходами и закатами, рассеивается еще больше синего света, и гораздо больший процент самого длинноволнового (красного) света попадает в наши глаза.
Итак, видите ли, на этот вопрос нет простого ответа, но хорошая новость в том, что вы можете защитить практически любой ответ!
Цветовая температура под прямыми солнечными лучами по сравнению с облаками.
Почему цветовая температура под облаками выше, чем под прямыми солнечными лучами?
Это потому, что определенные длины волн света блокируются облаками?Есть очень хорошее обсуждение цветовой температуры в , это обсуждение , сделанное ранее в этом году.
И связанное с этим обсуждение здесь .
Пробираться тяжело, но вы начнете с правильного пути.Цветовая температура относится к качеству цвета источника света, оцениваемому на основе черного тела, теоретически идеального излучателя. Одним из примеров может быть полое ядро с дырой в нем.Мы заглядываем внутрь ядра, пока нагреваем его. По мере повышения температуры мы начинаем видеть слабое красное свечение. Мы продолжаем нагреваться, и умеренный климат резко поднимается, сначала раскаленный докрасна, затем раскаленный добела, затем бело-голубой. Ученые часто используют температурную шкалу, выраженную в градусах Кельвина (K), полученную путем прибавления 273º к температуре, измеренной в градусах Цельсия, в честь лорда Кельвина, британского ученого / инженера / фотографа.
Низкие температуры Кельвина соответствуют желтым оттенкам, а высокие температуры Кельвина соответствуют голубоватому свету.Цветовая температура при различных условиях дневного света может вводить в заблуждение при применении к цветной фотографии. Лучше сравнивать с вольфрамовым освещением, так как накаленные добела нити более точно совпадают с радиатором черного тела.
Цвет голубого неба обусловлен рассеянием света в атмосфере. Изменения температуры, содержания водяного пара или пыли изменяют способ рассеяния света. Синие лучи имеют более короткую частоту и более энергичны. Небо наиболее синее в наиболее ясном месте и белее в менее ясном.
В солнечный день одновременно будут работать два или, возможно, три источника. . а. прямые солнечные лучи b. голубое небо c. белые облака, рассеивающие свет сверху. В зависимости от угла наклона солнца и частичного размера воды / пыли цветовая температура меняется от минуты к минуте.
Бытовая вольфрамовая лампа 2600 K
Фотолампа вольфрамовая 3200 K
Фотолампа вольфрамовая с коротким сроком службы Studio 3400 K
Фотовспышка 4000 K
Электронная вспышка 5000 ~ 6000 K
Солнечный свет 5500 K
Пасмурный дневной свет 7500 K
Северное голубое небо 10,000 ~ 20,000 K«Цвет голубого неба обусловлен рассеянием света в атмосфере.Изменения температуры, содержания водяного пара или пыли изменяют способ рассеяния света. Синие лучи имеют более короткую частоту и более энергичны. Небо самое голубое в наиболее ясном месте и белее в менее ясном ».
Облака рассеивают больше инфракрасного излучения, в то время как ультрафиолет все еще может достигать поверхности?Свет — это лишь одна из множества лучистых энергий, исходящих от Солнца.На одном конце находятся чрезвычайно короткие гамма-лучи, а на другом — очень длинные радиоволны. Рядом с центром спектра находится диапазон, который мы называем видимым светом.
На коротком конце видимого диапазона виден фиолетовый, а чуть выше — более короткие невидимые ультрафиолеты. В длинном видимом диапазоне идет красный цвет, чуть ниже красного — более длинный невидимый инфракрасный.
Хотя человеческий глаз не может видеть эти две крайности, мы можем фотографировать с использованием этих лучей так же, как мы используем видимый свет.Другими словами, мы можем создавать пленочные и цифровые датчики, которые реагируют на ультрафиолетовое излучение и предполагают.
Теперь вам нужно знать, что короткочастотные лучистые энергии чрезвычайно опасны, поскольку они могут повредить кожу и убить через рак. К счастью, наша атмосфера может действовать как фильтр и защищать нас от большинства этих коротких энергетических лучей. Некоторое количество ультрафиолета действительно просачивается. Это вещество загара и загара. Стеклянные окна также являются эффективным фильтром, поскольку через стеклянное окно нельзя загорать.
Inferred способен достигать поверхности земли. Вот почему под прямыми солнечными лучами вам становится тепло даже в холодный день. Вы можете найти это под заголовком «Парниковый эффект». Поскольку лучистая энергия проходит через нашу атмосферу (включая облака), некоторые лучи полностью или частично поглощаются. Поскольку энергия не может быть уничтожена, она должна изменить форму и стать теплом. Тепло передается за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Тепловое излучение инфракрасное. Таким образом, облака поглощают радиацию, а тепло приводит к инфракрасному излучению.
И последнее: мы обычно не фотографируем в ультрафиолете, однако нам часто говорят установить ультрафиолетовый фильтр. Этот фильтр может уменьшить дымку, которая часто присутствует при съемке пейзажей, и незаменим при съемке с большой высоты. Использование УФ-фильтра на уровне моря в основном служит только для заполнения карманов магазина фототоваров, хотя ЦТ может обеспечить защиту наших линз от случайных царапин.
Совет за хороший вопрос!
цветов звезд | Астрономия
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Сравните относительную температуру звезд по их цвету
- Узнайте, как астрономы используют индексы цвета для измерения температуры звезд
Посмотрите на красивое изображение звезд в Звездном Облаке Стрельца, показанное на Рисунке 1.Звезды показывают множество цветов, включая красный, оранжевый, желтый, белый и синий. Как мы видели, звезды не все одного цвета, потому что не все они имеют одинаковую температуру. Чтобы точно определить цвет , астрономы разработали количественные методы для определения цвета звезды, а затем использовали эти цвета для определения звездных температур. В следующих главах мы предоставим температуру звезд, которые мы описываем, а в этом разделе рассказывается, как эти температуры определяются по цветам света, излучаемого звездами.
Рисунок 1: Звездное Облако Стрельца . На этом изображении, сделанном космическим телескопом Хаббла, видны звезды в направлении к центру Галактики Млечный Путь. Яркие звезды сверкают, как цветные драгоценности, на черном бархатном фоне. Цвет звезды указывает на ее температуру. Сине-белые звезды намного горячее Солнца, а красные звезды холоднее. В среднем звезды в этом поле находятся на расстоянии около 25000 световых лет (что означает, что свету требуется 25000 лет, чтобы пройти расстояние от них до нас), а ширина поля составляет около 13.3 световых года. (Источник: группа «Наследие Хаббла» (AURA / STScI / NASA))
Цвет и температура
Как мы узнали в разделе «Электромагнитный спектр», закон Вина связывает звездного цвета с звездной температурой . Голубые цвета преобладают в видимом световом потоке очень горячих звезд (с большим количеством дополнительного излучения в ультрафиолете). С другой стороны, холодные звезды излучают большую часть своей видимой световой энергии в красном диапазоне длин волн (с большим количеством излучения в инфракрасном диапазоне) (Таблица 1).Таким образом, цвет звезды является мерой ее внутренней или истинной температуры поверхности (помимо эффектов покраснения межзвездной пылью, которые будут обсуждаться в книге «Между звездами: газ и пыль в космосе»). Цвет не зависит от расстояния до объекта. Это должно быть вам знакомо из повседневного опыта. Например, цвет светофора остается неизменным независимо от того, как далеко он находится. Если бы мы могли каким-то образом взять звезду, наблюдать ее, а затем отодвинуть намного дальше, ее видимая яркость (величина) изменилась бы.Но это изменение яркости одинаково для всех длин волн, поэтому его цвет останется прежним.
| Таблица 1. Примеры цветов звездочки и соответствующие приблизительные температуры | ||
|---|---|---|
| Цвет звезды | Приблизительная температура | Пример |
| Синий | 25000 К | Spica |
| Белый | 10 000 К | Вега |
| Желтый | 6000 К | Вс |
| Оранжевый | 4000 К | Альдебаран |
| Красный | 3000 К | Бетельгейзе |
Перейдите к этому интерактивному моделированию из Университета Колорадо, чтобы увидеть, как цвет звезды меняется при изменении температуры.
Самые горячие звезды имеют температуру более 40 000 К, а самые холодные звезды имеют температуру около 2000 К. Температура поверхности нашего Солнца составляет около 6000 К; его пиковая длина волны имеет слегка зеленовато-желтый цвет. В космосе Солнце выглядело бы белым, сияя примерно равным количеством красноватых и голубоватых волн света. Он выглядит несколько желтым, если смотреть с поверхности Земли, потому что молекулы азота нашей планеты рассеивают некоторые из более коротких (то есть голубых) длин волн из лучей солнечного света, которые достигают нас, оставляя более длинноволновый свет позади.Это также объясняет, почему небо голубое: голубое небо — это солнечный свет, рассеянный атмосферой Земли.
Цветовые индексы
Чтобы определить точный цвет звезды, астрономы обычно измеряют видимую яркость звезды с помощью фильтров, каждый из которых пропускает только свет определенной узкой полосы длин волн (цветов). Грубый пример фильтра в повседневной жизни — это зеленая пластиковая бутылка для безалкогольных напитков, которая, если держать ее перед глазами, пропускает только зеленый свет.
Один из часто используемых наборов фильтров в астрономии измеряет яркость звезд на трех длинах волн, соответствующих ультрафиолетовому, синему и желтому свету. Фильтры имеют названия: U (ультрафиолетовый), B (синий) и V (визуальный, для желтого). Эти фильтры пропускают свет с длинами волн 360, 420 и 540 нм соответственно. Яркость, измеряемая через каждый фильтр, обычно выражается в величинах. Разница между любыми двумя из этих величин — скажем, между голубой и визуальной величинами (B – V) — называется цветовым индексом .
По соглашению между астрономами, ультрафиолетовая, синяя и визуальная звездные величины системы UBV скорректированы так, чтобы дать индекс цвета 0 для звезды с температурой поверхности около 10 000 К, такой как Vega . Показатели цвета B – V звезд варьируются от –0,4 для самых голубых звезд с температурой около 40 000 К до +2,0 для самых красных звезд с температурой около 2000 К. Индекс B – V для Солнца составляет около + 0,65. Обратите внимание, что по соглашению, индекс B – V всегда является «более синим» минус «более красным» цветом.
Зачем использовать цветовой индекс, если он в конечном итоге подразумевает температуру? Потому что яркость звезды через фильтр — это то, что на самом деле измеряют астрономы, и нам всегда удобнее, когда наши утверждения связаны с измеримыми величинами.
Основные понятия и краткое описание
Звезды разного цвета — индикаторы температуры. Самые горячие звезды обычно выглядят синими или сине-белыми, а самые холодные — красными. Индекс цвета звезды — это разница в величинах, измеренных на любых двух длинах волн, и это один из способов измерения и выражения температуры звезд астрономами.
Глоссарий
Индекс цвета : разница между величинами звезды или другого объекта, измеренными в свете двух разных спектральных областей, например, синяя минус визуальная (B – V) звездная величина
Цветовая температура — обзор
Цветовая температура и источники света
Очень часто в телевидении, видеонаблюдении и фотографии термин цветовая температура используется, когда говорят об источниках света. Цветовая температура — это температура, до которой нагревается воображаемое абсолютно черное тело и, следовательно, излучается свет.
Теория физики утверждает, что спектр света, генерируемого при нагревании, в основном зависит от температуры тела, а — не от материала. Это очень важное утверждение было доказано физиком Максом Планком, формула которого объясняет взаимосвязь между максимальной длиной излучаемой волны и температурой, до которой нагревается тело:
(29) λm = 2896 / T
В приведенном выше соотношении λ м — длина волны, а T — температура в градусах Кельвина.
Из приведенной ниже диаграммы можно отметить, что пики для различных температур находятся за пределами видимого спектра, то есть выше 700 нм, в инфракрасной области. Для вольфрамовой (вольфрамовой) нити накала рабочая цветовая температура составляет около 3000 ° K, и более трех четвертей энергии излучается в инфракрасной области в виде тепла. Тепло — это не что иное, как инфракрасный свет. Для вольфрамовых ламп нельзя использовать более высокие температуры, потому что температура плавления вольфрама составляет около 3500 ° K.Повышение температуры до более чем 2800 ° K резко сократит срок службы вольфрамовой лампы. В современных вольфрамовых шарах воздух извлекается изнутри колбы, чтобы свести к минимуму сгорание нити накала. Вольфрамовый свет подходит для ч / б фотоаппаратов, поскольку они более чувствительны к инфракрасной части спектра. Цветные камеры должны быть компенсированы желто-красноватым цветом, создаваемым световым шаром 2800 ° K, который обычно используется в домашнем освещении.
Цветовая температура различных источников света
Для точного тестирования камер очень часто требуется источник света с температурой около 3200 ° K.Такие лампы можно приобрести в профессиональных фотоателье, но есть общее практическое правило, которое можно использовать для расчета цветовой температуры и люменов, создаваемых таким источником света:
Вольфрам мощностью 500 Вт => 3200 ° K (примерно 27 люменов). / ватт)
200 Вт вольфрам => 2980 ° K (примерно 17,5 люмен / ватт)
Вольфрам 75 Вт => 2820 ° K (примерно 15,4 люмен / ватт)
Известно, что вольфрамовый источник света дает желтоватое изображение на фотоаппарат.Чтобы это компенсировать, на объектив могут быть установлены синие оптические фильтры (дополнительный цвет). Электронные камеры (CCTV и TV) компенсируют сдвиг желтоватого цвета электронно, изменяя информацию об основных цветах на определенный процент. Большинство камер видеонаблюдения имеют так называемую схему автоматического баланса белого (AWB), которая автоматически регулирует цветовую температуру при включении камеры и при просмотре большей белой области. Более продвинутая камера может настраивать такой баланс белого «на лету», то есть без включения и выключения камеры снова.Этот баланс белого обычно обозначается как с автоматическим отслеживанием белого (ATW) и очень практичен, особенно при использовании камер панорамирования / A наклона / масштабирования (PTZ), покрывающих большую площадь, часть которой может быть область с вольфрамовым светом, например, и еще одна с неоновым светом.
Типичный фотографический вольфрамовый источник света с 3200 ο K
Солнце, как естественный источник света, имеет очень высокую физическую температуру тела, но эквивалентная цветовая температура света, которую мы получаем на поверхности Земли, зависит от время суток и погодные условия.Это происходит из-за отражения и преломления света в атмосфере. Как показано в таблице Цветовые температуры различных источников света на следующей странице, в ясный день, в полдень, цветовая температура достигает более 20000 ° K, а в пасмурный день она опускается почти до 6000 °. К. Вот почему фотографии, сделанные в часы заката, кажутся красноватыми. Чем ниже цветовая температура, тем краснее будут изображения, и чем она выше, тем они будут казаться голубее.
Искусственные источники света имеют различную цветовую температуру в зависимости от источника.Вышеупомянутая формула (29) применима только к источникам тепла, то есть к источникам света, в которых металл нагревается до высокой температуры. Однако существуют газовые источники света, в которых генерация света имеет другую природу. Например, неоновые огни или огни на парах ртути излучают свет, когда к ним прикладывается электромагнитное поле. Атомы возбуждаются энергией, достаточной для того, чтобы вызвать определенные атомные реакции, и энергия выделяется в виде света. Этот свет имеет дискретный характер из-за квантового поведения атомов. Положение длины волны зависит от используемого газа. Некоторые из стеклянных трубок, используемых с такими газами, покрыты изнутри флуоресцентным порошком, который может поглощать определенные первичные длины волн и затем регенерировать непрерывный вторичный спектр видимого света.
Источники газа также можно описать по их цветовой температуре; только в этом случае мы используем так называемую корреляционную цветовую температуру .
Для определения точки отсчета и правильной цветопередачи были определены стандартных источников белого света .На практике используется несколько определений (стандартов). Эти стандартные источники белого света обозначены как A, B, C, D 6500 , и W.
Источник A является наиболее естественным стандартом, поскольку представляет собой световой шар из вольфрама (вольфрама), заполненный с небольшим количеством газа, чтобы уменьшить подгорание нити. Вот почему большинство других разработанных позже стандартов основаны на источнике А. Как упоминалось ранее, при определенной температуре характеристики света вольфрама во многом совпадают с излучением черного тела.Это означает, что спектр источника A при определенной температуре может быть представлен только одной деталью — температурой, которая равна температуре черного тела. Если быть точным, реальная температура вольфрама и черного тела, при которой их спектры должны быть идентичными, не совсем одинакова. Черное тело горячее примерно на 50 ° K. Спектральная характеристика стандартного источника A определяется как цветовая температура 2854 ° K, в то время как реальная температура нити составляет примерно 2800 ° K.Однако это незначительное различие, и теоретическое приближение действительно и принимается в качестве описательного фактора для цветовой температуры таких источников.
Стандартный источник B излучает белый свет, похожий на прямой солнечный свет в полдень. Источник B можно получить, отфильтровав свет от источника A через специальный светофильтр.
Аналогичным образом, используя другой тип светофильтра, можно получить стандартный источник света C . Характеристики источников B и C не могут быть представлены с помощью цветовой температуры черного тела, как это видно на диаграмме выше.Однако, если цвет черного тела похож на любой из источников B или C, мы используем термин корреляционная цветовая температура . Итак, корреляционная температура источника B составляет 4880 ° K, а для источника C — 6740 ° K.
Международный комитет по свету (CIE) в 1965 году предложил новый стандартный источник света, который является должен представлять среднюю цветовую температуру дневного света и представлен как стандарт D .Рекомендуемая корреляционная цветовая температура для стандарта D составляет 6500 ° K, поэтому стандарт обозначен как D 6500 . Этот источник света нельзя получить путем модификации источника A, но его спектральные характеристики могут быть аппроксимированы некоторыми другими физическими источниками, как в случае с правильной смесью трех люминофорных покрытий ЭЛТ цветного монитора. Важно помнить, что D 6500 часто используется в качестве эталона для цветных мониторов.
Наконец, есть еще один вымышленный источник света с равномерным распределением излучаемой энергии, который выглядит как плоская горизонтальная линия. Это только для расчетных целей, а код этого источника света — Вт. Человеческий глаз довольно легко адаптируется к различиям цветовой температуры, а наш мозг автоматически компенсирует изменение цвета из-за различных источников света. Пленочные эмульсии, трубки и чипы CCD или CMOS камеры немного отличаются. При использовании пленочной камеры необходимо использовать специальные пленки или оптические фильтры, если необходимо скорректировать цветовую температуру.В телекамерах это достигается за счет электронной компенсации, которая может быть ручной или автоматической.
Наконец, как уже упоминалось, при попытке воспроизвести идеальные цвета необходимо учитывать цветовую температуру экрана монитора. Большинство мониторов в наши дни можно настроить на эквивалентную цветовую температуру от 5000 ° K (обозначается как D50) до 6500 ° K (обозначается как D65), но некоторые из них могут иметь более высокую (9300 ° K). Эти цветовые температуры близки к цветовой температуре среднего пасмурного дневного света, как показано в предыдущей таблице.
Электронная калибровка дисплея имеет первостепенное значение для графики и публикации.
Профессиональные фотографы или кинематографисты, активно работающие с точной цветопередачей, используют устройства для калибровки монитора, такие как Spyder, показанный на этой фотографии.
Цветовая температура на восходе и закате …
cshimokita
[Фото модератора форума]
8517
Цветовая температура на восходе и закате …
29 апреля 2017 г., 06:32
Основываясь на обсуждении несколько недель назад разницы между фотографированием восхода и заката, я записал изменения цветовой температуры… и учимся получать удовольствие от раннего пробуждения … сегодня был уникальный день в продолжающемся испытании … в 4:51 и 18:20 было ясное небо … давайте посмотрим.
После захода солнца глядя на север
Чтобы быть точными, измерения цветовой температуры производятся в Кельвинах, и, как и в других аспектах фотографии, логика обратная … большие значения Кельвина — холодные, а низкие значения Кельвина — теплые …
Цветовые температуры свыше 5000 К — сине-белые и называются «холодными цветами»
Цветовые температуры (2700–3000 K) желто-белые и называются «теплыми цветами»
Вертикальный дневной свет и электронная вспышка считаются 5500 K
Тестирование все еще продолжается, но здесь результаты сегодняшнего дня…
В общем, во время восхода солнца цветовая температура становится все более теплой, а на закате цветовая температура становится все холоднее … и обычно изменение более выражено на закате … это немного противоречит интуиции, так как обычно у нас красный и оранжевые закаты … которые быстро становятся голубоватыми, когда солнце опускается за горизонт.
Вот фактические измерения с сегодняшнего дня (29 апреля 2017 года) …
«Майред» — это единица измерения по оси «Синий и Янтарный», которая указывает, насколько сильным должен быть фильтр обогрева или охлаждения, чтобы поддерживать тот же или эталонный баланс белого… (1000000 / Кельвин = Майред). В случае восхода солнца нам потребуется более темный синий фильтр, а на закате — более теплый фильтр. При съемке дневного света эталон 5500 К или 182 Майред.
CC (Цветовая коррекция) — это измерение по оси пурпурного и зеленого. Восход солнца довольно стабилен, в то время как мы видим изменения на закате.
Испытание продолжается … и пока мне удалось выбраться на балкон в 4:45 …
Кейси
Общие сведения о градусах Кельвина и цветовой температуре
При описании цветовой температуры Кельвин (K) относится к теплоте или холоду источника света.Это единица измерения, используемая для описания оттенка или внешнего вида данного источника света, такого как лампочка или солнце. Технический термин цветовой температуры, выраженный в градусах Кельвина, — это коррелированная цветовая умеренность (CCT).
Цветовой диапазон, используемый в светотехнике, составляет от 8000 Кельвинов, или 8000К, до 2000К, из которых 5000К является наиболее распространенным. На этой шкале, чем выше значение Кельвина у источника света, тем «холоднее» свет выглядит визуально и имеет цветовую температуру, близкую к реальному солнечному свету.
«Холодный» свет имеет белый или синий оттенок и цветовую температуру от 4100K до 6500K, что соответствует верхнему пределу шкалы Кельвина и включает реальный солнечный свет. Все, что выходит за пределы этого диапазона, будет излучать свет более глубоких оттенков синего и может превышать цветовую температуру солнечного света.
Светильникив этом диапазоне также имеют более короткие длины волн и идеально подходят для использования в коммерческих или промышленных помещениях, таких как гаражи, склады, спортивные залы, спортивные площадки, уличное освещение столбов и заправочные станции.Типы освещения, используемые в этих средах, включают флуоресцентное, светодиодное или индукционное освещение с цветовой температурой 5000K или выше, которое имеет такую же или более высокую цветовую температуру, как солнце. Конкретные примеры включают типичные светодиодные офисные светильники с цветовой температурой 4100K, промышленные светодиодные светильники с цветовой температурой 5000K и фактический солнечный свет с цветовой температурой 5780K.
Огни, которые попадают в середину шкалы Кельвина, между 3500K и 4100K, будут иметь более нейтральный белый оттенок, похожий на полуденный свет.