Цвет не имеет фактической температуры. Попробуйте поставить синий и красный квадрат на свой монитор и поднесите термометр к обеим областям. Если вы обнаружите, что есть разница, вы делаете это неправильно. Вы, наверное, уже знаете это.
Так почему же измеряется цветовая температура в Кельвинах? Кельвин - это измерение тепла в веществе от абсолютного нуля. Это означает, что когда в веществе фактически нет тепла, а молекулы в нем абсолютно неподвижны, это 0 К. 0 К на самом деле не возможно, но это не мешает нам проводить измерения относительно него, и это во всяком случае, отступление.
Есть ли какое-то вещество, которое излучает разные цвета при разных температурах, которое использовалось в качестве эталона для сопоставления температуры с цветовой температурой? Или это сложнее, чем это? Или выбор использовать Кельвин совершенно произвольный, вообще не связанный с теплом?
источник
Ответы:
Она имеет отношение к нагретому веществу, хотя и в несколько теоретическом пути. Вещество является идеальным черным телом накаливания , которое излучало бы данный цвет в пределах данного цветового пространства при данной температуре. Местоположение в цветовом пространстве в зависимости от температуры называется локусом Планка , и я не претендую на то, что все понял в этой статье, но исследую его на любой глубине, которую вы пожелаете.
Для более общего объяснения цветовой температуры и ее соотношения с излучателями черного тела см . Статью о цветовой температуре в Википедии .
источник
Вступительное заявление Википедии о цветовой температуре связывает их довольно хорошо:
Излучатели черного тела представляют собой идеализированную концепцию, которая излучает энергетический спектр с пиковой интенсивностью на частоте, которая зависит от температуры излучателя черного тела. Чем выше температура черного тела, тем выше максимальная частота спектра излучения излучателя черного тела. Любое излучение от идеального радиатора черного тела происходит исключительно от тепловой энергии. Таким образом, черное тело 6500 K испускает фотоны, частотный спектр которых достигает пика при так называемой цветовой температуре 6500 K (в сине-белом, «дневном свете», диапазоне цветовой температуры).
Хотя реальных излучателей черного тела не существует, существует несколько приличных приближений, которые действуют во многом как черные тела. Звезды, лампы накаливания и электрические плиты являются примерами. Вот почему 5500 - 6500 K называется цветовой температурой дневного света - мы измеряем температуру черного тела на солнце около 5780 K. Точно так же, потому что лампы накаливания не столько излучают свет, сколько излучают тепло в спектре видимого света , «в помещении» цветовая температура около 2500 K является номинальной температурой излучения черного тела и спектральным пиком ламп накаливания.
Связанные вопросы здесь в Photography.SE:
Этот вопрос Physics.SE также касается текущего вопроса: как температура связана с цветом?
источник
Цветовая температура связана с излучением черного тела, создаваемым горячими предметами. Кривая излучения черного тела, показанная ниже, показывает приблизительные кривые интенсивности * на каждой длине волны для излучения, испускаемого телами при 5000К, 4000К и 3000К.
* Это фактически показывает спектральную кривую сияния, которая является своего рода потоком. Но вы можете думать об этом как об интенсивности, если это помогает. Эти две величины тесно связаны.
Источник изображения: Википедия
Обратите внимание, как кривые проходят через видимый спектр. В зависимости от того, какая часть (площадь под) кривой находится в видимом спектре, цвет будет выглядеть по-разному. Это описывается локусом Планка при разговоре о цветовой температуре.
Источник изображения: Википедия
Диаграмма CIE выше показывает визуальный цвет тел при различных температурах. Тела с температурой около 3000 К, как правило, выглядят красными, в то время как тела с температурой около 5000 К или 6000 К выглядят белее. Тела, которые горячее этого, будут выглядеть голубыми.
источник
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.
источник
Раньше термометр кузнецы, гончары, стеклодувы и тому подобное зависели от цвета светящегося материала, чтобы следить за прогрессом. Считалось, что большинство минералов имели уникальный цвет на разных стадиях при нагревании. Также было известно, что объекты расширяются и сжимаются при изменении их температуры. Даниэль Фаренгейт (немец 1686-1736) разработал ртутный термометр. Он использовал число 180 как число шагов (градусов) между замораживанием и кипячением воды, 180 - это число, которое очень делится. Андерс Цельсий (шведский (1701-1744) считал, что бизнес 180 - это безумие. Цельсий сделал 100 шагов между замерзанием и кипением воды.
Ртуть, спирт и другие жидкости широко использовались в термометрах, однако ни одна из них не расширяется и не сжимается линейно, поэтому разметка на трубках имеет разное расстояние в разных регионах. В 1802 году Жозеф Луи Гей-Люссак (франц. 1778 - 1850) показал, что коэффициент воздуха и различных общих газов примерно одинаков. Трубка с поплавком на столбе водорода падает и равномерно поднимается с температурой. Если охлаждение продолжается, поплавок должен достигнуть дна при -273C. Ученые ненавидят отрицательные температуры и называют это «абсолютной температурой». Таким образом, Абсолютная шкала теперь называется шкалой Кельвина в честь Уильяма Томсона 1-го барона Кельвина (ирландский лауреат Нобелевской премии 1824 - 1907 гг.) За его работу над излучением черного тела).
Температуру в шкале Кельвина можно преобразовать в шкалу Цельсия, прибавив 273. Металлурги обычно использовали шкалу Кельвина, как и многие другие отрасли науки. Конструкция лампочек развивалась с использованием металлического вольфрама в качестве светящейся нити. Индустрия освещения приняла шкалу Кельвина, чтобы описать цвет, производимый лампами. Фотоиндустрия, сильно зависящая от искусственного освещения, приняла шкалу Кельвина для классификации цвета.
Таблица некоторых выбранных практических источников освещения и их цветовых температур.
Солнечный свет полдень 5400K
Просвет до 120 000 К до 18 000 К
Фотографический Дневной свет 5500 К (по согласованию с создателями фильма)
Flash Cube - Флип Флэш 4,950К
Прозрачная лампочка (с циркониевой проволокой) 4200K
Прозрачная алюминиевая проволочная фотовспышка
500 Вт Фотографическая лампа 3200K
Бытовая вольфрамовая лампа мощностью 100 Вт 2900K
60-ваттная бытовая вольфрамовая лампа накаливания 2820K
источник