Цвет и его температура

Исследование основных методов измерения цветовой температуры. Анализ числовых значений цветовой температуры распространённых источников света. Солнечный свет и индекс цветопередачи. Описания измерителей цветовой температуры: колориметров и спектрометров.

Рубрика Физика и энергетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 04.06.2014
Размер файла 1,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие цветовой температуры

1.1 Цвет и его температура

1.2 Таблица числовых значений цветовой температуры распространённых источников света

1.3 Диаграмма цветности XYZ

1.4 Солнечный свет и Индекс Цветопередачи (CRI - colour rendering index)

2. Методы измерения цветовой температуры

2.1 Метод 1

2.2 Колориметры

Источники информации

Введение

По нашим психологическим ощущениям цвета бывают тёплыми и горячими, бывают холодными и очень холодными. На самом деле все цвета горячие, очень горячие, ведь у каждого цвета есть своя температура и она очень высокая.

Любой предмет в окружающем нас мире имеет температуру, выше абсолютного нуля, а значит, испускает тепловое излучение.

Даже лед, у которого отрицательная температура, является источником теплового излучения.

В это трудно поверить, но это так. В природе температура -89°С не самая низкая, можно достичь ещё более низких температур, правда, пока что, в лабораторных условиях.

Самая низкая температура, которая на данный момент теоретически возможна в пределах нашей вселенной - это температура абсолютного нуля и она равна -273,15°С. При такой температуре прекращается движение молекул вещества и тела полностью перестают испускать любое излучение (тепловое, ультрафиолетовое, а уж тем более видимое).

Полная тьма, нет ни жизни, ни тепла. Возможно, кто-нибудь из вас знает, что цветовая температура измеряется в Кельвинах. Кто покупал себе домой энергосберегающие лампочки, тот видел надпись на упаковке: 2700К или 3500К или 4500К.

Это как раз и есть цветовая температура светового излучения лампочки. Но почему измеряется в Кельвинах, и что означает Кельвин? Эта единица измерения была предложена в 1848г. Ульямом Томсоном (он же лорд Кельвин) и официально утверждена в Международной Системе единиц. В физике и науках, имеющих непосредственное отношение к физике, термодинамическую температуру измеряют как раз Кельвинах. Начало отчета температурной шкалы начинается с точки 0 Кельвин, что означат -273,15 градуса Цельсия. То есть 0К - это и есть абсолютный нуль температуры. Можно легко перевести температуру из Цельсия в Кельвин. Для этого нужно просто прибавить число 273. Например, 0°С это 273К, тогда 1°С это 274К, по аналогии, температура тела человека 36,6°С это 36,6 + 273,15 = 309,75К. Вот так всё просто получается.

1. Понятие цветовой температуры

Давайте попробуем разобраться, что такое цветовая температура.

Источниками света являются раскаленные до высоких температур тела, тепловые колебания атомов которых и вызывают излучение в виде электромагнитных волн различной длины. Излучение, в зависимости от длины волны, имеет свою цветность. При невысоких температурах и соответственно при более длинных волнах преобладает излучение с теплой, красноватой цветностью светового потока, а при более высоких, с уменьшением длины волны, с холодной, сине-голубой цветностью. Единицей длины волны является нанометр (нм), 1нм=1/1 000 000мм. Еще в 17 веке Исаак Ньютон при помощи призмы разложил так называемый белый дневной свет и получил спектр, состоящий из семи цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового, а в результате различных опытов доказал, что любой спектральный цвет можно получить смешением световых потоков, состоящих из различных соотношений трех цветов - красного, зеленого и синего, которые и были названы основными. Так появилась теория трехкомпонентности.

Человеческий глаз воспринимает цветность света благодаря рецепторам, так называемым колбочкам, которые имеют три разновидности, каждая из которых воспринимает один из трех основных цветов - красный, зеленый или синий и имеет к каждому из них свою чувствительность. Человеческий глаз воспринимает электромагнитные волны в диапазоне от 780 до 380 нанометров. Это видимая часть спектра. Следовательно, и светоприемники носителей информации - кино и фотопленка или матрица камеры должны иметь идентичную глазу чувствительность к цвету. Сенсибилизированные пленки и матрицы видеокамер воспринимают электромагнитные волны в чуть более широком диапазоне, захватывая близлежащее к красной зоне инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне 780-900 нм и близлежащее к фиолетовой - ультрафиолетовое (УФ) излучение в диапазоне 380-300 нанометров. Эта область спектра, в которой действует геометрическая оптика и светочувствительные материалы, называется оптическим диапазоном.

Человеческий глаз кроме световой и темновой адаптации обладает так называемой цветовой адаптацией, благодаря которой при различных источниках, с различными соотношениями длин волн основных цветов, правильно воспринимает цвета. Пленка же и матрица такими свойствами не обладают, они сбалансированы под определенную цветовую температуру.

Нагреваемое тело в зависимости от температуры нагрева в своем излучении имеет различное соотношение различных длин волн и соответственно различную цветность светового потока. Эталон, по которому определяется цветность излучения, есть абсолютно черное тело (АЧТ), т.н. излучатель Планка. Абсолютно черное тело - виртуальное тело, поглощающее 100% падающего на него светового излучения, описывается законами теплового излучения. А цветовая температура - это температура АЧТ в градусах Кельвина, при которой цветность его излучения совпадает с цветностью данного источника излучения. Разница между шкалой температуры в градусах Цельсия, где за ноль принята температура замерзания воды, и шкалой в градусах Кельвина составляет -273, 16, потому что точкой отсчета в шкале Кельвина взята температура, при которой в теле прекращается любое движение атомов и соответственно прекращается любое излучение, так называемый абсолютный ноль, соответствующий температуре по Цельсию -273,16 град. То есть 0 градусов по Кельвину соответствует температура -273,16 град. по Цельсию.

Основным естественным источником света для нас является Солнце и различные источники света - огонь в виде костра, спички, факела и осветительные приборы, начиная от бытовых приборов, приборов технического назначения и заканчивая профессиональными осветительными приборами, созданными специально для кинематографа и телевидения. И в бытовых приборах, и в профессиональных, используются различные лампы (не будем касаться их принципа действия и конструктивных различий) с различными энергетическими соотношениями в их спектрах излучения основных цветов, которые можно выразить величиной цветовой температуры. Все источники света разделены на две основные группы. Первые, с цветовой температурой (Тцв.)5600 0К, белого дневного света (ДС), в излучении которых преобладает коротковолновая, холодная часть оптического спектра, вторые - лампы накаливания (ЛН) с Тцв.- 32000К и преобладанием в излучении длинноволновой, теплой части оптического спектра.

С чего всё начинается? Всё начинается с нуля, в том числе и световое излучение. Черный цвет - это отсутствие света вовсе. С точки зрения цвета, черный - это 0 интенсивности излучения, 0 насыщенности, 0 цветового тона (его просто нет), это полное отсутствие всех цветов вообще. Почему мы видим предмет черным, а потому, что он почти полностью поглощает весь падающий на него свет. Существует такое понятие как абсолютно черное тело. Абсолютно черным телом называют идеализированный объект, который поглощает всё падающее на него излучение и ничего не отражающее. Конечно же, в реальности это недостижимо и абсолютно черных тел в природе не существует. Даже те предметы, которые кажутся нам черными, на самом деле не абсолютно черные. Но можно изготовить модель почти что абсолютно черного тела. Модель представляет собой куб с полой структурой внутри, в кубе проделано небольшое отверстие, через которое внутрь куба проникают световые лучи. Конструкция чем-то похожа на скворечник. Посмотрите на рисунок (1).

Рисунок (1). - Модель абсолютно черного тела.

Свет, попадающий внутрь сквозь отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным. Даже если мы покрасим куб в черный цвет, отверстие будет чернее черного куба. Это отверстие и будет являться абсолютно черным телом. В прямом смысле слова, отверстие не является телом, а только лишь наглядно демонстрирует нам абсолютно черное тело.

Все объекты обладают тепловым излучением (пока их температура выше абсолютного нуля, то есть -273,15 градусов по Цельсию), но ни один объект не является идеальным тепловым излучателем. Одни объекты излучают тепло лучше, другие хуже, и всё это в зависимости от различных условий среды. Поэтому, применяют модель абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело является идеальным тепловым излучателем. Мы можем даже увидеть цвет абсолютно черного тела, если его нагреть, и цвет, который мы увидим, будет зависеть от того, до какой температуры мы нагреем абсолютно черное тело. Мы вплотную подошли к такому понятию как цветовая температура.

Посмотрите на рисунок (2).

Рисунок (2). - Цвет абсолютно черного тела в зависимости от температуры нагревания.

а) Есть абсолютно черное тело, мы его не видим вообще. Температура 0 Кельвин (-273,15 градуса Цельсия) - абсолютный нуль, полное отсутствие любого излучения.

б) Включаем «сверхмощное пламя» и начинаем нагревать наше абсолютно черное тело. Температура тела, посредством нагревания, повысилась до 273К.

в) Прошло ещё немного времени и мы уже видим слабое красное свечение абсолютно черного тела. Температура увеличилась до 800К (527°С).

г) Температура поднялась до 1300К (1027°С), тело приобрело ярко-красный цвет. Такой же цвет свечения вы можете увидеть при нагревании некоторых металлов.

д) Тело нагрелось до 2000К (1727°С), что соответствует оранжевому цвету свечения. Такой же цвет имеют раскаленные угли в костре, некоторые металлы при нагревании, пламя свечи.

е) Температура уже 2500К (2227°С). Свечение такой температуры приобретает желтый цвет. Трогать руками такое тело крайне опасно!

ж) Белый цвет - 5500К (5227°С), такой же цвет свечения у Солнца в полдень.

з) Голубой цвет свечения - 9000К (8727°С). Такую температуру путем нагреванием пламенем получить в реальности будет невозможно. Но такой порог температуры вполне достижим в термоядерных реакторах, атомных взрывах, а температура звезд во вселенной может достигать десятки и сотни тысяч Кельвин. Мы можем лишь увидеть такой же голубой оттенок света, например, у светодиодных фонарей, небесных светил или других источников света. Цвет неба в ясную погоду примерно такого же цвета. Подводя итог ко всему вышесказанному, можно дать четкое определение цветовой температуры. Цветовая температура - это температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение. Проще говоря, температура 5000К - это цвет, который приобретает абсолютно черное тело при нагревании его до 5000К. Цветовая температура оранжевого цвета - 2000К, это означает, что абсолютно черное тело необходимо нагреть до температуры 2000К, чтобы оно приобрело оранжевый цвет свечения.

Но цвет свечения раскаленного тела не всегда соответствует его температуре. Если пламя газовой плиты на кухне сине-голубого цвета, это не значит, что температура пламени свыше 9000К (8727°С). Расплавленное железо в жидком состоянии имеет оранжево-желтый оттенок цвета, что в действительности соответствует его температуре, а это примерно 2000К (1727°С).

1.1 Цвет и его температура

Разные люди воспринимают один и тот же цвет по-разному. Образно говоря, понятие того или иного цвета -- это всего лишь результат неписанного соглашения между людьми называть определённое ощущение зрительного нерва конкретным цветом, к примеру, «красным». Также известно, что с возрастом хрусталик желтеет, что приводит к нарушениям в идентификации цветов. То есть можно сказать, что адекватное цветовое восприятие -- это результат скорее психологического процесса, чем физического.

Если цвет поверхности не нагретого неизлучающего предмета, то есть одну из его отражательных (а значит и фильтрующих) характеристик, можно описать длиной волны или обратной ей величиной -- частотой, то с нагретыми и излучающими телами мы поступим по-другому. Представим себе абсолютно чёрное тело, то есть тело, которое не отражает никакие световые лучи. Для примитивного эксперимента пусть это будет спираль из вольфрама в электрической лампочке. Соединим эту несчастную лампочку с электрической цепью через реостат (изменяемое сопротивление), выгоним всех из ванной комнаты, выключим освещение, подадим ток и будем наблюдать за цветом спирали, постепенно понижая сопротивление реостата. В один прекрасный момент наше абсолютно чёрное тело начнёт светиться еле заметным красным цветом. Если замерить в этот момент его температуру, то окажется, что она будет примерно равна 900 градусам по Цельсию. Поскольку все излучения происходят от скорости движения атомов, которая равна нулю при нуле градусов Кельвина (-273 °С) (на чём и основан принцип сверхпроводимости), то в дальнейшем забудем про шкалу Цельсия, и будем пользоваться шкалой Кельвина.

Таким образом, начало видимого излучения абсолютно чёрного тела наблюдается уже при 1200К, и соответствует красной границе спектра. То есть, попросту говоря, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжая нагревать нашу спираль, замеряя при этом температуру, мы увидим, что при 2000К её цвет станет оранжевым, а затем, при 3000К -- жёлтым. При 3500К наша спираль перегорит, так как будет достигнута температура плавления вольфрама. Однако если бы этого не произошло, то мы увидели бы, что при достижении температуры 5500К цвет излучения был бы белым, становясь при 6000К голубоватым, и при дальнейшем нагревании вплоть до 18000К всё более голубым, что соответствует фиолетовой границе спектра.

Эти цифры и назвали «цветовой температурой» излучения. Каждому цвету соответствует его цветовая температура. Психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) в десять раз ниже (холоднее) цветовой температуры морозного зимнего неба (12000К). Тем не менее, это так, цветовая температура отличается от обычной температуры.

Чтобы представить себе как это выглядит в реальной жизни, рассмотрим цветовую температуру некоторых источников света: ксеноновых автомобильных ламп на рисунке (3) и люминесцентных ламп на рисунке (4).

Рисунок (3) - Цветовая температура ксеноновых автомобильных ламп.

Рисунок (4) - Цветовая температура люминесцентных ламп.

1.2 Таблица числовых значений цветовой температуры распространённых источников света

Цветовая температура

Источник

800 К

начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел

1500--2000 К

свет пламени свечи

2200 К

лампа накаливания 40 Вт

2800 К

лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа

3000 К

лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа

3200--3250 К

типичные киносъёмочные лампы

3400 К

солнце у горизонта

4200 К

лампа дневного света (тёплый белый свет)

4300--4500 K

утреннее солнце и солнце в обеденное время

4500--5000 К

ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга

5000 К

солнце в полдень

5500--5600 К

фотовспышка

5600--7000 К

лампа дневного света

6200 К

близкий к дневному свет

6500 К

стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету

6500--7500 К

облачность

7500 К

дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба

7500--8500 К

сумерки

9500 К

синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца

10 000 К

источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета)

15 000 К

ясное голубое небо в зимнюю пору

20 000 К

синее небо в полярных широтах.

1.3 Диаграмма цветности XYZ

Цветовая температура является характеристикой источника света. Любой видимый нами цвет имеет цветовую температуру и не важно, какой это цвет: красный, малиновый, желтый, пурпурный, фиолетовый, зеленый, белый.

Труды в области изучения теплового излучения абсолютно черного тела принадлежат основоположнику квантовой физики Максу Планку. В 1931 году на VIII сессии Международной комиссии по освещению (МКО, в литературе часто пишется как CIE) была предложена цветовая модель XYZ. Данная модель представляет собой диаграмму цветности. Модель XYZ представлена на рисунке (5).

Рисунок (5) - Диаграмма цветности XYZ.

Числовые значения X и Y определяют координаты цвета на диаграмме. Координата Z определяет яркость цвета, она в данном случае не задействована, так как диаграмма представлена в двухмерном виде. Но самое интересное на этом рисунке - это кривая Планка, которая характеризует цветовую температуру цветов на диаграмме. Рассмотрим её поближе на рисунке (6).

Рисунок (6) -Кривая Планка

Кривая Планка на этом рисунке немного урезана и «слегка» перевернута, но на это можно не обращать внимание. Чтобы узнать цветовую температуру какого-либо цвета, нужно просто продолжить линию перпендикуляра до интересующей вас точки (участка цвета). Линия перпендикуляра, в свою очередь, характеризует такое понятие как смещение - степень отклонения цвета в зеленый или пурпурный.

1.4 Солнечный свет и Индекс Цветопередачи (CRI - colour rendering index)

Наши глаза различают (в это трудно поверить) около 10 000 000 оттенков различных цветов включая более 500 оттенков (или градаций) серого (ахроматического) цвета. Мы редко задумываемся над тем, насколько точно мы воспринимаем цвета, потому, что большую часть из них мы видим при солнечном свете.

Принято считать, что индекс цветопередачи солнца (точность восприятия освещаемых им цветов) - является идеальным - т.е. CRI солнца = 100 единиц. В большинстве случаев по умолчанию производители устанавливают в светодиодных фонарях диоды холодного белого цвета (cool white) с цветовой температурой 5000-7000K. Индекс цветопередачи в таких светодиодах около 65 единиц (сравните с CRI солнечного света). Холодный Белый свет (CW) имеет лучшую из всех контрастность, что предпочтительней при освещении предметов, темных цветов (таких как грязь, мокрый асфальт) и также намного эффективней на дальних дистанциях (свыше 200 метров) но при этом Холодный Белый свет имеет наибольшие искажения в цветовосприятии.

Некоторые из производителей идут дальше, и наравне с холодным белым, производят фонари с нейтральными и даже теплыми бинами (оттенками) светодиодов. Индекс CRI в них выше (то есть восприятие цветов заметно выше), и как следствие на ближних дистанциях (в отличие от дальнобойных фонарей, где холодный белый свет предпочтительней) нейтральные и теплые бины - комфортней для зрения. Нейтральный Светодиод (Neutral White) имеет цветовую температуру от 3700 до 5000K и CRI= около 75. Теплый Светодиод (Warm White) температура от 2600 до 3700K и индекс CRI = около 80 и выше. Нейтральный и тем более тёплый белый свет имеют серьёзное преимущество при освещении предметов в условиях дождя и тумана, а так же в условиях высокой задымлённости, где холодный белый свет не так эффективен, и больше освещают пространство до предмета (трубой света), чем сам предмет. В освещении под водой, подобная зависимость сохраняется и тёплый свет намного эффективней в недостаточно прозрачной воде.

2. Методы измерения цветовой температуры

2.1 Метод 1

В книге Гуторова М.Л. [2] предложена методика определения этого параметра из результатов измерения источника света в двух участках спектра с длинами волн л1= 457 нм и л2= 665 нм, т.е. с фильтрами соответственно синего и красного цвета. В качестве фильтров выбраны цветные стекла СС-5 и КС-19. Спектры коэффициента пропускания фильтров от длины волны приведены на рисунках (7) и (8).

Рисунок (7). - Спектр пропускания синего стекла.

Рисунок (8). - Спектр пропускания красного стекла.

В результате измерений интенсивности излучения источника на двух длинах волн получают два показания Nл1 и Nл2, по отношению которых судят о цветовой температуре источника.

Измерения лучше проводить, используя приемник излучения с характеристикой, близкой к кривой видности человеческого глаза, одним из таких преемников является приемник у люксметра ТКА-ПКМ. При проверке методики проведены измерения солнечного излучения в ясный день. По данным замеров с фильтром синего цвета на шкале прибора получено значение 11 делений, при измерении с красным светофильтром 10 делений. Таким образом, частное от деления оказалось равным 1,1, что соответствует температуре 5700-5800К, что соответствует Цветовой температуре Солнца.

Следующие измерения были проведены с использованием галогенной лампы КГМ - 9. В этом случае соотношение ЕС/ЕК оказалось равным 0,1, что соответствует цветовой температуре 2200К, что также не противоречит истине. Поскольку люксметр достаточно дорогой прибор, то был создан малогабаритный прибор на основе фотодиода и вольтметра. В качестве приемника излучения использован фотодиод марки ФДК -155, у которого кривая чувствительности от длины волны близка к кривой чувствительности глаза, в качестве регистрирующего прибора выбран малогабаритный вольтметр. Внешний вид прибора приведен на рисунке (9).

Рисунок (9). - Внешний вид прибора.

Для градуировки устройства использовались те же источники излучения, что и в случае люксметра (солнечный свет и малогабаритная галогенная лампа КГМ). В результате измерений оказалось, что цветовая температура Солнца равна 5800К, а галогенной лампы 2200-3000 К. Измерения цветовой температуры люминесцентных ламп различных марок разработанным прибором, показали, что их температуры находятся в пределах (2700 - 6500К). Измерения цветовой температуры других известных источников излучения собранным прибором показал хорошее соответствие с литературными данными. В таблице (2) приведены результаты измерения и данные из источника по книге Семенова [1], которые отмечены звездочкой.

Таблица (2). - Результаты измерения.

Наименование источника света

Цветовая температура, °К

Пламя спички

1600; 1700*

Пламя свечи

1300 - 2000; 1200 - 1800*

Лампа накаливания 75 Вт

2800; 2800*

Лампа накаливания 100 Вт

2950; 2900*

Лампа накаливания 200 Вт

3000; 3000*

Маломощная галогенная лампа

2250; 2200...3000*

Фотолампа накаливания

3400*

Люминесцентная лампа

2700 - 6500; 2700...6500*

Ксеноновая лампа

5300; 5290*

Фотографическая лампа-вспышка

6000*

Металлогалогенная лампа

5900; 6000*

Дневной свет

5800; 5600*

Зимнее небо

7500*

Экран компьютерного монитора

6500 - 9300*

* данные из источника по книге Семенова.

2.2 Колориметры

Метрология -- наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

· Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств.

· Средство измерения - техническое средство, предназначенное для измерений.( в данном случае колориметр)

· Колориметрия, (от лат. color -- цвет и греч. мефсещ -- измеряю) - наука, исследующая методы измерения, выражение количества цвета и различий цветов. Главную роль в ее развитии сыграло открытие немецким математиком Г.Грассманом законов, по которым каждый цвет является суммой трех других цветов, взятых в определенных долях. При этом такие цвета должны быть независимыми, то есть два из них, смешиваясь, не должны давать третий.

Измерители цветовой температуры - колориметры можно разделить на две большие группы:

* Двухзональные спектрометры - приборы, измеряющие соотношение энергий излучения источников света в синей и красной областях спектра, т.е. использующие методику определения сине-красного отношения.

* Трехзональные спектрометры, принцип работы которых построен на измерении показателей сине-красного(б) и зелено-красного (в) отношений.

У температурных источников света (солнце, лампы накаливания...) цветовая температура зависит главным образом от изменения энергии излучения в синей и красной зонах спектра излучения, желто-зеленая зона остается практически постоянной. На рисунке(10) показаны кривые различной цветности излучения абсолютно черного тела, лучистая энергия для желто-зеленого участка спектра (555 нм) принята за 100%.

цветовой температура колориметр спектрометр

Рисунок (10) - Спектральное распределение энергии в излучении абсолютно черного тела, нагретого до различных температур.

Таким образом, для измерения цветовой температуры источника света со сплошным спектром излучения (температурные источники) можно воспользоваться двухзональным методом. Для этого при помощи любого экспонометра с дополнительными светофильтрами рисунок (11) измеряется отношение энергии излучения в двух зонах спектра - синей Wс (400 - 420 нм) и красной Wк (680 - 700 нм) Wс/Wк.

Рисунок (11) - Фотоэкспонометр «Ленинград 6» с тремя дополнительными светофильтрами.

Экспонометр за синим светофильтром направляют на источник света и определяют значение диафрагмы при определенной выдержке. Затем, вместо синего, устанавливают красный светофильтр и снова определяют значение диафрагмы при той же выдержке. Цветовая температура определится из таблицы (3).

Таблица (3) - Цветовые температуры, определенные двухзональным методом

Значения диафрагмы объектива за красным светофильтром

2

2,8

4

5,6

8

11

16

22

32

2

5500

4500

3600

3200

2900

2600

2200

2000

1800

2,8

6600

5500

4500

3600

3200

2900

2600

2200

2000

4

8500

6600

5500

4500

3600

3200

2900

2600

2200

5,6

10000

8500

6600

5500

4550

3600

3200

2900

2600

Значения диафрагмы объектива за синим светофильтром

Определив таким способом цветовую температуру источника света можно с уверенностью судить о соответствии светового баланса фотопленки и источника света. Если освещение не соответствует балансному, съемку можно перенести на другое время или подобрать источник света, но в практике профессиональной фотосъемки чаще преобразуют спектральный состав источника света в соответствии с балансом используемого фотоматериала. Для этого служат конверсионные светофильтры: сине-голубые для повышения цветовой температуры, красно-коричневые для ее понижения. Различные производители выпускают разные наборы конверсионных светофильтров, при этом они утверждают, что наилучшие результаты достигаются при использовании фотоматериалов и конверсионных светофильтров одной фирмы изготовителя. В таблице 3 приведены светофильтры трех ведущих фирм изготовителей. Как уже отмечалось, цветовая температура источников света измеряется в Кельвинах. Подбор же конверсионных светофильтров удобнее производить по шкале обратных микрокельвинов, соответствующей обратным величинам цветовых температур, увеличенных в миллион раз. MR = 106/К величина носит название майред. Не углубляясь в подробный разбор достоинств выше названной системы измерения отметим, что числа майред дают возможность простого подбора конверсионных светофильтров для приведения имеющегося спектрального состава освещения к требуемому. Преобразование спектрального состава света происходит при использовании светофильтра с числом майред, определяемым разностью майред измеренной цветности MRИ и майред требуемой MRТ, (MRИ = MRТ - MRИ). Положительная величина + MRуказывает на красно-коричневый светофильтр, а отрицательная - MR - на сине-голубой. Например, измеренная цветовая температура 6100 K или 164 MR, фотопленка сбалансирована под цветовую температуру 5500 К или 182 MR. Величина смещения будет равна 182-164 = +18 MR, т.е. используется красно-коричневый светофильтр невысокой плотности KODAK 81А.

Таблица (4) - Конверсионные светофильтры

Смещение цветности, майред

КОDАК

FUJI

НАМА

+240

86

+160

LBA16

+150

КR15

+130

85В

+120

LBA12

КR12

+110

85

+80

85С

LBA8

КR9

+60

86В

КR6

+50

81ЕF

+40

81D

LBA4

КR4

+35

81С

+30

КR2,5

+25

81В

+20

81А

КR2

+10

81

-10

82

-20

82A

KB2

-25

78C

-30

82B

KB3

-40

LBB4

KB6

-45

82C

-55

80D

-80

80C

LBB8

KB9

-110

80B

-120

LBB12

KB15

-130

80A

-160

LBB16

-240

78

Для быстрого определения значения смещения цветовой температуры можно воспользоваться номограммой, приводимой в ряде фото справочников, или изменить таблицу 2: вместо цветовых температур указать соответствующий используемому типу фотоматериала конверсионный светофильтр.

Двухзональный метод измерения цветовой температуры справедлив для температурных источников света. Для нетемпературных источников света (лампы-вспышки, люминесцентные лампы...) требуется более полная информация об относительной энергии излучения в трех спектральных зонах: отношение сине-красного и, зелено-красного участков спектра источников света.

Источники информации

1) Семенов Б.Ю. Экономичное освещение для всех. М.: 2010. 24 с.

2) Гуторов М.Л Основы светотехники и источники, света: 2-е изд. М.: 384 с.

3) http://habrahabr.ru/

4) http://ru.wikipedia.org/

5) http://grani2.kznscience.ru/participants/sekciya7/KiyamutdinovaAR/

6) http://mi-kron.narod.ru/foto/tehnika/Cvet_temper/

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение цветовой температуры кинопроекционной лампы, напряжение на которой меняется с помощью переменного резистора. Снятие показаний фотоэлемента для синего и красного фильтров. Построение зависимости цветовой температуры лампы от напряжения.

    лабораторная работа [241,0 K], добавлен 10.10.2013

  • Основные шкалы измерения температуры. Максимальное и минимальное значение в условиях Земли. Температура среды обитания человека. Температурный фактор на территории Земли. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода и тепла.

    доклад [1,0 M], добавлен 18.03.2014

  • Разработка и совершенствование технологий измерения температуры с использованием люминесцентных, контактных и бесконтактных методов. Международная температурная шкала. Создание спиртовых, ртутных, манометрических и термоэлектрических термометров.

    курсовая работа [476,6 K], добавлен 07.06.2014

  • Методики, используемые при измерении температур пламени: контактные - с помощью термоэлектрического термометра, и бесконтактные - оптические. Установка для измерения. Перспективы применения бесконтактных оптических методов измерения температуры пламени.

    курсовая работа [224,1 K], добавлен 24.03.2008

  • Определение линейного теплового потока методом последовательных приближений. Определение температуры стенки со стороны воды и температуры между слоями. График изменения температуры при теплопередаче. Число Рейнольдса и Нусельта для газов и воды.

    контрольная работа [397,9 K], добавлен 18.03.2013

  • Средства измерения температуры. Характеристики термоэлектрических преобразователей. Принцип работы пирометров спектрального отношения. Приборы измерения избыточного и абсолютного давления. Виды жидкостных, деформационных и электрических манометров.

    учебное пособие [1,3 M], добавлен 18.05.2014

  • Измерение температуры с помощью мостовой схемы. Разработка функциональной схемы измерения температуры с применением термометра сопротивления. Реализация математической модели четырехпроводной схемы измерения температуры с использованием источника тока.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.09.2019

  • Характеристика величины, характеризующей тепловое состояние тела или меры его "нагретости". Причина Броуновского движения. Прародитель современных термометров, их виды. Единицы измерения температуры, типы шкал. Эксперимент по изготовлению термоскопа.

    презентация [297,1 K], добавлен 14.01.2014

  • Последствия уменьшения скорости молекул в веществе. Понятие абсолютного нуля температуры. Температуры некоторых жидких газов. История изобретения сосудов Дюара. Основные проблемы, решаемые Криогенной физикой. Недостижимость абсолютного нуля температуры.

    презентация [1,2 M], добавлен 20.05.2011

  • Анализ модели температуры в радиально бесконечном пласте. Моделирование давления и температуры сигнала, связанного с переменной скоростью. Определение сигнала температуры отдельного слоя связанного с постоянной скоростью добычи слабо сжимаемой жидкости.

    курсовая работа [770,7 K], добавлен 20.02.2021

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.