Какая цветовая температура у солнечного света

Что такое цветовая температура источника света и в чем измеряется

Температура света отражает особенности излучения любого источника света. Она используется во многих науках: астрономии, физике, спектрофотометрии, колориметрии и т.д. Также этот показатель важен в обычной жизни, от правильного выбора ламп зависит не только восприятие помещения, но и комфорт пребывания в нем.

Наглядное сравнение разницы цветовой температуры.

Что такое цветовая температура

Цветовой температурой называют температуру черного тела, при которой оно излучает свет, аналогичный тому или иному свету ламп. Раньше за эталон бралось нагревание платины. При нагреве металлы излучают определенный свет, его яркость и диапазон зависят от характеристик элемента и степени его нагрева. У каждого цвета своя температура, что и позволило систематизировать данные и создать простую понятную шкалу.

Цветовая температура ламп показывает, какая длина волны излучается источником. То есть, определенной длине световой волны соответствует определенный цвет. Это основной показатель при выборе ламп для дома, офиса или производственного помещения. Есть санитарные нормы с рекомендованными показателями, которых и стоит придерживаться.

Единица измерения цветовой температуры

Для измерения используются Кельвины – в лампах обычно есть обозначение, это цифра с большой буквой «К» в конце или определенный диапазон. Это общепринятый вариант, применяемый во всем мире.

Кстати! В фотографии используют особую единицу измерения, которая называется Майред или Миред.

Абсолютно черное тело, принятое за эталон, имеет температуру 0 К, то есть оно поглощает попадающий на него свет. При нагреве до 500-1000°С элемент становится красным, при этом цветовая температура составляет от 800 до 1300 К. Если нагреть тело до 1700°С, то оно станет оранжевым, а показатель возрастет до 2000 К. По мере нагрева цвет станет вначале желтым (2500 К), а после белым (5500 К). Может быть еще и голубой оттенок (9000 К), но для нагрева тела до такой степени понадобится термоядерная реакция. Чем выше температура нагревания металла, тем белее свет.

Многие варианты можно увидеть в естественных условиях, достаточно посмотреть на небо:

1. Желтый на рассвете, когда солнце только всходит (2500 К).
2. В полдень цветовая температура поднимается до 5500 К.
3. При умеренной облачности показатель составляет около 7000 К.
4. Ясное небо в солнечный день зимой имеет цветовую температуру 15 000 К.

Первым, кто начал проводить серьезные исследования в этой сфере, стал Макс Планк. При его непосредственном участии была создана диаграмма цветности (цветовая модель XYZ), которая используется как в светотехнике, так и в фотографии, видеозаписи, настройке графических редакторов.

Кривая Планка и координаты разных типов источников света на ней.

Шкала цветовых температур источников света

Есть определенная градация, позволяющая быстро выбрать оптимальный источник света не углубляясь в технические параметры лампы. Выделяют пять основных групп, которые чаще всего применяются в жилых или производственных помещениях. Для каждой присуща определенная температура света в Кельвинах, таблица позволит разобраться в этом моменте.

Температурный диапазон, К	Тип света	Подробное описание
2700-3500	Мягкий белый свет с желтизной	Позволяет создать спокойную, уютную обстановку, располагает к отдыху. Так светят лампы накаливания и некоторые галогенные варианты
3500-4000	Белый естественный свет	Обеспечивает хорошую цветопередачу. В такой обстановке зрение устает меньше всего. Используется для общего освещения в домах
4000-5000	Холодный белый оттенок	Дает хорошую видимость, подходит для офисов, общественных зданий, рабочих зон на кухне и т.д.
5000-6000	Белый дневной	Позволяет выполнять работы высокой точности. Чаще всего применяется в производственных помещениях
Более 6500	Холодный дневной с синеватым оттенком	Используется в помещениях с высочайшими требованиями к видимости, например, в операционных. Также его используют для видео и фотосъемки

Многие производители не только указывают цветовую температуру, но и делают упаковки разного цвета для удобства.

Данные по цветовой температуре должны быть на упаковках ламп.

Диапазоны цветовой температуры для ламп

Если надо подобрать холодный, теплый или нейтральный свет, то стоит обратить внимание на тип лампы. У разных вариантов есть свой диапазон свечения, обусловленный конструкцией. В таблице приведены средние данные, актуальные для большинства изделий. Но могут быть модели с особыми характеристиками, это всегда указано на коробке.

Тип ламп	Цветовая температура в Кельвинах
Лампы накаливания	2700-3200
Галогенные	2800-3500
Натриевые	До 2200
Ртутные дуговые	От 3800 до 5000
Люминесцентные (в том числе и компактные)	От 2700 до 6500
Металлогалогенные	От 2500 до 20 000
Светодиодные	2200-7000

Самая большая градация у светодиодных ламп, так как у них свойства света зависят от характеристик используемых диодов и конструкции. Причем, даже при одинаковых данных освещение может различаться у разных изготовителей. Есть 8 классов ламп, каждый из них может подразделяться на подклассы. Унифицированной системы пока нет, но есть дополнительная маркировка, которая поможет сориентироваться:

1. WW (warm white). Мягкий белый свет с температурой от 2700 до 3300 К.
2. NW (neutral white). Нейтральный или естественный белый свет с показателями от 3300 до 5000 К.
3. CW (cool white). Холодный свет, чаще всего отдает синевой. Температура от 5000 К и выше.

Теплый свет идеально подходит для отдыха.

Кстати! Чтобы все лампы в люстре светили одинаково, стоит подбирать продукцию одного производителя.

Как это работает в обычной жизни

Рассматриваемый показатель влияет не только на качество освещения, но и на восприятие обстановки человеком и даже на его самочувствие. Если помнить несколько аспектов и придерживаться их, можно добиться лучшего эффекта без особых проблем.

Как зависит восприятие

90% информации об окружающем мире человек получает через зрение. Поэтому от освещения во многом зависит восприятие обстановки. Цветовая температура позволяет оформить помещение так, как это нужно в той или иной ситуации:

1. Теплый свет, в Кельвинах обычно показатель составляет 2800-3200, идеально подойдет для спальни или зоны отдыха. Он настраивает на спокойный лад, помогает расслабиться и хорошо отдохнуть.
2. Естественные оттенки (около 4000) создают условия, при которых можно и работать, и отдыхать. Нейтральный вариант обеспечивает наилучшую цветопередачу, при этом излишне не напрягает зрение.
3. Холодные тона (больше 6000) создают хорошие условия для точных работ. Но при этом длительное нахождение в таких условиях нежелательно. Этот вариант часто применяют при оформлении витрин.

Цветовая температура и наши эмоции

Освещение влияет на самочувствие и настроение человека намного больше, чем кажется на первый взгляд. Если грамотно использовать его, можно положительно влиять на организм и обеспечивать нормальные процессы в нем. Надо помнить следующее:

1. Желтоватые тона идеально подойдут для утренних часов. Они способствуют быстрому пробуждению, улучшают настроение и стимулируют процессы жизнедеятельности. Теплота света будет кстати и в вечернее время, когда нужно отдохнуть после рабочего дня и подготовиться ко сну.
2. Нейтральные варианты можно использовать в течение дня, чтобы обеспечить хорошую работоспособность. Они применяются в большинстве помещений дома, так как создают обстановку, приближенную к естественному солнечному свету.

Если одно помещение используется для разных целей, стоит продумать несколько режимов освещения в нем.

Что такое индекс цветопередачи

Освещение влияет на восприятие цветов и их оттенков. Поэтому на всех лампах указывается индекс цветопередачи Ra, которые измеряется по шкале от 0 до 100. Эталоном является солнечный свет. Что касается ламп, можно разделить их на несколько групп по цветопередаче.

Категория	Коэффициент в Ra	Типы ламп
Эталон	99-100	Галогенные варианты, лампы с нитью накала
Очень хороший	Свыше 90	Отдельные виды светодиодных ламп, металлогалогенные, люминесцентные с пятикомпонентным люминофором
Очень хорошее освещение	От 80 до 89	Светодиодные, люминесцентные варианты с трехкомпонентным люминофором
Хороший свет	От 70 до 79	Светодиодные, люминесцентные ЛДЦ и ЛБЦ
Хороший свет	От 60 до 69	Светодиодные, люминесцентные ЛБ и ЛД
Посредственный свет	От 40 до 59	Ртутные и НЛВД (с улучшенной цветопередачей)
Плохой свет	Ниже 29	Натриевые лампы

Лампа накаливания в плане цветопередачи является эталоном.

Выбор светового оборудования по температуре света

Тут могут быть разные критерии выбора. Проще всего использовать функциональные особенности помещения.

Тип помещения	Общий свет, температура в К	Местный свет, температура в К
Спальня	2400-3200	2400-3500
Кухня	2800-3200	3500-5500
Гостиная	2800-4200	2400-4200
Детская	2800-3200	2800-3500
Общая зона	3200-5500	3500-5500
Учебный класс	3200-4500
Офис	4000-6500	4000-6500

Можно перевести мощность ламп в их световой поток. Но сделать пересчет в индекс цветопередачи невозможно.

Какие параметры используют при техническом нормировании света

Все положения по освещению есть в СНиП 23-05-95. Критериев несколько, в списке они указаны в порядке предпочтения от самого значимого:

, измеряется в люменах.
1. Цветовая температура, в кельвинах.
2. Индекс цветопередачи.
3. Коэффициент пульсации.
4. Максимально допустимая яркость.
5. Равномерность освещения.
6. Удельная мощность.

Подобрать подходящую цветовую температуру несложно. Для это не нужно проводить расчеты, можно взять готовые данные, которые подходят под то или иное помещение.

Цвет лампочки – что это такое и в чем измеряется, характеристики, правила выбора

Оттенок искусственного освещения оказывает большое влияние на характер восприятия окружающих предметов. От него зависит, будет ли настрой на активную работу или, наоборот, на расслабление и отдых. Разберем, что такое цвет лампочки, в чем измеряется данная величина и какое применение находит на практике, а также главные его параметры – шкалу, индекс, маркировку и правила выбора для различных помещений.

Температура цвета – что это такое, единица измерения, практическое применение

Характеристика источника света, показывающая, с какой длиной волны происходит излучение, называется температурой цвета. Для каждого сегмента спектра видимого света характерна своя конкретная температура. Так, святящая красным цветом лампочка будет иметь одно значение параметра, зеленым – другое, синим – третье и т. д.

Поэтому рассматриваемая характеристика никак не относится к обычной температуре. Это значит, что лампочки одной мощности, но разного цвета будут иметь одинаковый уровень нагрева при работе – несмотря на то, что кельвины в лампах разные.

Однако это правило касается только искусственных источников света – лампочек и светодиодов. В природе же, как раз наоборот – каждому оттенку соответствует своя температура. Это особенно ярко проявляется при нагреве стального предмета.

А так как уровень разогрева измеряется в градусах – K или ℃, то для удобства распознавания они же были приняты для светильников. По этой причине на упаковке лампочек можно найти соответствующее обозначение.

Для быстрого распознавания нужного оттенка применяется специальная таблица цветовых температур светодиодных ламп и других источников света. Выглядит она следующим образом:

Температура, К	Наглядный пример
1000	Пламя свечи
2500-2850	Классическая лампочка накала
3000-3300	Галогеновый светильник, заря-закат
3500	Солнце в утреннее или вечернее время
3700-4400	Прибор дневного освещения
4500	Солнечный свет в середине дня
5400-5600	Яркая вспышка
6000	В пасмурный день на улице
6400-6600	В дневной тени
7000	Тень во время малой облачности
7400-7600	В тени в ясный день
9000-10000	Голубой цвет, характерный для термоядерного синтеза

С точки зрения дизайнерского оформления помещений и психологии восприятия, есть следующие рекомендации применения светильников различных оттенков в быту:

• 2,5-3 тыс. К – оранжево-теплый. Подойдет для вечерней спальни, гостиной, обеденной зоны, а также отдельных светильников – торшеров, бра и проч.
• 3-4 тыс. К – желто-теплый. Релаксирующий оттенок, настраивающий на отдых для жилых помещений. Применяется для люстр и настенных приборов.
• 4-5 тыс. К – белый. Для освещения в дневное время рабочих зон, кухни, комнат, читальных уголков. Используется в потолочных и подвесных светильниках.
• 5-6,5 тыс. К – голубоватый. Не рекомендован для дома. Применяется на выставках, в музеях.

Шкала, индекс, маркировка

Различные типы источников искусственного освещения имеют свою собственную шкалу цветовой температуры. Выглядит это следующим образом:

1. Галогенки и лампы накала – 2,7-3,5 тыс. К.
2. Натриевая лампочка – до 2,2 тыс. К.
3. Ртутно-дуговые – 3,8-5 тыс. К.
4. Металлогалогенные – 2,5-20 тыс. К.
5. Малогабаритные люминесцентные – 2,7-6,5 тыс. К.
6. Обычные люминесцентные – 2,7-6,5 тыс. К.
7. Светодиоды – 2,2-7 тыс. К.

Среди часто применяемых типов светильников наиболее широка шкала цветности у светодиодов. Связано это, прежде всего, с разнообразием применяемых материалов.

Индекс цветопередачи

Источники освещения характеризуются индексом цветопередачи. Параметр определяет степень визуальной идентификации оттенка рассматриваемого предмета, и имеет следующие особенности:

• В маркировке обозначается аббревиатурой CRI, измеряется в Ra.
• В качестве эталона принят солнечный свет – 100 Ra.
• Диапазон измерения величины – 1-100.

Чем выше его значение, тем ярче и насыщеннее воспринимается цвет рассматриваемого объекта, и наоборот. Например, при освещении в темноте от одной горящей спички довольно трудно отличить коричневый тон от зеленого.

Маркировка

Чтобы покупателю не гадать, какого цвета будет свет светодиодных ламп и других типов светильников при цветовой температуре 3000 К, 4000 К, 5000 К, 6000 k или 6500 кельвинов и т. д., была придумана специальная маркировка. Согласно общепринятым стандартам, источники освещения разделяются на 3 группы:

1. WW или warm white – 2,7-3,3 тыс. К, теплые тона.
2. NW или neutral white – 3,3-5 тыс. К, нейтральные оттенки.
3. CW или cool white – от 5 тыс. К, холодные тона.

Кроме того, есть отечественная стандартизация, согласно которой приборы классифицируются на 5 видов:

• ТБ – 2,7-3 тыс. К, теплый.
• Б – 3,5 тыс. К, белый.
• ХБ – 4,2 тыс. К, холодно-белый.
• Е – 5 тыс. К, естественный.
• Д – 6-6,5 тыс. К, дневной.

Индекс цветопередачи обозначается таким образом:

1. 1А – наибольшая величина, от 90 Ra.
2. 1В – приемлемое значение, 80-89 Ra.
3. 2А – оптимальная, 70-79 Ra.
4. 2В – средняя, 60-69 Ra.
5. 3 – минимально допустимая, 40-59 Ra.
6. 4 – низкая, 39 Ra.

Правила выбора

Оттенок освещения напрямую влияет на психоэмоциональное состояние людей. Более того, от него зависит и правильность передачи вида рассматриваемых предметов. Поэтому крайне важно грамотного подобрать светильник по цветовым характеристикам.

Для каждого тона есть своя специфика воздействия:

• Оранжево-желтоватый – способствует мягкой активизации деятельности, зарядке бодрости и положительной мотивации. Поэтому лучше применять утром после сна или вечером после рабочего дня. Так как они обладают и успокаивающим действием.

• Белый, нейтральный, дневной – настраивается на высокую активность. Используется для работы. Температура света в кельвинах соответствует – 4000-5000. При этом следует учесть, что длительное воздействие вызывает депрессивное состояние.
• Голубоватый, холодный – позволяет наилучшим образом рассмотреть детали объекта, и максимально активизирует нервную систему. Применяется для особенно сосредоточенной деятельности – в лабораториях, операционных и т. п. В жилых помещениях не рекомендуется.

Таким образом, для каждого помещения или отдельного вида деятельности требуется своя теплота света в кельвинах. Это позволит оптимизировать рабочий процесс, снять напряжение и усталость или, наоборот, получить заряд бодрости.

Видео описание

Видео-урок о том, что такое цветовая температура источника света:

Коротко о главном

Температура цвета определяет длину волны светового излучения источника. Измеряется она в градусах Кельвина, и соответствует цветовому восприятию естественных объектов такого же уровня нагрева. На практике для быстрого распознавания применяется специальная таблица оттенков.

С точки зрения дизайна и психологии восприятия для каждого вида помещений есть свои рекомендации по использованию конкретного оттенка. Так, например, нейтральный дневной свет, выдающий столько же кельвинов, сколько дает солнечное освещение, то есть 4-5 тыс. К, рекомендуется для большей части работ.

У каждого вида источника искусственного освещения есть своя шкала цветовых температур. При этом помимо этой характеристики применяется индекс цветопередачи – отображающий степень объективности восприятия предмета.

Для удобства выбора светильников придумана специальная удобная маркировка. Также следует учитывать специфику влияния тона освещения на психоэмоциональное состояние.

Температура цвета

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.

Испуская тепло

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 точки0 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.

Чернее чёрного

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).

Цвет и его температура

Чтобы представить себе как это выглядит в реальной жизни, рассмотрим цветовую температуру некоторых источников: 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.

В Википедии я нашел числовые значения цветовых температур распространенных источников света:
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.
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. Те, кто работал с RAW-конвертерами, знают такой параметр как Tint (Оттенок) – это и есть смещение. Рисунок 7 отображает панель настройки цветовой температуры в таких RAW-конверторах как Nikon Capture NX и Adobe CameraRAW.

Рисунок 7- Панель настройки цветовой температуры у разных конвертеров.

Пора посмотреть, как определяется цветовая температура не просто отдельного цвета, а всего фотоснимка в целом. Возьмем, к примеру, деревенский пейзаж в ясный солнечный полдень. Кто имеет практический опыт в фотосъемках, знает, что цветовая температура в солнечный полдень составляет примерно 5500К. Но мало кто знает, откуда взялась эта цифра. 5500К – это цветовая температура всей сцены, т.е всего рассматриваемого изображения (картины, окружающего пространства, участка поверхности). Естественно, что изображение состоит из отдельных цветов, а у каждого цвета своя цветовая температура. Что получается: голубое небо (12000К), листва деревьев в тени (6000К), трава на поляне (2000К), разного рода растительность (3200К – 4200К). В итоге, цветовая температура всего изображения будет равна усредненному значению всех эти участков, т.е 5500К. Рисунок 8 наглядно демонстрирует это.

Рисунок 8 – Расчет цветовой температуры сцены снятой в солнечный день.

Следующий пример иллюстрирует рисунок 9.

Рисунок 9 – Расчет цветовой температуры сцены снятой на закате солнца.

На рисунке изображен красный цветочный бутончик, который как будто бы растет из пшеничной крупы. Снимок был сделан летом в 22:30, когда солнце шло на закат. В этом изображении преобладает большое количество цветов желтого и оранжевого цветового тона, хотя на заднем плане есть и голубой оттенок с цветовой температурой примерно 8500К, также есть почти чистый белый цвет с температурой 5500К. Я взял лишь 5 самых основных цветов в этом изображении, сопоставил их с диаграммой цветности и посчитал среднюю цветовую температуру всей сцены. Это, конечно же, примерно, но соответствует истине. Всего в этом изображении 272816 цветов и каждый цвет имеет свою цветовую температуру, если подсчитать среднюю для всех цветов вручную, то через пару месяцев мы сможем получить значение ещё более точное, чем подсчитал я. А можно написать программу для расчета и получить ответ гораздо быстрее. Идем дальше: рисунок 10.

Рисунок 10 – Расчет цветовой температуры других источников освещения

Ведущие шоу-программы решили не грузить нас расчетами цветовой температуры и сделали всего два источника освещения: прожектор, испускающий бело-зеленый яркий свет и прожектор, который светит красным светом, и всё это дело разбавили дымом….а, ну да — и поставили ведущего на передний план. Дым прозрачный, поэтому с легкостью пропускает красный свет прожектора и сам становится красный, а температура нашего красного цвета, согласно диаграмме – 900К. Температура второго прожектора – 5700К. Среднее между ними – 3300К Остальные участки изображения можно в расчет не брать – они почти черные, а такой цвет даже не попадает на кривую Планка на диаграмме, ведь видимое излучение раскаленных тел начинается примерно с 800К (красный цвет). Чисто теоретически, можно предположить и даже подсчитать температуру для темных цветов, но её значение будет пренебрежимо мало по сравнению с теми же 5700К.
И последнее изображение на рисунке 11.

Рисунок 11 — Расчет цветовой температуры сцены снятой в вечернее время.

Снимок сделан летним вечером после захода солнца. Цветовая температура неба располагается в районе синего цветового тона на диаграмме, что согласно кривой Планка, соответствует температуре примерно 17000К. Прибрежная растительность зеленого цвета имеет цветовую температуру примерно 5000К, а песок с водорослями имеет цветовую температуру где-то 3200К. Среднее значение всех этих температур примерно 8400К.

Баланс белого

С настройками баланса белого особенно хорошо знакомы любители и профессионалы занимающиеся видео и фотосъемками. В меню каждой, даже самой простой мыльницы-фотокамеры, есть возможность настроить этот параметр. Значки режимов настройки баланса белого выглядят примерно так, как показано на рисунке 12.

Рисунок 12 – Режимы настройки баланса белого в фотокамере (видеокамере).

Сразу следует сказать, что белый цвет объектов можно получить, если использовать источник света с цветовой температурой 5500К (это может быть солнечный свет, фотовспышка, другие искусственные осветители) и если сами рассматриваемые объекты белого цвета (отражают всё излучение видимого света). В остальных случаях белый цвет может быть лишь приближен к белому. Посмотрите на рисунок 13. На нем изображена та самая диаграмма цветности XYZ, которую мы недавно рассматривали, а в центре диаграммы помечена крестиком точка белого цвета.

Рисунок 13 – Точка белого цвета.

Отмеченная точка имеет цветовую температуру 5500К и как истинный белый цвет – она является суммой всех цветов спектра. Координаты у неё x = 0,33 и y = 0,33. Эта точка называется точкой равных энергий. Точка белого цвета. Естественно, если цветовая температура источника освещения 2700К, точка белого здесь и рядом не стоит, о каком уж тут белом цвете можно говорить? Там белых цветов никогда не будет! Белыми в данном случае могут быть только блики. Пример такого случая приведен на рисунке 14.

Рисунок 14 – Различная цветовая температура.

Баланс белого цвета – это установка значения цветовой температуры для всего изображения. При правильной установке вы получите цвета соответствующие тому изображению, которое вы видите. Если у получившегося снимка преобладают неестественные синие и голубые цветовые тона, значит, цвета «недостаточно нагреты», установлена слишком низкая цветовая температура сцены, необходимо её повысить. Если же на всём снимке преобладает красный тон – цвета «перегреты», установлена слишком высокая температура, необходимо её понизить. Пример тому — рисунок 15.

Рисунок 15 – Пример правильной и неправильной установки цветовой температуры

Цветовая температура всей сцены рассчитывается как средняя температура всех цветов данного изображения, поэтому в случае смешанных источников освещения или сильно отличающихся по цветовому тону цветов, фотокамера рассчитает среднюю температуру, что не всегда оказывается верно.
Пример одного такого некорректного расчета продемонстрирован на рисунке 16.

Рисунок 16 – Неизбежная неточность в установке цветовой температуры

Фотокамера не способна воспринимать резко отличающиеся яркости отдельных элементов изображения и их цветовую температуру так же, как зрение человека. Поэтому, чтобы сделать изображение почти таким же, как вы видели во время съемки, вам придется его корректировать в ручную в соответствии с вашим зрительным восприятием.

Эта статья больше предназначена для тех, кто ещё недостаточно хорошо знаком с понятием цветовой температуры и хотел бы узнать больше. Статья не содержит сложных математических формул и точных определений некоторых физический терминов. Благодаря вашим замечаниям, которые вы написали в комментариях, я внес небольшие поправки в некоторые абзацы статьи. Прощу прощения, за допущенные неточности.

Какая цветовая температура у солнечного света

В быту распространено мнение, что искусственный свет может быть «тёплым» и «холодным». Речь идёт, прежде всего, об оттенках светового излучения.

В быту распространено мнение, что искусственный свет может быть «тёплым» и «холодным». Речь идёт, прежде всего, об оттенках светового излучения. Понятие «температура света» (или «цветовая температура») действительно имеет важное значение для светодизайна в интерьере. Но так ли на самом деле холодны «холодные» оттенки света? И как выбрать температуру света для конкретного помещения? Давайте разбираться.

В чем измеряют цветовую температуру?

Данное понятие относится к физике. Учёные давно установили, что каждый цвет имеет свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах (К). Этот параметр указывают на упаковках ламп. Нулём цветовой температуры (0 Кельвинов) обладает абсолютно чёрный цвет (черное тело).

• Тёмно-красный оттенок приобретет абсолютно чёрное тело, если его нагреть до температуры 800 К (что соответствует 527°С).
• Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К (или 1027°С). В реальной жизни данное явление можно наблюдать при нагревании некоторых металлов.
• Оранжевый цвет — 2000 К (или 1727°С). Такой свет даёт свеча или раскаленные угли.
• Жёлтый цвет — 2500 К (или 2227°С). Его можно наблюдать при восходе солнца.
• Белый цвет — 5500 К (или 5227°С). Он соответствует цвету солнца в полдень.
• Голубой цвет — 9000 К (или 8727°С). Это цвет термоядерной реакции, которую в жизни увидеть практически невозможно.

Факт № 1. Как видим, на самом деле те цвета, которые в быту считаются «холодными» (белый, голубой), получаются от максимально горячих тел.

Стоит заметить, что лампы не нагреваются до таких температур, а величина в Кельвинах — сравнительный условный показатель.

Как это работает в обычной жизни?

Данный температурный принцип работает при производстве источников света и их выборе для применения в интерьерах. Все лампы имеют определённую температуру.

При выборе источников света необходимо знать, какая температура соответствует тому или иному оттенку. Для некоторых зон в интерьере дизайнеры рекомендуют применять лампы соответствующей цветовой температуры.

Цветовая температура, K	Оттенок	Применение
2500–3000	Тёплый оранжевый	Уютная вечерняя атмосфера в спальне, гостиной. Освещение обеденного стола. Торшеры, бра, прикроватные светильники.
3000–4000	Тёплый желтоватый	Комфортный и расслабляющий свет для жилых комнат. Чаще всего такую температуру используют в лампах люстр и настенных светильников.
4000–5000	Нейтральный белый	Дневной свет для жилых комнат, кухни, рабочих мест офисов, уголков для чтения. Подходит для потолочных и подвесных светильников.
5000–6500	Голубоватый	Такую цветовую температуру не используют в доме. Чаще применяют в ювелирных магазинах, музеях.

Цветовая температура источника света и восприятие её оттенков

Комбинируя источники освещения с разной температурой в пределах одного помещения, можно изменять цветовое восприятие предметов в интерьере. Но не увлекайтесь! Важно следить за гармоничностью цветов, так как в противном случае может получиться «цветовая дискотека», которая будет раздражать глаза. Да и неудачный светодизайн покажет вкус хозяина квартиры не с лучшей стороны.

• Красный цвет можно смягчить за счет тёплого оранжевого оттенка света (2500–3000 К).
• Оранжевый цвет (интенсивный) превращается в нежный и пастельный с помощью тёплого желтоватого оттенка (3000–4000 К).
• Жёлтый цвет станет серым и невыразительным, если использовать лампы с голубоватым оттенком (5000–6500 К).
• Зелёный цвет можно смягчить до салатового посредством тёплого оранжевого света или придать оттенок морской волны, использовав яркий голубоватый свет.
• Синий цвет наиболее адекватно смогут передать источники света нейтрального белого оттенка.
• Фиолетовый цвет при желтоватом оттенке освещения превратится в красный, поэтому его освещают с высокими показателями цветовой температуры.

Совершив ошибку при выборе лампы определенной цветовой температуры, вы можете существенно изменить цветовое восприятие интерьера.

Факт № 3. Наши глаза различают около 10 млн. различных оттенков, поэтому от освещения напрямую зависит, как мы будем воспринимать цвет предметов интерьера.

Что такое индекс цветопередачи?

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом R_a (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта. Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 R_a и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Характеристика	Коэффициент	Примеры ламп
Эталон	99–100	Лампы накаливания, галогенные лампы
Очень хорошая	Более 90	Люминесцентные лампы с пятикомпонентным люминофором, Лампы МГЛ (металогалогенные), современные светодиодные лампы
Очень хорошая	80–89	Люминесцентные лампы с трехкомпонентным люминофором, светодиодные лампы
Хорошая	70–79	Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ, светодиодные лампы
Хорошая	60–69	Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ, светодиодные лампы
Посредственная	40–59	Лампы ДРЛ (ртутные), НЛВД с улучшенной цветопередачей
Плохая	Менее 39	Лампы ДНат (натриевые)

Факт № 4. Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека.Так, теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют деятельность. Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света), то есть при «теплом свете» (Т_цв=3000 К), человек лучше чувствует себя, это наиболее комфортная температура для человека. Если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Т_цв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Факт № 5. Температура света влияет на психологическое состояние человека, создаёт определённую атмосферу в помещении, активизирует работу организма или, напротив, расслабляет.

Человеческий глаз устроен таким образом, что способен улавливать малейшие отклонения цветовой температуры. Причем их диапазон чрезвычайно широк — от 2500 до 10000 К. Изменения данного показателя влияют на наше эмоциональное и психологическое состояние, работоспособность. Именно поэтому при создании гармоничного и комфортного освещения нельзя пренебрегать фактами, приведёнными в этой статье.

В дальнейших публикациях мы познакомим вас с не менее важными особенностями светодизайна, которые позволят вам создавать комфортные и эстетичные интерьеры. Подписывайтесь на обновления нашего блога и черпайте идеи для своих работ!

Мы пишем о световом дизайне и светильниках. Знакомим вас с дизайнерами и их творчеством.
Рассказываем о новинках и помогаем сделать правильный выбор.. Следите за нашими соцсетями, чтобы быть в курсе новинок и тенденций в световом дизайне.