Температура играет цветом

Температура цвета

Цветовая температура - температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение с той же хроматичностью (с той же цветностью), что и рассматриваемое излучение.

Цветовая температура характеризует:

- спектральный состав излучения источника света; а также

- объективное впечатление от цвета источника света.

Температура - физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы.

Светом принято называть электромагнитное излучение с длиной волны от 440 до 700 нм. Только в этом диапазоне глаз может воспринимать электромагнитные волны. Меньшие значения соответствуют синей части спектра, а большие значения красной части спектра. Волны за пределами этого диапазона называются инфракрасными (ИК) и ультрафиолетовыми (УФ).

Белым светом человек считает суммарную составляющую всех волн видимого спектра. Так например в цветных телевизорах белый свет образуется смешением трех лучей имеющих разный цвет, и наоборот радуга в небе является разложением белого света на составляющие.

Качественное состояние света принято называть цветовой температурой.

Цветовая температура -это эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длинн волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света.

Изменения цветовой температуры являются результатом изменения в относительных количествах излучений в сине-фиолетовой или оранжево-красной областях спектра.

Итак, какую же цветовую температуру выбрать при установке ксенона - 4300К, 6000К или, может быть 9000К?

Глаз человека устроен таким образом, что лучше всего он различает предметы освещенные белым светом. Обычные галогеновые лампы, как видно из таблицы, имеют температуру свечения 2000 Кельвин. Что это значит? Положительные стороны - недорогие лампочки, удешевление себестоимости машины, простота замены и обращения, большая распространенность даже в не больших городах нашей страны. Но, к сожалению, есть и отрицательные стороны, которые перевешивают все положительные - это плохая освещенность дороги и утомляемость глаз, особенно при долгих поездках загородом.

Но, прогресс не стоит на месте, и появились газоразрядные лампы, в которых нить накаливания уступила место газу, горение которого и дает нам такой мощный и эффективный свет. Как и у обычных ламп, у них тоже есть плюсы и минусы, противоположные обычным лампам накаливания. Однако, сейчас во всем мире борятся за безопасность на дорогах, поэтому то производители начали устанавливать ксенон на автомобили серийно.

У нас в стране, хоть и с запозданием, как всегда, но ксенон получает все большее распространение ввиду своей большей эффективности, несмотря на достаточно дорогую стоимость.

Так какой ксенон выбрать 4300К, 6000К или другой? Ответ прост, и он очевиден из таблицы. Ксенон с температурой свечения от 4300К до 6000К включительно, наиболее подходит для эффективного освещения дороги в темное время суток. Так уж устроен глаз человека. Все что выше 6000К, уже относится к голубому и синему спектрам, соответственно, освещение будет не такое эффективное. Можно поставить и лампы с газом температура которого 8000К или, даже, 9000К, да, это будет красиво смотреться, однако, никакого отношения к хорошему освешению это не имеет...

Спектральный состав освещения часто оценивается цветовой теипературой. Цветовая температура выражается в кельвинах /K/, международных единиц измерения температуры. Чтобы перевести кельвины в величину, выраженную по Цельсию, нужно иц первого числа вычесть 273.

Представьте, что мы нагреваем железный стержень, имеющий комнатную температуру. При температуре 1000 K он излучает световой поток с разными длинами волн, но основную часть составляет инфракрасное излучение, которое мы ощущаем как тепло. Когда температура железа достигает 3000 K, оно начинает излучать разнородный световой поток, но теперь он в значительпой степени видим - железо раскаляется. Инфракрасные лучи всё ещё преобладают в световом потоке, и в его спектре красных лучей больше, чем в спектре солнечного света, поэтому раскалённое железо имеет красную окраску.

При температуре 6000 K близкой к температуре поверхности Солнца, наибольшая часть светового потока находится в видимой чясти спектра, и в нем доминируют сине-зелёные лучи. Мы видим, что железо раскалилось добела. Считается, что источник света с подобным составом спектра, имеет цветовую температуру 6000 K и при таком свете цвета выглядят естественными.

Если нагреть железо до точки испарения, а затем нагреть пар до 20000 K, то пиковое излучение будет ультрафиолетовым. невооружённому глазу цвет покажется ослепительно синим. Так, как свет голубого неба при некоторых условиях имеет то же спектральный состав, считается, что его цветовая температура равна 20000 K. Эта цифра не имеет отношения к действительной температуре воздуха на акой-либо высоте, поскольку атмосферные газы не излучают, а рассеивают небесный свет. Цветовая температура - удобный способ обозначения цветаности светового источника естественного или искусственного света, но её не следует путать с тепловой температурой источника света.

В полдень при ясной погоде на цвет небесного света влияет рассеивание его атмосферой. Синие лучи рассеиваются в гораздо большей степени, чем красные, а ультрафиолетовые в большей степени, чем синие. В результате красные лучи проходят атмосферу с меньшими потерями.

Когда в воздухе много водяных паров, частиц пыли или тумана, это сказывается в первую очередь на коротковолновых лучах. И так как эти частицы поглощают часть синих лучей, то у пасмурного неба меньше голлубых тонов, чем у ясного, и его цветовая температура около 9000 K. В свете, пропущенном облаком, голубых тонов и того меньше. Утром и вечером, когда солнечному свету приходится преодолевать более толстые слои атмосферы, чем в случае, когда солнце в зените. Активное поглощение синих лучей, даже при относительно ясной погоде,вызывает появление красных отблесков у рассветного и закатного солнца, знакомых нам по фотографиям, сделанным при таком освещении.

Температура играет цветом

Казалось бы, в дизайне, конструкции и производстве упаковки уже все продумано и предусмотрено до мелочей. Упаковка стала рекламоносителем, агентом по продаже, инструментом статистики, лотерейным билетом и т. д. Появились саморазогреваемые, съедобные и саморазлагающиеся упаковки. На первый взгляд, придумать что-то действительно новое в этой области сегодня практически невозможно. Тем не менее, ученые, часто далекие от проблем упаковки, вносят в ее конструкцию принципиальные изменения, удивляющие даже специалистов в этой области. Одна из таких новинок — термокраска для маркировки.

Права на изобретение термокраски принадлежат одной европейской компании, специализирующейся на производстве термореактивных составов, главной сферой применения которых изначально была медицина (экспресс-термометры, комплекты термодиагностики и пр.).

Контроль над температурой хранения и потребления

На упаковке большинства товаров — пищевых продуктов, лекарственных препаратов, бытовой химии, электроаппаратуры и т. д. — указывается температурный режим хранения. Однако для контроля температуры этой информации недостаточно, нужен еще и градусник. Особенно актуально наличие такого прибора в случаях, когда мы имеем дело с продуктами, ощущение качества и вкуса которых зависит от их температуры. Например, пить дорогое шампанское при температуре выше или ниже указанной на этикетке просто неприлично.

Определить температуру продукта в любой момент, безо всяких подручных средств и при этом весьма точно поможет индикатор температуры, размещенный непосредственно на упаковке. Градусник не занимает места, не влияет на массу упаковки и никогда не разобьется. Он просто «нарисован» на этикетке или приклеен к коробке (пакету, бутылке). Минимальный размер индикатора, рассчитанного на заданный тепловой интервал или работающего по принципу «ниже нормы — норма — выше нормы», ‑ 5 х 5 мм. Максимальный размер не ограничен. Это может быть и полноценный термометр, указывающий конкретные значения температуры.

Холодно, тепло, горячо

Материалом, реагирующим на температуру, является с виду обычная типографская краска, которая имеет свойство менять свой цвет в зависимости от степени нагрева. Она последовательно из черной становится красной, затем зеленой, синей и опять черной. Причем нижний и верхний пороги температурного интервала, внутри которого происходят данные изменения, можно задать заранее в диапазоне от –30 до +80º C.

Приведем несколько примеров для продукта, температурный режим хранения которого ограничен пределами 0 – +6º С. Прямо на упаковке либо в виде отдельной наклейки мы можем разместить два вида тепловых индикаторов. Форма и размеры их могут быть любыми — от простых геометрических фигур до рисунков. Единственное требование: площадь индикатора должна быть не менее 25 мм2, толщина линий рисунка — не менее 1 мм (иначе изменения цвета будет трудно уловить невооруженным глазом).

Один вариант — тройной индикатор, работающий по принципу «ниже нормы — норма — выше нормы». В этом случае нам необходимы три отдельных состава. Каждый из них «заряжается» на свой температурный интервал. Первый — от –30 до 0º C, в котором он меняет свой цвет в описанном выше порядке, в то время как два других состава не меняются. При достижении упаковкой и продуктом температуры 0º С первый состав становится черным, зато второй — красным. При +2º С он станет зеленым, при +4º С — синим, а при +6º С вновь приобретает исходный цвет. С этого момента в работу включается третий состав, «свечение» которого указывает на недопустимо высокую температуру хранения. Его красный цвет будет виден при температуре от +6 до +24º С, зеленый — от +24 до +42º С, синий — от +42º С и выше.

В другом варианте используется лишь один состав с «зоной активности» от –6 до +12º С. При температуре ниже –6º С он будет черным, от –6 до 0º С — красным, от 0 до +6º С — зеленым, от +6 до +12º С — синим, выше +12º С — вновь черным. Таким образом, оптимальная температура хранения продукта будет обозначаться зеленым цветом, о чем легко информировать потребителя, дав соответствующую краткую информацию рядом с индикатором.

Температурные пороги

Иногда требуется ограничить только один температурный порог: «не выше» или «не ниже».

Для таких случаев может быть использован иной состав, меняющий свою прозрачность при достижении определенной температуры. Скажем, на упаковке продукта с температурой хранения до +6º С размещается термознак черного, красного, желтого или иного цвета. При температуре до +6º С он отчетливо виден, а при превышении этого предела — исчезает. Скорость исчезновения также может быть заранее задана.

Если под такой краской разместить рисунок, например, логотип или торговую марку производителя, мы получим дополнительный рекламный элемент. Но об этом мы поговорим отдельно.

Даже если наши глаза воспринимают предмет абсолютно белым, на фотографии он может приобретать красноватый или синеватый оттенок. Функция, регулирующая температуру цвета и помогающая компенсировать проблемы такого рода, называется «Баланс белого».

Цвет объекта съемки обычно не является стойким под воздействием различного освещения. Цвет может меняться в зависимости от погоды, времени дня и типа источника освещения, например лампы накаливания или флуоресцентной лампы (лампа дневного света). К примеру, белый предмет может приобретать красноватый оттенок, если съемка была сделана на восходе или на закате, и зелено-голубой, если снимали в пасмурный день. Баланс белого помогает регулировать изменения цвета предмета, возникающие в результате воздействия света с разными цветовыми температурами. В плёночных фотокамерах для регулировки изменений цвета, вызванных различием цветовых температур, необходимо использовать фильтры. В цифровых камерах отрегулировать цвета можно, просто выбрав режим «Баланс белого».

Температура цвета

Температура цвета отображает цвет света подобно температуре окружающей среды. Температура цвета обозначается численными значениями К (Кельвин) и измеряется при помощи цветового термометра.

Накальный свет

Солнечный свет утром/ ечером

Флуорес- центный свет

Свет вспышки/ стробоскопа

Дневной свет

Пасмурный день

Голубое небо

Регулирование баланса белого

Для устраниения цветовых оттенков, появившихся из-за различной температуры цвета, при съемке пленочной фотокамерой необходимо надеть на объектив фильтр цвета или поменять тип плёнки. При съемке цифровой фотокамерой необходимо просто отрегулировать баланс белого.

С пленочной камерой

Изображение имеет красноватый оттенок

Голубая плёнка крепится спереди на объектив.

Возвращает натуральные цвета (фотография сделана при солнечном свете).

С цифровой камерой

Изображение имеет красноватый оттенок

Регулировка баланса белого снижает концентрацию красного и увеличивает концентрацию зелёного и синего.

Возвращает натуральные цвета (фотография сделана при солнечном свете).

Автобаланс белого

"Автобаланс белого" автоматически распознаёт тип источника освещения и в соответствии с ним корректирует изображение. Также можно выбрать индивидуальные режимы, которые соответсвуют разным источникам света, например, солнечный свет, лампа накаливания, флуоресцентная лампа.

Не используйте автоматический баланс белого в этих случаях:

Автобаланс белого придаёт белый оттенок красноватому закату.

Установка режима Баланс белого на "солнечный свет" придаёт изображению оттенок насыщено красного заката.

Если свет лампы накаливания придаёт изображению тёплый оттенок, функция автоматического баланса белого придаст ему беловатый оттенок.

Установка режима Баланс белого на "солнечный свет" создаёт изображение желтоватого оттенка, таким, как как вы видите его своими глазами.