Цветовая температура источников света и ее измерение

Спектральный состав солнечного света, его цветность сильно изменяются на протяжении дня. Весьма значительно отличается его цветность и от цветности искусственных источников света. Не остается постоянным и свет ламп накаливания. Спектральный состав их изменяется в зависимости от колебаний напряжения питающего тока.

Тональная передача цветов при черно-белой фотосъемке и цветопередача при цветной съемке во многом зависят от спектрального состава источника света в момент съемки.

За небольшим исключением, свет возникает в результате нагрева твердых тел до высоких температур. У источников света с температурным излучением спектральное распределение энергии в видимой части спектра, цветность света, а также его интенсивность определяются температурой нагрева. Каждой температуре нагрева тела соответствует излучение определенного спектрального состава, определенной цветности.

Степень нагрева, при которой возникает излучение постоянного спектрального состава, зависит от цвета и природы тела в холодном состоянии. При нагреве до одинаковой температуры излучения разных источников света отличаются по цвету. Чтобы уравнять их цветность, излучатели необходимо нагреть до разных температур. Поэтому оказалось целесообразным спектральный состав источников света связывать не с их истинной температурой нагрева, а с температурой нагрева идеального излучателя, так называемого абсолютно черного тела (АЧТ).

Когда излучение АЧТ по цветности совпадает с излучением сравниваемого источника света или достаточно близко к нему, оно вызывает одно и то же визуальное ощущение цветности. Таким образом, черное тело является эталоном, образцом для сравнения цветности тел с непрерывным спектром излучения. Температура, до которой должно быть нагрето черное тело, чтобы цветности его излучения и излучения применяемого источника света совпадали, носит название цветовой.

От цветовой температуры источника света зависит правильность цветопередачи. Цветовая температура — одна из основных характеристик источника света, которая дает о нем достаточно полную информацию. Однако она определяет только спектральный состав источника света, его цветность, но не фактическую температуру накала.

Все источники света с одинаковым спектральным составом независимо от степени их нагрева оцениваются одной и той же цветовой температурой. Тем самым облегчается сравнение и выбор источников света. Измеряется цветовая температура Кельвинами. Если цветовая температура, например лампы накаливания, равна 2870К , то это означает, что АЧТ, нагретое до этой температуры, излучает такой же по цветности свет, как и лампа накаливания. Но эта температура не обозначает фактической температуры накала вольфрамовой нити лампы накаливания — 2520° С.

" принята

за 100%. Цветовая температура с наибольшей точностью

определяет спектральный состав источника света с непрерывным спектром.

где К — цветовая температура, выраженная в Кельвинах.

Преимуществом шкалы миредов является возможность оценки изменений цветности у источников с разной цветовой температурой, которая только начинает замечаться, одним и тем же числом миредов . Например, в излучении источников света с цветовой температурой 2800 К, 3200 К, 5600 К, 12 000 К изменения цветности при определенных условиях начинают замечаться при росте или снижении цветовой температуры соответственно на 150, 200, 400 и 3000 К- Но если цветовую температуру этих же источников света выразить в миредах , то изменения их цветности начнут замечаться при ее росте или снижении на 20 М.

Более крупной величиной обозначения цветовой температуры— де камиредом —пользуются для обозначения светофильтров, предназначенных для коррекции цветовой температуры источников света при цветной съемке.

Как при определении экспозиции нельзя полностью положиться на субъективную оценку яркости объекта съемки, так в еще большей степени нельзя доверять и субъективной оценке цветности источника света.

В результате адаптации глаза к цвету даже значительные изменения в спектре света с трудом различаются. Отсюда нередко возникают неточные оценки цветности дневного света в утренние и вечерние часы, в полуденное время. При колебаниях электрического напряжения не замечаются изменения цветности излучения и у ламп накаливания. Следствием является ухудшение тональной передачи цветов при черно-белой съемке и появление нежелательных цветных оттенков, заметно ухудшающих цветные фотографии, при цветной съемке. Поэтому необходимо знать балансную цветовую температуру источника света, при которой должна происходить съемка на том или ином цветном материале.

Цветовая температура дневного света под влиянием случайных факторов может быть подвержена значительным и неожиданным колебаниям. Для получения правильной и стабильной цветопередачи следует убедиться, является ли цветовая температура источника света в момент съемки балансной, особенно если снимают на обратимой цветной пленке. А для этого необходимо ее измерить подобно тому, как перед съемкой для определения экспозиции измеряют яркость или освещенность объекта съемки.

  точность измерения не уступает замерам монохромных излучений в этих зонах, но дает неверные результаты для источников света с прерывистым линейным спектром.

Таким образом, с помощью двухзонального метода, т. е. по отношению результатов измерений в синей и красной зонах , можно определить цветовую температуру

в цветовую температуру в кельвинах.

Если найденная цветовая температура окажется не балансной, возникает необходимость в светофильтрах для коррекции света.

Цветовую температуру можно оценивать также с помощью обычного фотоэлектрического экспонометра и двух фильтров: синего, пропускающего узкий пучок лучей — 400—420 нм, и красного, пропускающего лучи длиной 680—700 нм. Экспонометр со светофильтром (сначала с синим, а затем с красным) перед окном фотоэлемента направляют в сторону источника света, освещающего объект съемки (рис. 4). Если источником является солнце, то экспонометр направляют на солнце (при очень ярком солнце экспонометр предпочтительнее направить на лист белой бумаги, освещенной солнцем). Если небо и солнце затянуты облаками, прибор направляют на тот участок неба, который освещает объект, т. е. в сторону, обратную направлению съемки.

Цветовая температура разных участков неба различна. Поэтому в случае съемки объекта, находящегося в тени (в солнечную погоду), точно так же замеряют участок неба, отраженный свет от которого освещает объект в тени. Во время замера цветовой температуры неба необходимо следить за тем, чтобы на фотоэлемент не попадали прямые, солнечные лучи. Если объект съемки частично находится на солнце, а частично в тени, то измеряют свет, освещающий сюжетно важную часть объекта. Обычно таким светом оказывается солнечный . Замер можно осуществить одно-

временно двумя фотоэлектрическими экспонометрами, если есть уверенность в тождестве их показаний. В этом случае перед одним экспонометром должен находиться синий светофильтр, а перед другим — красный. Отношение числовых значений показаний экспонометра за синим и красным светофильтрами и характеризует цветовую температуру.

Отношенияпредварительно находятся для источ -

цветовой температурой и в виде таблицы прилагаются к экспонометру.

Из синего и красного фильтров, приклеенных к матовому стеклу, состоит прибор Colortester , который дополняет экспонометр. После определения экспозиции перед фотоэлементом матовой стороной наружу устанавливают синий фильтр и направляют экспонометр на источник света, а затем — красный. При этом фиксируются либо значения экспозиционных (световых) чисел, либо значения диафрагм при любой выдержке, либо выдержки при любой диафрагме.

  то источник света — белый

  то это означает, что цветовая темпера-

цветовая температура ни-

же 5500К , в излучении преобладают красные лучи — возникает опасность появления красного оттенка.

Для доведения спектрального состава до балансной температуры в этом случае, как видно из табл. 2, понадобится светофильтр R6.

Для любительских съемок предназначен несложный определитель цветовой температуры Colorfinder . В основе  его действия лежит следующий принцип. Из двух рядом расположенных полос одна по всей длине окрашена особой светящейся краской, которая под действием дневного света разной цветовой температуры по-разному меняет тон. Другая полоса состоит из пяти квадратов разных ступеней яркости, обозначенных пятью цветовыми температурами: 2600К , 3200 К, 4000 К, 5800 К и 10 000 К (рис. 5).

Определитель направляют на источник света и по квадрату, тон которого совпадает с тоном сплошной полосы или близок к нему, находят цветовую температуру источника света.

Следует отметить, что конечный результат определения цветовой температуры во многом зависит от субъективного ощущения цвета, от индивидуальных особенностей его восприятия. Поэтому при определении цветовой температуры не исключаются погрешности.

При значительных отклонениях излучения источника от белого света для данной пленки и отсутствии уверенности в возможности с помощью светофильтра избежать нежелательных цветовых оттенков следует выбрать другое время для съемки.