Цветовая температура света. Теплый, нейтральный и холодный белый свет.

Главная » Статьи и обзоры » Цветовая температура света. Теплый, нейтральный и холодный белый свет.

Цветовая температура света. Теплый, нейтральный и холодный белый свет.

Цветовая температура по формуле немецкого физика Планка, это температура абсолютно чёрного тела, при которой данное тело выдаёт излучение такого же точно тона (цветового), как и измеряемое излучение. Цветовая температура измеряется в Кельвинах. 

Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым «черным телом» и отображается «линией черного тела». Если температура «черного тела» повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 К, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 К 

Понятие коррелированной цветовой температуры

Говоря техническим языком, слово «температура» в понятии коррелированной цветовой температуры характеризует излучение абсолютно черного тела – твердого тела, обладающего определенными свойствами и находящегося в раскаленном состоянии.

Она измеряется в градусах Кельвина (К), в которых обычно измеряется абсолютная температура. При повышении температуры черного тела цвет испускаемого им светового излучения изменяется следующим образом: красный – оранжевый – желтый – белый – голубой. Это напоминает кусок железа, который нагревается в кузнечном горне. Последовательность изменения цвета соответствует кривой в цветовом пространстве. 
Лампа накаливания излучает свет с цветовой температурой приблизительно 2700 K, которая находится в теплой или красноватой области цветового пространства. Так как в лампе накаливания используется нить, которая накаляется при излучении света, температура нити является также цветовой температурой светового излучения. 

Спектральный анализ видимого света позволяет определить цветовую температуру источников света, отличных от ламп накаливания, таких как люминесцентные лампы и светодиоды. Фактическая температура светодиода, излучающего свет с цветовой температурой 2700 K, обычно равна приблизительно 80ｰС, хотя светодиод излучает свет того же цвета, что и нить, нагретая до температуры 2700 K.

 

Цветность света

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. 

Свет пламени свечи	1500-2000К
Натриевая лампа высокого давления	2000К
Лампа накаливания 40 Вт	2200К
Лампа накаливания 100 Вт	2800К
Лампа накаливания 200 Вт, галогенная	3000К
Киносъёмные лампы	3200-3250К
Солнце у горизонта	3400К
Лампы с повышенным красным спектром ( подсветка мясных продуктов)	3800К
Лампа дневного света (тёплый белый свет)	4200К
Ксеноновая дуговая лампа	4500-5000К
Солнце в полдень	5000К
Облака в полдень	5500К
Лампа дневного света	5600-7000К
Дневной белый свет	6500К
Дневной свет, с долей голубого неба	7500К
Синее небо на северной стороне	9500К
Голубое небо в морозную погоду	15000К
Синее небо в районе полярного полюса	20000К

Существуют следующие три главные цветности света:
• теплый белый свет < 3300 К 
• нейтральный (естественный) белый свет 3300 — 5000 К 
• холодный белый свет > 5000 К.  

Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого ими света.

Цветность белого света некоторых источников

Особенности БЕЛОГО света фонарей.

В связи с распространением светодиодных фонарей и интенсивным развитием рынка профессиональных осветительных диодов, всё чаще возникает путаница в таких ВАЖНЫХ понятиях как: ТЕМПЕРАТУРА СВЕТА (или цветовая температура).

Свет настоящих светодиодных фонарей имеет несколько градаций белого:
ХОЛОДНЫЙ белый: Fenix E35, LD12 G2, LD22 G2 , PD12, PD22 G2, PD32 G2, PD35, TK22 L2, TK35 L2, TK75 L2, TK76, HP25, HP30
НЕЙТРАЛЬНЫЙ белый Fenix PD32 UE, TK22 MG, TK35 V2.0, BT10 NW, BT20 NW, HL20 NW, HL30 NW
ТЁПЛЫЙ белый Fenix LD10, HL21

В спецификациях к фонарям соответственно указывается как:

Cool White (CW)
Neutral White (NW)
Warm White (WW)

Все три оттенка (или бина) являются вариантами белого цвета.

В чем различие между тремя этими типами БЕЛОГО?

Все дело в том, что цветовая температура (или оттенок) напрямую влияет не только на контраст и восприятие цветов освещаемых предметов, но и на дальность освещаемой дистанции, а так же, на то, как ведёт себя фонарь в разных погодных условиях

Передача цветов

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.

Солнечный свет и Индекс Цветопередачи (CRI — colour rendering index)

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.

Приглашаем Вас приобрести высококачественные фонари торговых марок: Fenix, Niwalker, Pjlarion, Armytek, Petzl.

Контактные телефоны: 
(029) 3130453
(033) 3951353
e-mail: [email protected]

Цветовая температура (К) и индекс цветопередачи (CRI)

Цветовая температура источника света определяется его теплотой или холодностью и выражается в градусах Кельвина (К). Термин происходит из теории физики. При нагреве объекта, именуемого «абсолютно черным телом-излучателем», его цвет меняется от черного до красного, затем до желтого, белого и, наконец, до голубого и синего. В нижнем участке этой шкалы объект считается «более теплым» по цвету, в то время как в верхнем участке его цвет считается «более холодным». В более теплом диапазоне шкалы свеча будет иметь цветовую температуру приблизительно в 1800 К, в то время как небо в северном полушарии достигнет отметки в 28 000 К. На практике мы обычно рассматриваем цвета источников искусственного освещения в диапазоне приблизительно от 2000 до 10000 К.

Примеры цветовой температуры:

Необходимо отметить, что два различных типа ламп могут иметь одну и ту же цветовую температуру, но передавать цвета по-разному.

Можно заметить невооруженным глазом, что при освещении предметами разными типами ламп, передача цвета будет существенно отличаться. То есть освещаемый объект в свете той либо иной лампы будет выглядеть по-разному. В некоторых случаях цвета будут выглядеть более естественно и точно, а некоторых – их будет видно не совсем так, как при солнечном освещении. Для определения «естественности» передачи цветов, в 1960-1970-х годах был введен специальный термин — индекс цветопередачи (Ra или CRI – color rendering index).
Параметры цветопередачи ламп описывают, насколько натурально выглядят окружающие человека предметы в свете той или иной лампы. А для количественного измерения используетсяиндекс цветопередачи. Это относительная величина, имеет значения от 0 до 100, которое показывает уровень соответствия цветов при освещении тестируемыми лампами к естественному цвету тела. Значению 100 соответствует полно совпадение, такое же, как и при солнечном свете, то есть цвета такого же источника освещения передаются максимально правильно. К этому близки лампы накаливания.
Индекс цветопередачи и у ламп накаливания, и у неба северного полушария считается равным 100, притом, что ни один из них не является действительно безупречным. Лампы накаливанияочень слабы в освещении синих тонов (попробуйте, к примеру, отличить носок темно-синего цвета от носка черного цвета в комнате, освещенной лампами накаливания). В свою очередь, северное небо при 7500 К слабо при освещении красных тонов.
Тем не менее, индекс цветопередачи, вопреки своим ограничениям и слабостям, активно применяется для определения «качества» цвета. Как правило, источники света с высокими индексами цветопередачи (80-100) обычно способствуют тому, что люди и вещи выглядят лучше, чем при источниках света с менее высокими CRI.  

Характеристика цветопередачи	Степень цветопередачи	Коэффициент цветопередачи (CRI)	Примеры ламп
Отличная	1А	100	Лампа накаливания
Очень хорошая	1А	Более 90	Галогенные лампы, люминесцентные лампы
Очень хорошая	1В	80-89	Люминесцентные лампы, светодиодные лампы,
Хорошая	2А	70-79	Люминесцентные лампы ЛБЦ, ЛДЦ
Хорошая	2В	60-69	Люминесцентные лампы ЛД, ЛБ
Достаточная	3	40-59	Лампы ДРЛ (ртутные)
Низкая	4	Менее 39	Лампы ДНат (натриевые)

Баланс белого

— Как Кельвин для цветовой температуры соотносится с Кельвином для фактической температуры?

Как отмечают другие ответы, цветовая температура соответствует излучению черного тела при этой температуре.

Но какое нам дело до этого? Чтобы понять это, вы должны сначала спросить себя: «Что такое белое?»

Физически белый цвет не является цветом. Не существует длины волны света, которая соответствовала бы «белому», точно так же, как нет длины волны, которая соответствовала бы «черному», «серому» или «розовому» — все эти цвета — всего лишь «артефакты» человеческого восприятия. Физически они представляют собой смесь множества различных длин волн (в частности, в естественном свете белый цвет по определению представляет собой смесь все видимых длин волн Солнца).

Восприятие цвета человеком зависит от смешивания интенсивности трех различных световых рецепторов. Теперь каждый из них на самом деле охватывает широкий диапазон длин волн («физические цвета»), так что это немного сложнее, но у каждого из них есть пик на другой длине волны — мы обычно называем их красным, зеленым и синим соответственно. Вот как компьютеры могут отображать все цвета, которые мы можем видеть, просто с помощью смеси трех разных длин волн — какой-нибудь разумный инопланетянин с другим зрением просто подумает, что мы все полны чепухи, потому что наши изображения выглядят ничего похоже на настоящую вещь. По сути, мы настраиваем интенсивность трех длин волн ( примерно соответствует пикам ), чтобы вызвать такое же возбуждение в фоторецепторах, как и реальный свет.

В этой модели «белый» означает «100 % красный + 100 % зеленый + 100 % синий». Однако, как я уже отмечал, естественный белый свет на самом деле так не работает — это комбинация множества различных длин волн без таких красивых соотношений. Теперь мы подошли к эволюции: белый — это цвет, который не меняет оттенок. Восприятие цветов сбалансировано, чтобы мы могли видеть одни и те же цвета даже при изменении условий окружающего освещения — например, при ходьбе под пологом леса или при работе с рассеянным светом (например, «в тени»). Это также означает, что естественная цветовая температура соответствует температуре фотосферы Солнца — в основном, солнце белое по определению , потому что к этому нас приспособила эволюция (причина, по которой выглядит желтоватым для глаз, заключается в том, что часть синего света рассеивается атмосферой — наше зрение приспособилось видеть объекты, освещенные Солнцем (и атмосферу), не видеть самого Солнца).

Самое интересное, что это также позволяет нам использовать источники света, которые не такие горячие, как Солнце. Простейшим примером являются лампы накаливания, которые, как правило, имеют более низкую температуру, но используют тот же основной принцип — сделайте провод достаточно горячим, чтобы он излучал достаточно видимого света, чтобы баланс белого работал для людей. Светодиодные лампы используют принцип, больше похожий на экран вашего компьютера — три отдельных (хорошо, не ровно три, но «три узкие полосы») длины волны для получения любого цвета. Хорошо, что это намного эффективнее. Плохо то, что на самом деле он может создавать заметно разные световые эффекты, поэтому он вообще не соответствует естественному свету.

Но суть в том, что светодиодные лампы далеки от своей «цветовой температуры», так что же означает в этом случае? Суть в том, что при разных температурах интенсивность сигналов, вырабатываемых каждым из трех фоторецепторов, различна (для одних и тех же «цветов»). Когда вы меняете цветовую температуру на своем мониторе, вы в основном настраиваете, насколько интенсивен каждый из этих трех каналов по отношению к другим — это то, что дает вам «красноватые» или «голубоватые» оттенки. тебе имитирует влияние различной температуры черного тела на человеческое зрение — и, поскольку человеческое зрение игнорирует так много информации в свете, на самом деле большую часть времени он работает довольно хорошо. Выполняя настройку на своей камере, вы делаете прямо противоположное — вы пытаетесь сопоставить «сдвинутые» цвета с «объективными» данными «красный + зеленый + синий». Причина, по которой настройка обычно использует цветовую температуру, заключается просто в том, что она используется везде — вы можете посмотреть на цветовую температуру вашего освещения и использовать ее на своей камере.

Цветовая температура — Straits Lighting

Определение цветовой температуры

Сегодня осветительная промышленность предлагает светильники с исключительно широким выбором цветов для максимально широкого спектра применений. Чтобы количественно определить конкретный цвет света, была разработана шкала цветовой температуры с использованием Кельвина (К) в качестве единицы измерения. Теперь это стало отраслевым стандартом и используется во всем мире для всех осветительных приборов. Официально известен как Координированная цветовая температура (CCT) , эта шкала колеблется от 1000K до 10000K, при этом большинство имеющихся в продаже осветительных приборов попадают в диапазон 2500K и 6500K.

Нижняя часть этой шкалы кажется более «теплой» из-за характерного красного или оранжевого оттенка. На другом конце шкалы более высокие значения Кельвина, как правило, имеют «более прохладное» ощущение с белым и даже синим оттенком. Этот общий диапазон цветовых температур хорошо работает для широкого круга приложений, при этом для некоторых из них требуются определенные значения в Кельвинах, а в других приложениях более гибкие для более широкого диапазона Кельвинов.

Кельвины и шкала цветовой температуры

Как было установлено ранее, цветовая температура измеряется в градусах Кельвина, при этом полная шкала цветовой температуры находится в диапазоне от 1000K до 10000K. Естественный солнечный свет падает в диапазоне примерно от 5000 до 6500 К в зависимости от времени суток и погодных условий. Вообще говоря, большинство, если не все коммерческое и промышленное освещение попадает в этот диапазон Кельвина из-за его универсальности, а также его очень близкого приближения к солнечному свету. Чтобы проиллюстрировать это, мы создали график ниже, который иллюстрирует общий диапазон Кельвинов, обычно наблюдаемый при искусственном освещении, а также эквивалентные типы источников света, соответствующие этим диапазонам.

Как измеряется Кельвин?

Понять концепцию использования Кельвинов для измерения цветовой температуры довольно просто, однако на самом деле измерить удельную температуру неизвестного источника света в Кельвинах немного сложнее. Поскольку шкала Кельвина (К) использует температуру в качестве формы измерения, цвет света, описываемый в кельвинах, на самом деле является измерением температуры, необходимой для нагрева излучателя черного тела для достижения этого конкретного видимого цветового оттенка.

Например, когда кусок стали нагревается, он светится разными оттенками при разных температурах. Он будет меняться от красного или оранжевого оттенка к желтому, а затем к белому или синему оттенку по мере повышения температуры. Эти цветовые оттенки, полученные в результате нагрева стали в этом примере, охватывают большую часть диапазона цветовых температур, видимых человеческому глазу, и согласованы с эквивалентной температурой в градусах Кельвина (по Цельсию + 273), необходимой для нагрева их до каждого конкретного цвета. Именно на этом принципе основаны все измерения цветовой температуры в светотехнической промышленности.

Цветовые температуры в зависимости от области применения

Сегодня на рынке представлен широкий диапазон цветовых температур, что может обескуражить тех, кто не знаком с целями и причинами выбора каждого цвета. По сути, разные цветовые температуры выбираются для разных приложений, чтобы достичь разных целей освещения. Это может варьироваться от выбора цветовой температуры для создания определенного настроения, например, теплый белый свет для релаксации, или выбора другого для повышения осведомленности и видимости, например, света с цветовой температурой дневного света. Ниже приведен список наиболее распространенных цветовых температур, доступных в современном светодиодном освещении.

Теплый белый
Считается самым расслабляющим цветом из всех типов освещения, когда-то это был самый распространенный цвет освещения в мире, независимо от области применения. Это связано с тем, что его температурный диапазон от 2500K до 3300K является естественным диапазоном цвета, создаваемым не только свечами и фонарями, но и лампами накаливания, которые доминировали в осветительной промышленности почти столетие. Поскольку он находится в нижней части цветового спектра, он дает заметный красный или оранжевый оттенок.

Хотя лампы накаливания, с которыми эта цветовая температура наиболее тесно связана, в значительной степени были вытеснены более современными технологиями освещения, эта цветовая температура все еще доступна и широко используется. Большинство светодиодных светильников доступны в этой цветовой температуре, и они регулярно используются как в жилых, так и в торговых помещениях, целью которых является создание уютной и привлекательной атмосферы для гостей и клиентов. Лампы, люстры, ванные комнаты, гостиные и столовые являются наиболее распространенными сферами применения этого цвета в жилых помещениях, а витрины со специальными товарами составляют основную часть использования в розничной торговле.

Холодный белый
Считается, что это средняя цветовая температура дороги, это заметно более белая форма света, которая падает чуть ниже диапазона Кельвина, где виден синий свет. Его диапазон от 3500K до 4500K чаще всего встречается в флуоресцентном освещении, используемом в офисах, складах, коммерческих и промышленных помещениях. Поскольку он имеет менее оранжевый или красный оттенок, он меньше расслабляет и вместо этого обеспечивает больше стимуляции для людей, повышая их бдительность.

Холодный белый цвет на сегодняшний день является самым популярным выбором цветовой температуры в современной бизнес-среде, особенно в крупных предприятиях, таких как коммерческие и промышленные объекты. Его стимулирующий эффект на работников заметен при измерении эффективности, что помогает улучшить итоговый результат. Это также популярный выбор для некоторых жилых помещений с интенсивным пешеходным движением, где важны повышенная осведомленность и видимость, например, входы, лестницы, веранды и гаражи.

Дневной свет
Находясь прямо в верхней части диапазона цветовой температуры имеющегося в продаже освещения, этот диапазон цветовой температуры имеет синий оттенок и колеблется от 5000K до 6500K. Из-за близкого приближения к цветовой температуре реального дневного света, он обеспечивает наивысший уровень стимуляции для людей, что приводит к максимальной ситуационной осведомленности и видимости.

Светильники с этим диапазоном цветовой температуры используются во всех типах жилых, коммерческих и промышленных помещений. Поскольку этот цветовой диапазон максимально приближен к естественному солнечному свету, он является популярным выбором для людей, страдающих сезонной депрессией в местах, где солнце отсутствует в течение значительных периодов времени. Он также широко используется в коммерческих и промышленных приложениях из-за его способности обеспечивать наилучшие возможна цветопередача из всего спектра Кельвина, что значительно улучшает видимость и безопасность. Фактически, это увеличение видимости настолько велико, что большинство, если не все новые автомобили, оснащены фарами в этой цветовой гамме.

Цветовая температура светодиодных трубок

Сегодня на рынке представлен широкий спектр типов и стилей светодиодных осветительных приборов. Тем не менее, безусловно, наиболее популярными из них являются ламповые лампы, которые служат либо в качестве модернизации существующих люминесцентных светильников, либо в качестве совершенно новых установок. Благодаря гибкости, присущей их конструкции, они используются в самых разных областях. К ним относятся коммерческие пользователи, такие как розничные магазины и офисы, а также промышленные объекты, такие как склады, производственные предприятия и другие крупномасштабные предприятия. Из-за широкого спектра применений, в которых используются ламповые лампы, они доступны в различных цветовых температурах. Ниже приведены некоторые из самых популярных трубчатых ламп, используемых сегодня, с их наиболее доступными цветовыми температурами.

Светодиодные трубки с U-образным изгибом . Эти трубки предназначены для замены существующих люминесцентных ламп с U-образным изгибом и имеют диапазон цветовой температуры от 4000 до 5000K. Благодаря стандартному алюминиевому радиатору и небьющейся пластиковой линзе, покрывающей светодиодные чипы, они исключительно прочны и долговечны и прекрасно подходят для пользователей, которые не желают полностью заменять существующие светильники с U-образным изгибом.

4 фута. Светодиодные трубки T8 – Безусловно, самые популярные трубчатые светильники на рынке, светодиодные трубчатые светильники в стиле T8 доступны в двух основных версиях. Это серия NX, совместимая с двусторонней проводкой, и серия X, совместимая как с односторонней, так и с двусторонней конфигурацией проводки. Любая из этих моделей может использоваться с существующим балластом или с приспособлением, подключенным для обхода балласта. Доступные в диапазонах цветовой температуры 4000K и 5000K, эти светодиодные трубки T8 удовлетворят практически любые требования.

No related posts.