Светодиодные изделия на сегодняшний день пользуются огромным успехом у потребителей. Всего за пару лет новые источники света стали использоваться практически повсеместно. Светодиодные лампы нужны для авто, наружной рекламы, дома и других сфер человеческой деятельности.

Но сегодня мы будем говорить не о том, как эти лампочки применяются дома, в помещениях общественного назначения, в авто и т.д. В этой статье мы поговорим о том, что такое цветовая температура светодиодных ламп и как этот показатель влияет на их нагрев. Но чтобы разобраться в таком понятии, как led-нагрев, необходимо начать с азов.

Суть света

Свет, как физическое явление, может иметь различные проявления. При разном свете мы будем видеть предметы и окружающую нас действительность в разных оттенках, что, несомненно, отразится на нашем мировосприятии. При этом мы можем воспринимать объекты четче или искаженнее.
За правильность освещения и то, как мы будем его воспринимать окружающее пространство, отвечает цветовая температура и индекс цветопередачи.

Обратите внимание! Для оптимального подбора любого источника света (не только светодиодного) для дома, улицы, авто и прочих сфер человеческой деятельности, обязательно необходимо учитывать эти два параметра. В противном случае вам будет некомфортно находиться в освещаемом помещении.

Свечение светодиодной лампы

Цветовая температура у светодиодных ламп должна отвечать определенным требованиям, чтобы не приносить неудобств. Это основная характеристика любого типа лампочек, особенно тех, которые способны на нагрев. Стоит отметить, что светодиодные источники света способны на самый минимальный нагрев. Поэтому, даже несмотря на то, что они способны немного греться, их активно используют в тандеме с натяжными потолками.
Цветовая температура определяет у светового излучения спектральный состав, который должен объективно восприниматься зрительными анализаторами человека (глазами). Измеряется данный показатель у светодиодных ламп, впрочем, как у других источников света, с помощью колориметра. А сами измеряется он в обратных микроградусах или миредах.
При выборе светодиодных моделей потребитель должен быть знаком с этим показателем, чтобы сделать правильную покупку. Для определения оптимального диапазона цветовой температуры существует соответствующая таблица.

Таблица цветовой температуры

Обратите внимание! Данный показатель идентичен для других лампочек, широко используемых в мире.

При выборе источника света для дома, улицы или авто, необходимо помнить, что излучаемый лампочкой свет должен быть максимально приближен к естественному уровню освещенности.

Особенности диодного света

Светоизлучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор, который формирует свечение при прохождении электрического тока через него. Свет, который способен излучать такой диод, располагается в достаточно узком спектральном диапазоне. При этом сам цвет будет завесить от материала, из которого изготовлен светодиодный полупроводник.
Формирование белого цвета у таких изделий достигается следующими способами:

• комбинирование диодов разного цвета свечения с целью получения белого света. Данный способ позволяет получить отменное качество цвета с возможностью его подстройки. Но такой метод достаточно затратный, что сказывается на цене изделий, которые доступны не всем;
• использование люминофоров для покрытия диодов. Это довольно дешевый и выгодный способ, который позволяет добиться более высокого коэффициента цветопередачи. Но здесь, из-за наносимого фосфорного покрытия, происходит снижение световой эффективности.

Строение лампы

Светодиодная лампочка состоит сразу из нескольких диодов или, как их иногда называют, чипов. Кроме этого здесь имеется драйвер, который представляет собой устройство, преобразующее переменный ток с напряжением в 220 Вольт в постоянный ток, необходимый для электропитания диодов. Благодаря такому строению эти источники света создают направленный световой поток, который характеризуется углом направленности для создаваемого свечения.

Что нужно знать

При выборе светодиодных лампочек необходимо знать, что для них есть такой параметр, как рабочая цветовая температура. Он отражает тот уровень, на котором источник света будет давать достаточно свечения. Здесь необходимо помнить, что автомобильные фары или светильники для дома должны обладать разными параметрами температуры свечения. В противном случае они не смогут эффективно освещать пространство вокруг себя.
При нахождении температуры в пределах 5000К, у излучаемого света спектральный состав будет более сбалансирован. Здесь он будет почти идентичным дневному солнечному свету. Индекс цветопередачи при таких параметрах будет равен 100. При этом максимальная цветовая температура редко используется, так как пограничные состояния могут нанести вред глазам.

Цветовая температура

Обратите внимание! При снижении цветовой температуры в свечении станет больше красного цвета и меньше синего. А чем выше показатель, тем в свечении будет больше синего и зеленого цветов. Это отлично видно на примере лампы накаливания, которая создает свечение с красноватым оттенком.

Светодиодные светильники в данном аспекте отличаются следующими положительными моментами:

• корпуса ламп не греются. По факту, нагрев здесь все же происходит, только он практически неощутим. Нагрев при использовании подобного рода светильников заметен только на примере светодиодной ленты. Но и здесь основной нагрев идет только блока питания. Сами корпуса изделий не нагреваются;
• создают качественный белый свет, который максимально подходит для наших глаз, если говорить об искусственном освещении.

Подсветка машин

Такие параметры позволили широко использовать светодиоды для подсветки дома, улиц и авто. На последнем случае стоит остановиться более подробно, так как авто может иметь светодиодный тюнинг как фар, так и всего кузова.
Тем не менее, здесь имеются и свои недостатки. Так, несмотря на то, что такие изделия почти не греются, а их корпуса не деформируются из-за постоянного перегрева, они не всегда эффективно воспроизводят остальные оттенки свечения.

Различие светодиодных ламп

Между собой светодиодная продукция отличается коэффициентом цветовой температуры. На сегодняшний день вся продукция, вне зависимости от предназначения (улица, дом, авто) делится на три основные группы по диапазону свечения:

• диапазон в пределах 2700-3500К. Такие изделия излучает белый теплый свет, который очень похож на свечение ламп накаливания. Используется для жилых помещений;
• диапазон в пределах 3500-5000К. Это так называемый нейтральный диапазон. Свечение здесь называется «нормальный белый». Свет, исходящий от лапочек, работающих в таком диапазоне, напоминает солнечный утренний свет. Подойдет для технических помещений дома (ванная комната, туалет), офисов, помещений учебного назначения;
• диапазон в пределах 5000-7000К. Свечение, излучаемое в этом диапазоне, называется «холодный или дневной белый» свет. Он соответствует яркому дневному свету. Применяется для уличного освещения парков, аллей, парковок, рекламных щитов и т.д.

Разное свечение ламп

При несоответствии цветовой температуры 5000К оттенки, за исключением белого, будут иметь теплые тона (при превышении данного значения) или холодные (при уменьшении этого значения). При этом корпуса источников света не греются, что нисколько не влияет на продолжительность службы этих энергосберегающих лампочек.
Помните, выбирая подобную осветительную продукцию, необходимо обязательно отдавать предпочтение наиболее подходящему показателю индекса цветопередачи.

Заключение

Конечно, искусственному освещению сложно сравниться с естественным светом, но светодиодные лампочки из всего разнообразия моделей максимально близко приблизились к этому. К тому же они почти не нагреваются! Решив использовать для подсветки светодиодные источники света, нужно быть знакомым с таким показателем, как цветовая температура. От этого параметра зависит тот световой поток, который будет оказывать прямое влияние на зрительный анализатор человека. Если же цветовую температуру не брать во внимание, то ваша задумка не подарит желаемого удобства, а принесет только один дискомфорт.

USB лампы как атрибут рабочего стола Выбор светильника с датчиком на батарейках для квартиры, готовые варианты

Статья расскажет о светодиодных лампах. В ней имеется таблица со значениями, которые влияют на этот параметр ламп.

Популярность применения светодиодных ламп в наше время существенно возросла и продолжает расти далее, так как цена на лампы такого типа стала доступной и выбирать тоже есть из чего. Можно выбрать понравившийся цвет свечения или цвета, если нравится несколько.

Светодиодный светильник имеет следующие полезные свойства:

1. Минимальное потребление количества электроэнергии.
2. Использовать такой светодиодный светильник можно и в хозяйстве, и дома.
3. Этот светильник можно выбрать по его свечению, в зависимости от предпочтений покупателя, например, цветовой температуры 3000 К достаточно для освещения мест где происходит работа. Цветовой температурой 3000 К в порядке исключения можно пользоваться для освещения стола для чтения книг. Кроме народного хозяйства, лампы на светодиодах нашли применение и в автомобилях, на предприятиях, для освещения рекламных щитов и во многих других ситуациях, которые требуют света.
4. Лампы на светодиодах имеют более долгий срок пригодности, чем обычные лампы накаливания, но стоит отметить что цена на них выше, но вполне доступна любому обычному человеку.

Теплота свечения

Это понятие имеет ввиду не степень нагревания , создающуюся в результате излучения света осветительным прибором, а вид свечения, который создаёт светильник. Каждое свечение по-своему принимается зрением человека. Цветовой спектр, приближаясь к цвету солнца, приобретает теплоту и светодиодные осветительные приборы могут иметь разную теплоту в зависимости от того как они изготовлены.

Оттенок света, похожий на пламя свечи, считается тёплым, а голубой оттенок считается холодным, так как вызывает у человека воспоминания зимы и бледного пасмурного неба. Например, тепловая температура 3000 К, (буква К означает единицу измерения Кельвин), будет выглядеть как белый свет, такой свет считается благоприятным для бодрствования.

А также, цветовой температуры 3000 К достаточно для работы, а цветовой температурой К6500 пользуются на производстве. Выглядит цветовая температура К6500 не идеально белым оттенком, а с синевой. Цветовой температурой К6500 пользуются для освещений улиц, складов, торговых точек.

Цветовая температура К 6500 будет иметь синеватый оттенок, это считается холодным оттенком свечения. 5000 К – цветовая температура будет наиболее подходящей для освещения на производстве. При нагревании металла, он сначала будет иметь тёплый оттенок свечения, при дальнейшем повышении температуры он приобретёт нейтральный оттенок, став белым, а если ещё более повысить температуру металла, то он приобретёт холодный оттенок, голубоватого цвета.

Свечение кристаллов светодиодов

Светодиоды имеют другой спектр цветов свечения их кристаллов, который отличается от тех цветов которыми светится металл, так как происхождение этих материалов разное. Для металла и кристалла светодиода есть одна схожесть: чтобы получить определённый оттенок, нужна цветовая температура определённой величины, в этом случае количество тепловой энергии, выделяемой при свечении светодиода, является совершенно не имеющей отношения к процессу свечения величиной , возникающей по своим причинам.

В настоящее время в торговле имеется довольно много различных светильников на светодиодах. Они способны работать в разных диапазонах, этот параметр выбирают исходя из личных предпочтений, а также в зависимости от назначения помещения и других факторов. Раньше в наличии были лишь лампы накаливания, они все излучали тёплый свет. С появлением светильников на светодиодах диапазон теплоты света стал широким .

Температура, освещение: какова связь между ними

Узнав из таблицы определённые значения, можно определить о каком именно цвете идёт речь. Люди имеют разное восприятие цвета и на вид определить степень теплоты света могут не многие.

Группы, которые содержат диапазоны свечения источника света

В наше время источники света разделены на три группы:

Таблица температур свечения ламп на светодиодах

Температуры свечения, типы светового излучения и область их применения:

Из этих характеристик следует, что низкая температура свечения имеет красный оттенок и не имеет синего. При определённом повышении цветовой температуры происходит исчезновение красного цвета, происходит появление зелёного и синего. Все свойства лампы, в том числе температура свечения указаны на заводской упаковке.

Лампы, предназначенные для офисных помещений

В офисных помещениях рекомендуется установить лампы более мощные, обычного белого свечения. Учёные доказали, что наилучшее освещение для максимальной отдачи человека на работе от 3500 до 5600 К, это белый или нейтральный цвет, немного отдающий оттенком синего. Такое освещение повышает способность человека к концентрации и увеличивает работоспособность.

Лампы холодного свечения в диапазоне 6500К значительно сокращают трудоспособность работника, цветовая температура К6500 вызывает утомляемость и снижение концентрации внимания, наилучше для такой ситуации подойдёт 5000К цветовой температуры.

Лампы, предназначенные для использования дома

Для жилого помещения подойдут лампы тёплых оттенков. В прихожей и санузле лучше установить светильник диапазона от 4000 К до 5000 К. Для спален и детских комнат наилучшим вариантом будет установить лампы тёплого тона от 2700К до 3200К. Такой оттенок расслабляет, снимает напряжение, создаёт уют. Цветовой температуры 3000 К будет достаточно для спальной комнаты.

Но для чтения нужно установить лампу на диодах нормального свечения, белого, также такой свет пригодится у зеркала, это создаст удобства при определённых занятиях. Для детского стола лучше подойдёт лампа от 3200К до 3500 К. Такой диапазон не утомит глаза и одновремённо настроит на работу.

С течением времени становятся все более популярными. Применение этих современных источников освещения находит использование в разных областях народного хозяйства и промышленного производства. используются в автомобилях, наружной рекламе, освещают производственные цеха, жилые дома, а также освещают улицы городов. В офисах они встроены в светильники. Мощные прожекторы уже невозможно представить без таких источников светового потока.

Цветовая температура светодиодных ламп часто ошибочно принимается за количество излучаемого тепла, но она имеет несколько иное значение. Это понятие означает визуальный эффект ощущения источника света глазом человека. Величина «теплоты» лампы зависит от удаленности цветового спектра к солнечному световому потоку. Голубоватый оттенок подобен пасмурному небу или ночному сиянию. Такой свет у человека вызывает холодные ощущения.

Интервал цветовой температуры

При нагревании металла возникает специфическое свечение. В начале интервал цвета имеет красные оттенки. Но при увеличении температуры спектр цвета постепенно приближается к желтому, белому и далее к голубому и фиолетовому цвету.

Для отдельного цвета свечения металла имеется свой температурный интервал, что дает возможность описать это явление физическими величинами. Это определяет свойства цветовой температуры как некоторого диапазона нагревания до образования необходимого цвета спектра.

Светодиоды излучают свет с несколько другим спектром, отличающимся от света металла, так как у него другая природа происхождения. Однако суть остается одна: для создания определенного оттенка цвета понадобится заданная цветовая температура. В этом случае нельзя считать, что этот параметр связан с температурой нагревания лампы, физическая и цветовая температура являются абсолютно разными показателями.

Шкала для источников света

Сегодня в продаже предлагается большой перечень источников света, работающих на основе светодиодных кристаллов. Они функционируют в разных интервалах температур. Чаще всего их подбирают по месту планируемой установки, так как каждая лампа способна создать индивидуальный облик. Комнату можно преобразить путем изменения цвета светового потока ламп.

Для рационального использования светодиодного источника освещения необходимо заблаговременно определить, какой цвет для вас наиболее комфортен. Цветовая температура важна не только для светодиодных приборов освещения, она зависит от состава спектра излучения. Этот показатель имеется у каждого прибора освещения, например, у свет бывает только теплым желтым.

При появлении и ламп в обиход вошел холодный белый свет. А светодиодные лампы имеют более широкую гамму цветов света, поэтому выбор таких ламп стал более сложным, а оттенки цветов зависят от материала изготовления полупроводника.

Связь освещения и цветовой температуры

Если знать табличные значения этого параметра, то становятся понятными соответствующие ему цвета. Каждый человек обладает индивидуальным восприятием цвета, поэтому визуально определить цветовую температуру очень трудно.

Основой считают средние показатели некоторой группы источников света, функционирующих в определенном спектре, а при конечном выборе светодиодных источников света учитывают их предназначение, освещаемое помещение и место установки.

Группы светодиодных ламп по цветовой температуре

• Теплый белый свет находится в диапазоне цветовой температуры 2700-3200К. Такой спектр освещения аналогичен простой лампе накаливания. Такие лампы рекомендуются к применению в жилых помещениях.
• Дневной белый свет излучают лампы в интервале 3500-5000К. Их свет внешне похож с утренним солнечным светом. Это нейтральный свет, который может применяться, например, в туалете, прихожей, школьных классах.
• Холодный белый свет называют дневным, который относится к диапазону 5000-7000К. Это создает аналогию яркого дневного освещения. Такие лампы чаще всего используют в лабораториях, медицинских учреждениях, парках и рекламных щитах.

Из этих параметров видно, что низкая цветовая температура светодиодных ламп имеет преимущественно красный цвет, а синего цвета нет вовсе. При повышении этого параметра появляются синий и зеленый цвета, а красный постепенно исчезает.

Где обозначается цветовая температура светодиодных ламп

Чаще всего фирма изготовитель на упаковке лампы указывает ее параметры. Среди других характеристик есть и этот рассматриваемый нами параметр. Перед приобретением ламп следует обращать на это внимание. Эти данные обозначаются как на упаковке, так и на корпусе лампы.

Для каждого помещения следует индивидуально выбирать лампы, обладающие заданным цветовым спектром свечения.

Для офиса

Целесообразно применять светодиодные приборы освещения с цветовой температурой 4400-5600 К. Это значит, что лампа должна светить белым светом. Это повышает эффективность труда сотрудников.

При установке ламп в офисе с другим цветовым оттенком света, эффективность работы сотрудников уменьшится. Исследования показали, что лампа с оранжевым свечением ухудшает производительность до 80%. Белый или нейтральный свет содержит синий спектр, ускоряющий концентрацию внимания и реакцию в дневное время.

Для жилых помещений

Для квартиры или дома рекомендуется устанавливать приборы освещения, у которых другая цветовая температура светодиодных ламп, отличающаяся от офисных моделей. Лампы синего спектра не рекомендуется использовать для спальни или детской.

Цветовая температура светодиодных ламп для гостиной выбирается в диапазоне от 2700 до 3200 К, что создает комфортную и уютную обстановку.

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.

Цветовая температура - одна из важнейших характеристик осветительной техники, которую следует учитывать не только при оформлении интерьера, но и при подборе ламп для автомобиля. Спектральные свойства, индекс цветопередачи, цвет свечения - это далеко не все свойства источника освещения, за которые отвечает цветовая температура света.

Цветовая температура в физике

В трудах Макса Планка - основоположника квантовой физики - не единожды
описывались законы распределения энергии. Часть исследований лауреата Нобелевской премии касалась изучения абсолютно черных тел, что и позволило выделить такое понятие, как цветовая температура. Единица измерения данной величины - Кельвины, как и в случае абсолютной температуры. Согласно формуле, этот показатель равняется температуре АЧТ, при которой тело выдает излучение в том же цветовом диапазоне, что и измеряемое.

Последовательность наблюдений такова:

1. Освещение выключено, ток подается на клеммы.
2. Сопротивление постепенно понижается.
3. АЧТ начинает едва заметно подсвечиваться красным.

При замере температуры объекта в этот момент, показатель, скорее всего, достигнет отметки в 900 ºС. Принцип сверхпроводимости свидетельствует о том, что при нуле по Кельвину скорость атомов также нулевая, но именно от нее и зависит само излучение. Для удобства лучше отбросить принятую в наших широтах шкалу Цельсия и воспользоваться зарубежной.

Цветовая температура и её оттеночное отображение

Начало видимого спектра излучения АЧТ характеризуется показателем в 1200 К. Именно эта отметка является границей красного оттенка. Если продолжить процесс накаливания спирали, можно заметить существенные изменения цвета. Уже при 2000 К красный сменится ярким оранжевым, который постепенно будет переходить в желтый, и полностью заменится им при достижении 3000 К. Цветовая температура ламп может соответствовать теплой или холодной гамме.

Для вольфрамовых спиралей пиковой является отметка в 3500К, после чего они начинают плавиться, но источники освещения, основанные на другом принципе действия, могут без труда разогреваться дальше.

Цветовая температура светодиодных светильников может спокойно насчитывать 5500 К и более. При таком показателе можно увидеть обычный яркий белый цвет. При последующем нагревании до 6000 К излучение станет несколько голубоватым, все больше углубляясь в этот оттенок, пока при достижении 18000 К не подойдет вплотную к фиолетовой границе спектра.

Цветовая температура и освещение

При составлении системы освещения важно учитывать множество нюансов, но именно цветовая температура отвечает за восприятие оттенков. Холодная и теплая гамма существенно отличаются по своим показателям. Так, температура пламени обычной свечи характеризуется отметкой в 1200 К, а зимнее небо - в 12000 К.

Таблица 1. Цветовая температура и оттенки

Оттенок	Характеристика
2700 К	Теплый белый, красновато-белый	Используется в обычных лампах накаливания. Делает интерьер более уютным, по-настоящему домашним.
3000 К	Теплый белый, желто-белый	Является характерным для большинства галогновых ламп, несколько холоднее, чем свет от лампы накаливания.
3500 К	Обычный белый	Таким является излучение от флюорисцентных трубок различных размеров.
4000 К	Холодный белый	Является незаменимым атрибутом стиля хай-тек, но своей "стерильностью" навевает мысли об операционной.
5000-6000 К	Дневной	Используется для имитации солнечного света в оранжереях, террариумах и т.д.
6500 К	Холодный дневной	Используется при профессиональной фотосъемке и в кинематографе.

Подбор источников освещения должен осуществляться в зависимости от требуемого эффекта. Интенсивность и цветовая температура ламп могут также по-разному восприниматься в зависимости от времени суток.

Освещение на базе светодиодов

Системы освещения все чаще базируются именно на этих элементах. Цветовая температура светодиодов включает 3 главных оттенка:

• Теплый белый (в зарубежных источниках - Warm White (WW)) - до 3300 К.
• Нейтральный, он же естественный белый - Neutral White (NW) - до 5000 К.
• Холодный белый - Cool White (CW) - свыше 5000 К.

светодиодных ламп во многом определяет область их использования. Уличное освещение, рекламные и автомобильные лампы обладают различными показателями дальности и яркости.

Различия между основными градациями белого

При подборе источника освещения очень важно предугадать, как будет восприниматься освещаемый объект. Это актуально не только при подборе ламп для фотосессий, но и при планировании домашнего интерьера или разработке систем уличного освещения.

Цветовая температура светодиодов поможет не только определить контрастность и максимальную дистанцию, но и даст возможность разобраться в том, как будет вести себя светильник при изменении погодных условий.

Источники холодного белого света

Идеальной точностью восприятия может похвастаться только солнце, другим же источникам освещения доступны лишь более скромные показатели. Цветовая температура большинства фабричных светильников на базе светодиодов лежит в диапазоне от 5000 до 7000 К. Средний индекс передачи насчитывает около 65 единиц.

Преимуществами источников холодного белого оттенка является контрастность, которая идеально подходит для освещения темных предметов. Вместе с большой дистанцией освещения цветовая температура светодиодных ламп в холодном диапазоне делает светильники наиболее эффективными для дороги. При этом данный оттенок демонстрирует максимальные искажения цветовосприятия.

Источники нейтрального и теплого света

Производители элементов освещения не ограничиваются лишь холодной гаммой, которая обладает наибольшей резкостью и хуже всего воспринимается человеческим глазом. Цветовая температура светодиодных светильников в 2500-6000 К дает возможность достичь показателя индекса цветопередачи в пределах 75-80 единиц. Такие лампы демонстрируют отменные результаты на сравнительно небольших расстояниях.

Наибольшее преимущество лампы теплого и нейтрального оттенков проявляют при неблагоприятных погодных условиях. Дождь, туман и дым, которые становятся явной преградой для холодных ламп, не так существенны для более теплых фонарей. Дело в том, что подобные источники освещают не столько сам предмет, сколько пространство до него. По этой же причине источник теплого света показывают большую эффективность под водой.

Прочие источники освещения

Цветовая температура энергосберегающих ламп, используемых для домашнего освещения, чаще отвечает именно теплому спектру. Холодные источники являются довольно резкими, к тому же им вряд ли под силу сделать жилье более уютным. В целом же характеристики домашних светильников определяются, скорее, их яркостью и сроком службы. При выборе автомобильного освещения значение имеют другие показатели.

Цветовая температура ксенона

Ксеноновые и биксеноновые лампы отличаются не только по производителю, но и по своим особенностям, во многом зависящим от цветовой температуры.

Свойства ламп:

1. Яркий желтый цвет (3000 К).В основном применяется в противотуманном
   освещении, имеет показатель светового потока около 3300 люмен.
2. Желто-белый (4300 К). Является типичным для заводских ламп противотуманного и головного освещения. Высокая цветоотдача (примерно 3400 люмен) и щадящее влияние на глаза делают их отменным вариантом для автомобиля. Такой ксенон хорошо виден на мокром асфальте, но при этом не сильно бросается в глаза попутчикам.
3. Обычный белый (4500-5000 К). Такая цветовая температура ксенона считается оптимальным вариантом с точки зрения восприятия человеческим глазом. Обладают высокой мощностью цветовой отдачи (порядка 3000 люменов), что значительно расширяет область применения таких ламп.
4. Холодный белый, бело-голубой (от 6000 К). В зависимости от типа оптики (линзованной или рефлекторной) оттенок обладает большей или меньшей степенью голубого. Такие лампы уступают более теплым на мокром асфальте, но на сухой земле или на снегу они дают отличную видимость.
5. Синий, сине-фиолетовый (от 8000 К). Такие источники освещения можно отнести к декоративным. Они не отличаются особой мощностью излучения (до 2200 люмен) и плохо различимы на любых дорожных покрытиях.

Согласно опросам нескольких последних лет, большинство автолюбителей предпочло ксеноновые лампы с цветовой темперотурой в 6000 К. Фонари стоит подбирать, исходя из личного комфорта, нельзя однозначно назвать оптимальную температуру, ведь поездки до офиса и длительные загородные путешествия диктуют совершенно различные требования.

Когда важна цветовая температура

Большинство характеристик источников освещения стоит рассматривать неотрывно друг от друга. Цветовая температура неразрывна с яркостью, ведь только так можно подобрать оптимальный источник освещения для любой ситуации. Отталкиваться стоит и от того, как именно будет восприниматься тот или иной светильник, что одинаково важно для освещения интерьеров и экстерьеров, систем автомобильной, уличной и рекламной подсветки.