A színhőmérséklet
A színhőmérséklet 1.
Egy fényforrás színhőmérsékletét az általa okozott színérzet és egy hipotetikus feketetest-sugárzó által létrehozott színérzet alapján határozzák meg. Izzólámpák esetében, lévén, hogy a fény izzásból származik, a színhőmérséklet jól egybe esik az izzószál hőmérsékletével. A nem hőmérsékleti sugárzás elvén működő fényforrások, mint például a fénycsövek esetében közvetlen fizikai jelentése nincsen. Ezért ilyenkor inkább korrelált színhőmérsékletről beszélünk. Elterjedt jelölése: CCT (Correlated Color Temperature)
CIE (1931) xy színtér, benne különböző feketetest-sugárzókkal.
A különböző színhőmérsékletek befolyásolják az ember hőérzetét és koncentrálóképességét. Tradicionális okokból a színhőmérséklet fordított hőmérsékleti asszociációkat okoz. A kékebb árnyalatok, bár magasabb színhőmérsékletűek, alacsonyabb hőmérséklet érzetét keltik. Hasonlóképp a vörösebb árnyalatok melegebbnek tűnnek. Ennek oka, hogy vörössel az izzást, és tüzet hozzák összefüggésbe, míg a kékkel inkább a jeget, vagy a vizet. Ezért hideg munkahelyeknél az alacsonyabb színhőmérsékletű (melegfehér), míg meleg munkahelyeken inkább a magasabb színhőmérsékletű (hidegfehér) árnyalatokat alkalmazzák. További hatása, hogy a melegebb árnyalatok pihentetőbben hatnak, míg munkahelyeken a hidegebb fehér árnyalatokat használják, ugyanis segítik a koncentrációt.
Egy ideális termikus fényforrás által kisugárzott fény színhőmérséklete megegyezik annak kelvinben kifejezett hőmérsékletével. A nem ideális termikus sugárzók (például izzószál) és a nem termikus sugárzók (például fénycső) színhőmérséklete megegyezik annak az ideális termikus sugárzónak hőmérsékletével, amellyel azonos színű fényt sugároz ki. Az izzólámpák színhőmérséklete csak kevéssé tér el az izzószál hőmérsékletétől. A termikus sugárzók közös tulajdonsága, hogy az általuk kisugárzott energia hullámhossz szerinti eloszlását leíró jelleggörbéjük folytonos. Ilyen folytonos jelleggörbék az ábra a., b. és c. görbéi.
A színhőmérséklet emelkedésével a fény vörös összetevői csökkennek, míg kék összetevői növekedek, tehát minél magasabb a fény színhőmérséklete, annál "kékebb", és minél alacsonyabb a fény színhőmérséklete annál "vörösebb" lesz a színe. Az ábra c. görbéjén egy magas színhőmérsékletű fényforrás (10000 K), míg b. görbéjén egy alacsony színhőmérsékletű fényforrás (2800 K) hullámhossz szerinti energiaeloszlása látható. Az a. görbe közepes színhőmérsékletet jelöl. (5600 K)
A színes fotonyersanyagok -szemünkkel ellentétben- nem alkalmazkodnak a különféle fényforrások eltérő színhőmérsékleteihez, ezért a filmek gyártása során definiálni kell egy színhőmérséklet értéket, amelynél a film színhelyes képet ad. Nem megfelelő színhőmérsékletű világítás alkalmazásánál, a nyersanyagok feltűnő elszineződéssel reagálnak a különbségre. A ma használatos filmek többsége napfény színérzékenyítésű napfényfilm tehát 5600 K-re van hangolva, mivel az általános (ún. fotográfiai) napfény 5600 K színhőmérsékletű. Az ábra a. jelű görbéje mutatja a fotográfiai napfény hullámhossz szerinti energiaeloszlását. Gyártanak még ún. műfényfilmeket, melyeket 3200 K-re érzékenyítenek, mivel a speciális fotóizzók 3200 K színhőmérsékletű fényt sugároznak.
A lumineszcens sugárzók (például fénycső, kompakt fénycső, Na lámpa, Hg-gőz lámpa, stb.) sávos színképpel sugároznak. Az egyes sávok élesen elkülönülnek egymástól, valamint az átlagos energiaszintből magasan kiemelkednek, tehát az ilyen fényforrások fénye jellegzetesen elszínezi a fotónyersanyagot, így nem (nagyon) alkakmasak fotográfiai használatra. Ilyen fényforrásra mutat példát az ábrán d.-vel jelölt színkép. A színhőmérséklet fogalmát a lumineszcens fényforrásokra is kiterjesztették, de természetesen nem fotográfiai értelemben.
A ma használatos vakuk fénye – a napfényhez hasonlóan – 5500-5600 K színhőmérsékletű, tehát fotográfiai szempontból napfénynek tekinthető.
A napfény színhőmérséklete évszaktól, napszaktól függően folyamatosan változik. Derült időben, átlagos napsütés esetén ez kb. 5600 K. Hajnalban vagy naplementekor a színhőmérséklet 2500 K-re is csökkenhet, viszont borult, párás, ködös időben 6-10000 K-re is növekedhet. Nyílt tengeren, ill. magas hegyekben a színhőmérséklet 10-20000 K-t is elérheti.
Néhány színhőmérsékleti adat:
- Gyertya: 1900 K
- Háztartási izzólámpa: 2800 K
- Stúdió világítás: 3200 K
- Reggeli, délutáni alacsony napállás: 4800 K
- Átlagos napfény, vaku: 5600 K
- Napos idő, árnyékban: 6000 K
- Nappal, kissé felhős égbolt: 8000 K
- Borult, ködös idő: 10000 K
A digitális fényképezőgépek többségénél lehetőség van a kívánt "nyersanyag színérzékenyítés" beállítására. Ezt a videotechnikából átvett "fehéregyensúly állítás" (régebbi szóhasználattal "fehérszint állítás") kifejezéssel jelölik. Az olcsóbb eszközöknél ez néhány előre programozott lépésben történik, drágább, ill. professzionális eszközöknél az előre programozott lépések mellett lehetőség van folyamatos hangolásra is.
A színhőmérséklet 2.
A fehér fénynek is vannak árnyalatai. A fehér fény “árnyalatának” a pontosabb értékét Kelvinnel, azaz színhőmérséklettel jellemezzük. gy fényforrás színhőmérsékletét az általa okozott színérzet és egy feketetest sugárzó által létrehozott színérzet alapján határozzák meg. Hagyományos izzónál az izzószál izzításából keletkezik a fény, ezért a színhőmérséklet megegyezik az izzószál hőmérsékletével. Fénycsöveknél és LED-eknél ilyen fizikai kapcsolat nincsen, ezért ilyenkor inkább “korrelált színhőmérsékletről” CCT (Correlated Color Temperature) beszélünk.
Hideg fehér, vagy meleg fehér legyen a LED világításunk? A hagyományos izzólámpa színhőmérséklete 2800K körül van. Ez az az érték, aminél a tárgyak színét kicsit sárgásabbnak látjuk, mint normál nappali fényben. A LED-es világításban az először használt fehér LED-ek színhőmérséklete 6500K körül volt, s így a meleg sárgás árnyalathoz szokott szemek számára kellemetlen hideg, kékes színűnek hatott, s kevésbé lett kedvelt. Emiatt a hagyományos izzólámpa fényét utánzó sárgás, melegfehér ledes világítási forma is kialakításra került.
Az 5000-6500K körüli és a feletti tartományt nevezzük hidegfehér fénynek. A normál izzólámpa színhőmérséklete körüli 2700-3400K értékeket melegfehér fénynek. Értelemszerűen a két tartomány közötti teret pedig (natural white) természetes fehérnek nevezték el, s a tartománya 3500-4900K. Ez az elnevezés igen jól hangzik, csak éppen nem természetes. A nappali derült égen a napsütés bizony hidegfehér. Helyesebb lenne neutrális, avagy semleges fehérnek nevezni. Mivel azonban a hideg és a meleg közötti köztes tartományról van szó, a legpraktikusabb elnevezés talán a középfehér. Ilyen középfehér színű led-lámpák is előfordulnak.
Egyes gyártók a hidegfehér kategória helyett Daylight – azaz nappali fényű megnevezést használnak. Ennek oka egyrészt, hogy a hidegfehér elég riasztó megnevezés, másrészt jogtalanul riaszt. A jogtalan kifejezés használatáról egy kicsit bővebben:
- A napfény színhőmérséklete évszaktól, napszaktól és időjárástól függően változik. Derült időben, átlagos napsütés esetén ez kb. 5600K. Hajnalban és naplementekor a színhőmérséklet 2500K-re is csökkenhet. Ugyanakkor borult, párás, ködös időben 6000-10000K-re is növekedhet. Nyílt tengeren, vagy magas hegyekben a színhőmérséklet 10000-20000Kelvint is elérheti.
- Az előzőből látható, hogy a napsütéses idő színhőmérséklete a hidegfehér kategóriába esik, s a természetben igen gyakran ennél a hidegfehér kategóriánál még hidegebb fényviszonyok fordulnak elő.
- A fényképész szakmában a vakuk napfény színhőmérsékletűek, azaz 5600 Kelvinesek – tehát a hidegfehér kategóriába tartoznak. Sőt az oly kellemesen hangzó melegfehér színt a fényképészek egyszerűen műfénynek nevezik.
- Ugye milyen szubjektív, a kellemes hangzású melegfehér elnevezés a fényképész számára műfény, s a közember számára rideg hatású hidegfehér a fényképésznek teljesen jogosan napfény színű. Tehát ne féljünk a hidegfehér alkalmazásától, s vetkőzzük le a melegfehér évtizedes berögzült igényét.
Hideg vagy meleg fehér LED-et válasszunk:
Az egész valójában igen szubjektív. Ennek oka, hogy a megszokott sárgás fehér izzólámpákhoz és halogén spotokhoz szemünk hozzászokott, így szemünknek a hidegfehér inkább kékes tónusú, s úgy is mondhatnánk ridegfehér. Az azonban fordítva is igaz. Ha egy szobába kizárólag hidegfehér ledekkel világítunk, s huzamosabb időt ott töltünk (ez egyeseknél lehet csak 2-3 óra) a szemünk számára a hidegfehér lesz a természetes, s ha át megyünk egy melegfehér hagyományos izzólámpákkal, vagy halogén spotokkal megvilágított szobába, elszörnyedünk, hogy ebben a sárgaságban (sőt koszos sárga fényben – szubjektív) hogyan tudtunk évtizedeken át élni, s vágyunk vissza a patyolat tiszta hatású valódi fehérnek érzett hidegfehér szobában. Fontos még figyelembe venni, hogy a legtöbb gyártó nem pontos színhőmérséklet értékű LED-fényforrásokat kínál, hanem egy bizonyos tartományút. Ennek legszembetűnőbb hatása a melegfehér színtartomány. Egy 2700 Kelvines valóban melegfehér, olyan jó halogén spot sárga. Ezzel szemben egy 3000-3400 Kelvines sokkal fehérebb. Ennek ellenére mindkettő melegfehér. Vannak akiknek mind a kettő van akiknek csak az egyik árnyalat jön be. Ezzel az igénnyel viszont a gyártók nem igazán foglalkoznak. Egy adott típuson belül is előfordulhat, hogy az egyik széria sárgásabb a másik pedig már világosabb, mert csak egyet vállalnak biztosra, hogy melegfehér.
Forrás: https://led-rex.hu