Цветовая температура светодиодных ламп освещения

Цветовая температура светодиодных ламп — один из наиболее важных параметров, относящихся к осветительному оборудованию. Данный параметр следует принимать во внимание не только при решении интерьерных задач, но и при подборе автомобильных ламп. Цветовая температура — комплексное понятие, которое включает в себя такие характеристики, как спектральные свойства, цвет свечения, индекс цветовой передачи и много другое.

Физическая трактовка цветовой температуры

Впервые проблема цветовой температуры упомянута в работах великого физика Макса Планка. В его трудах по квантовой физике затрагивались законы распределения энергии, в результате чего было обособлено значение цветовой температуры. В качестве единицы измерения этого состояния (как и в случае абсолютной температуры) выбраны кельвины. Формула определяет этот показатель как равный температуре абсолютного черного тела, при которой тело производит излучение в цветовом диапазоне, равном измеряемому.

В люминесцентных лампах цветовая температура замеряется методом их сравнения с абсолютно черным телом. Отображается полученный показатель в виде линии черного тела. За абсолютно черное тело принимается всякий твердый объект, обладающий некоторыми свойствами. При этом объект находится в раскаленном состоянии. Когда меняются показатели, происходит смена и спектральных параметров. К примеру, когда на шкале Кельвина пересекается определенная метка, происходит рост синей части и падение красной. Если же температура падает, происходят обратные изменения.

к содержанию ↑

Корреляция цветовой температуры

Когда температура абсолютно черного тела повышается, начинается процесс накаливания. Образно накаливание можно сопоставить с нагревом металла. Происходит смена цветов в определенном порядке: красный, оранжевый, желтый, белый, голубой. В цветовом пространстве процесс накаливания отображается на соответствующей кривой.

Для ламп накаливания цветовая температура примерно равна 2700 кельвинам. Излучение находится в теплой или красной области оттенков. При этом температура нити лампочки накаливании точно расположена на 2700 К.

Благодаря использованию спектрального анализа видимой части спектра, можно определить данные по другим типам источников света. К примеру, температура светодиодов не показывает степени их разогрева: на отметке 2700 К светодиод нагревается лишь до 80 градусов по Цельсию.

к содержанию ↑

Восприятие цветов

Цветовосприятие каждого человека индивидуально. Восприятие каждого цвета — это некий компромиссный результат, полученный на основе обработки сигнала, принятого зрительными нервами. Воспринимаемые оттенки могут значительно отличаться от человека к человеку.

Также следует принимать во внимание и тот факт, что с возрастом происходит искажение цветовосприятия. В частности хрусталик приобретает желтоватый цвет, что вносит коррективы в восприятие приходящей от зрительных нервов информации. Также немалую роль в цветовосприятии имеет фактор психологии.

Общепризнанно, что человеческий глаз может отличать до 10 миллионов оттенков. Причем более четырех сотен из них относятся к разновидностям ахроматического серого цвета. Однако такое количество воспринимаемых оттенков не должно вводить в заблуждение: к примеру, солнечный луч легко искажает цветовосприятие.

к содержанию ↑

Световые цвета

Определение холодного объекта без излучения не создает каких-либо сложностей. Одним из главных отражательных параметров такого объекта является длина волны или обратная ей характеристика — частота. Если же речь идет о разогретом излучающем теле, то дела обстоят по-другому.

Абсолютно черное тело не отражает световые лучи. В качестве примера можно привести спираль из вольфрама в стандартной электрической лампе. Разберемся, как соединяется такая лампочка через реостат с электрической цепочкой.

Ниже представлена последовательность наблюдений:

1. Свет включен, электричество передается на клеммы.
2. Уровень сопротивления медленно снижается.
3. Абсолютно черное тело начинает слегка светиться красным.

Если в этот момент проверить температуру объекта, она будет находиться на уровне 900 градусов выше нуля. Согласно закону о сверхпроводимости, при нулевой температуре по Кельвину скорость атомов также будет равна нулю. Однако именно от скорости и зависит излучение.

к содержанию ↑

Цветовая температура и оттенки

Для начала видимого спектра излучения абсолютно черного тела характерен уровень в 1200 кельвинов. Этот уровень граничит с красным оттенком. Если накаливать спираль и дальше, произойдут значительные цветовые изменения. При 2000 К вместо красного цвета появится ярко-оранжевый, со временем переходящий в желтый. Полное доминирование желтого наступит при 3000 К.

Для спиралей из вольфрама пиком является уровень в 3500 Кельвинов. Далее спирали подвергаются плавлению. Однако источники света других типов можно нагревать и до больших температур. К примеру, светодиоды без проблем разогреваются до 5500 К или даже более высоких температур. На 5500 К светодиоды покажут ярко-белый цвет, на 6000 К — голубоватый, а на 18000 К — фиолетовый.

Цветовая температура оказывает непосредственное влияние на восприятие оттенков. Характеристики холодной и теплой гаммы значительно разнятся. К примеру, температура свечки — 1200 К, а температурный показатель неба в зимнее время года может доходить до 12000 К.

Цветовая температура	Оттенок	Характеристика
2700К	Теплый белый, красновато-белый	Используется в обычных лампах накалывания. Делает интерьер более уютным, по настоящему домашним
3000К	Теплый белый, желто-белый	Является характерным для большенства галогеновых ламп, несколько холоднее, чем свет от лампы накалывания
3500К	Обычный белый	Таким является излучение от флюорисцентных трубок различных размеров
4000К	Холодный белый	Является незаменимым атрибудом стиля хай-тэк, но своей стерильностью ассоциируется с больницей
5000-6000К	Дневной	Используется для имитации дневного света в оранжереях и террариумах
6500К	Холодный дневной	Используется при профессиональной фотосьемке и в кинематографе

Выбор осветительных приборов нужно делать исходя из поставленных задач. При поиске соответствующего эффекта следует учитывать, что температура и интенсивность свечения могут восприниматься не одинаково в разное время суток.

к содержанию ↑

Светодиодное освещение

Освещение на диодах — один из наиболее распространенных типов осветительных приборов. Цветовая температура диодов характеризуется тремя основными оттенками:

1. Белый в теплой гамме (за рубежом обозначается как Warm White) — до 3300 К.
2. Натуральный белый (Neutral White) — до 5000 К.
3. Белый в холодной гамме (Cool White) — более 5000 К.

Температурные особенности светодиодов в значительной степени определяют сферы их применения. Прежде всего, диоды используются в уличном освещении, на рекламных билбордах, а также в автомобильной светотехнике.

Обратите внимание! Цветовая температура диодов позволяет не только установить контрастность, но и дает возможность определиться с тем, как будет восприниматься свет при смене погоды.

к содержанию ↑

Белый свет в холодной гамме

Самой большой точностью восприятия отличается солнечное освещение. Для прочих же источников света характерны значительно более низкие показатели. К примеру, для большинства светодиодных светильников показатель температуры находится в границах 5000-8000 Кельвинов. Средний показатель передачи по соответствующему индексу не превышает 65 единиц.

К достоинствам источников света в холодной цветовой гамме относится их высокая контрастность, что очень хорошо при освещении затемненных предметов. Светодиоды, благодаря возможности функционирования на больших расстояниях, — лучший выбор для освещения дорожного покрытия.

к содержанию ↑

Нейтральный и теплый свет

Следует учитывать, что холодные оттенки в наибольшей степени искажают восприятие цветов. Для холодного цвета характерна резкость, благодаря чему достигается контрастность, однако для человеческого глаза это вредно.

Теплая гамма менее раздражающе действует на зрение. В диапазоне 2500-6000 К индекс цветопередачи повышается до 75-80 единиц, и подобные осветительные приборы показывают отличные результаты на незначительных расстояниях. Теплые и нейтральные тона демонстрируют явное преимущество при освещении в плохую погоду. К примеру, атмосферные осадки оказывают существенное влияние на качество холодного света, тогда как для теплых оттенков дождь или снег несущественны. Причина в том, что теплые источники позволяют рассмотреть не только сам объект, но и пространство возле него. Кстати говоря, по той же причине теплая гамма более эффективна под водой.

Обратите внимание! Для энергосберегающих лампочек характерен теплый спектр. Это хорошо, так как для освещения жилых помещений малопригодна холодная гамма.

к содержанию ↑

Ксеноновое освещение

Особенности ксеноновых и биксеноновых ламп диктуются не только компаниями-производителями, но и техническими нюансами, находящимися в тесной зависимости от цветовой температуры:

1. Ярко-желтый цвет (3000 кельвинов) чаще всего используется в противотуманных фарах. Уровень светового потока приблизительно равен 3300 люмен.
2. Бело-желтый (4300 К). Используется в противотуманном и головном освещении. Характеризуется повышенной цветоотдачей (3300-3500 люмен). Не перенапрягает зрительные нервы, хорошо заметен на сыром асфальте. Важная особенность — не угнетает зрение водителям попутных автомобилей.
3. Стандартный белый (4500-5000 К). Подобный уровень цветовой температуры наилучшим образом воспринимается глазом человека. Характеризуется значительной цветоотдачей (примерно 3000 люмен), что позволяет использовать лампы со стандартным белым цветом для решения широкого диапазона задач.
4. Белый холодного спектра и бело-голубой (свыше 6000 К). Степень голубизны в цвете варьируется в зависимости от разновидности оптической техники (линзы или рефлекторов). Осветительные приборы этого типа показывают худшие результаты в сырую погоду, но на сухом асфальте и на снегу по видимости им нет равных.
5. Синий, фиолетово-синий (более 8000 К). Источники света с такими температурными показателями относятся к декоративным. Им свойственна невысокая излучающая способность (не более 2200 люмен), а потому утилитарное применение им найти сложно.

Обратите внимание! Согласно выводам европейских исследователей, большинство автовладельцев отдают предпочтение ксеноновым фарам с цветовой температурой на уровне 6000 К.

к содержанию ↑

Заключение

Все характеристики освещения следует рассматривать в единстве. Цветовая температура связана с яркостью, контрастностью, что непосредственно сказывается на комфортности восприятия того или иного источника света. При этом для решения одних задач правильнее выбрать освещение в холодном спектре, для других же случаев оптимальным решением будет теплая цветовая гамма.

Цветовая температура светодиодных ламп освещения

220.guru

Цветовая температура — Энциклопедия журнала «За рулем»

Прежде, чем разобраться в том, что такое цветовая температура, имеет смысл для начала вспомнить, что такое температура вообще, отчего тела бывают горячие и холодные.
Температура – это движение атомов, из которых состоят все тела. Чем подвижнее атомы, чем сильнее они колеблются – тем больше и будет температура тела. Цельсий придумал шкалу температуры, взяв за точки отсчета воду. При нуле градусов она должна превращаться в лед, а при ста – кипеть (при оговоренном атмосферном давлении). Кельвин выяснил, что бывает предел холода – состояние, когда все атомы тела неподвижны, и назвал такую температуру «абсолютный ноль», потому что ниже температуры во Вселенной быть не может (в самом деле – нельзя же еще замедлять и без того неподвижные атомы).
Кельвин воспользовался шкалой Цельсия, при которой абсолютный ноль составил –273С. Шкала Кельвина отличается от шкалы Цельсия как раз на эти 273 градуса, то есть температура замерзания воды по Кельвину — это 273К, а температура кипения – это 373К. Все просто. Нужна эта шкала нам только потому, что цветовую температуру измеряют именно в Кельвинах.

Представим себе тело, вроде сажи, которое совсем не отражает свет, и назовем его «абсолютно черным телом». Для простоты опыта возьмем в качестве такого тела спираль из вольфрама в электрической лампочке. И приступим к эксперименту. Для начала запремся в темной комнате и выключим свет. После того, как глаза привыкнут к темноте, начнем через блок питания подавать ток на лампочку, потихоньку поднимая напряжение.

Рано или поздно спираль начнет светиться еле заметным малиновым цветом. Это значит, что она разогрелась примерно до 900 градусов по Цельсию. Значит, абсолютно черное тело начинает светиться при 1200К. Это и будет красная граница спектра видимого света. Иными словами, красному цвету соответствует цветовая температура 1200К. Продолжим увеличивать напряжение. При 2000К спираль станет оранжевой, при 3000К — желтой, при 5500К – белой, при 6000К – голубой, а потом – фиолетовой. 18000К – это верхняя, фиолетовая граница спектра видимого света (Разумеется, это опыт умозрительный, потому что в реальности спираль перегорит гораздо раньше, вольфрам расплавится уже при 3500К).

Итак, цветовая температура желтого цвета примерно 3000К. Это значит, что для того, чтобы получить точно такой же желтый цвет, нагревая спираль, ее надо разогреть как раз до 3000 градусов по Кельвину. Что, конечно же, ни в коем случае не будет означать, что предмет синего цвета окажется горячее желтого. Человеку чисто психологически трудно привыкнуть к тому, что цветовая температура пламени свечи (1200К) ниже цветовой температуры чистого неба (12000К). Отсюда вытекает вывод: цветовую температуру источника света можно менять. Для этого сгодится самый обыкновенный светофильтр, крашеное стекло. Цветовую температуру лампы накаливания можно легко довести до тех же 12000К, воткнув в прожектор светофильтр. При этом реальная тепловая температура нити накаливания как была 2700К, так и останется.

Поначалу автомобили оборудовали ацетиленовыми лампами, очень быстро их сменили лампы накаливания. Со временем они совершенствовались, лучше становились рассеиватель и прожектор, но источником света неизменно служила вольфрамовая нить. У обычной лампы накаливания колба из силикатного стекла. Воздух из нее выкачан, а к электродам прикреплена вольфрамовая спираль. Недостатков у таких ламп хватает: вольфрам понемногу испаряется, оседает на стенках колбы, и стекло теряет прозрачность. Спираль истончается, растет ее сопротивление, и она в конце концов перегорает. Вольфрам нельзя раскалять беспредельно – расплавится нить. Значит, свечение будет желтоватым. Чтобы увеличить силу света и яркость, приходится удлинять и утолщать нить, а чем она длиннее, тем труднее фокусируется фарой. Наконец, КПД лампы накаливания всего-то 3% – львиная доля электроэнергии бесполезно превращается в тепло.

Во второй половине двадцатого века появилось новое поколение ламп накаливания: галогеновые. У такой лампы колба заполнена газами из группы галогенов. Особенность ее в том, что галоген возвращает частицы испарившегося вольфрама с колбы на спираль. Значит, ее можно разогреть до большей температуры, реально до 2700–3000°С. Светоотдача «галогенок» достигает 22–25 лм/Вт – в два раза больше, чем у классических ламп. Простой пример: световой поток обычной автомобильной 45-ваттной лампы – 600 люменов, а 55-ваттной «галогенки» – более полутора тысяч! Стекло «галогенок» не загрязняется со временем, а срок службы ощутимо больше. Колба из жаростойкого кварцевого стекла и повышенные требования к точности сборки спирали сказались на цене: «галогенка» дороже обычной лампы в несколько раз.

А в начале 90-х годов на автомобилях появились газоразрядные лампы, которые и называют в обиходе «ксеноновыми» или просто «ксеноном». В такой лампе нет раскаленной нити. Свет дает крошечная сфера из газов (один из них – ксенон, откуда и пошло название). Газы нагреты электрической дугой почти до солнечной температуры, более 4000°К. 35-ваттная газоразрядная лампа дает световой поток в 3000 люменов! В продаже есть лампы с разной цветовой температурой, от 3500К до 8000К.

3500К желтый – годится только для противотуманок
4300К бело-желтый, такие лампы идут в заводской комплектации автомобиля
5000К белый
6000К холодный белый с легким голубым
7000К голубой, яркость лампы значительно ниже, ездить с голубым светом плохо
8000К синий – легкий фиолетовый, яркость еще хуже

Разумеется, такой разбег цветовых температур достигается не разным разогревом газа, а всего-навсего подкраской – в смесь газа вводятся добавки, которые и окрашивают световой поток. Интересно, что самый лучший, самый приятный для глаза свет дают лампы без красителей.
Свет ксеноновой лампы легко сформировать в точный световой пучок, а это значит, он он будет отчетливее. Такие лампы долговечны, не боятся вибраций. Ехать с ксеноном – одно удовольствие, видимость просто изумительная. Даже создается впечатление, что дальний свет и не нужен.

wiki.zr.ru

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

20.08.2013 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°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 , UC40, UC50
НЕЙТРАЛЬНЫЙ белый Fenix PD12,PD32 UE, TK22 MG, TK35 V2.0, BT10 NW, BT20 NW, HL20 NW, HL30 NW , TK35 MT-G2, BTR20
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.

Понравилась статья? Поделись ею с друзьями!

*по материалам сайтов:
magnes.ru
ledcore.ru.
wikipedia.org

lumenhouse.ru

Цветовая температура светодиодов и как ее определить

Почему мы используем термин «Цветовая температура светодиодов» для описания цвета? Свет не имеет «температуры», так почему мы используем этот термин и что он имеет отношение к цвету?

«Цветовая температура светодиодов» белого света, будь то светодиод или нет, указывает на цветовой оттенок белого света. Большинство белого света не чисто белое, обычно мы видим оттенки белого. Другими словами, есть разные оттенки белого.

«Теплая белизна» обычно означает желто-белый тип белого, а «холодный белый» означает сине-белый вид белого. Где-то между ними лежит «дневной свет», который в значительной степени является белым. Тем не менее, прохладный, теплый и дневной свет — довольно неточные. Полезно иметь более точную систему, указывающую оттенок света. Эта система называется цветовой температурой или коррелированной цветовой температурой (CCT). Цветовая температура светодиодов.

Когда черный предмет, например кусок железа, нагревается, он меняет цвет в зависимости от температуры, на которую он нагревается. Оказывается, этот диапазон цветов очень полезен для описания цветового оттенка белого света.

Когда железо становится достаточно горячим, оно начинает светиться красным. Отсюда и возникает термин «красный горячий».Цветовая температура светодиодов.

Нагреть железо еще немного, и оно начинает светиться оранжевым. Даже после расплавления железа вы можете продолжать нагревать его, и цвет его свечения будет продолжать изменяться в зависимости от его температуры. Вы можете определить температуру горячего железа, измеряя его цвет.

Когда температура достигает 2700º Кельвина (около 4 400º F или 2426º C), его свечение будет примерно соответствовать цвету света, испускаемого вашей обычной лампой накаливания, довольно желтоватого цвета. Из-за желтоватого цвета 2700K обычно называют «теплым белым», потому что художники традиционно называют желтым «теплым» цветом, а синий — «прохладным» цветом.

Естественно, это вызывает некоторую путаницу, потому что на самом деле, чем выше цветовая температура, тем более синим становится свет! Таким образом, высокая цветовая температура на самом деле указывает на более «прохладный» цвет, а не на «теплый» цвет.

Другими словами, термин «прохладный» не означает «низкая цветовая температура», это означает «круто выглядящий, как синяя вода или лед».

Художники никогда не были очень хороши в физике ….

lightru.pro

Цветовая температура ламп. Цветовая температура светодиодных ламп :: SYL.ru

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.

Цветовая температура люминесцентных ламп определяется путем их сравнения с АЧТ и получает отображение в виде линии черного тела. За АЧТ можно принять любой твердый объект с определенным набором свойств, который находится в раскаленном состоянии. При изменении показателей меняются и характеристики составляющих спектра. Так, при пересечении определенной отметки по шкале Кельвина можно наблюдать повышение синей составляющей и спад красной, при понижении температуры происходят противоположные изменения.

Коррелированная цветовая температура

При повышении температуры АЧТ происходит процесс накаливания, который можно утрированно сравнить с разогревом металла. При этом цвета сменяют друг друга в следующей последовательности: красный, за ним оранжевый, желтый, белый, а в конце – голубой. Этот процесс находит отображение на соответствующей кривой в цветовом пространстве.

Цветовая температура светильников на базе ламп накаливания приблизительно равняется 2700 К. Излучение лежит в теплой или красной оттеночной области. Температура основного элемента лампы накаливания – нити – при нагревании полностью соответствует отметке в 2700 К.

Применение спектрального анализа видимой части светового спектра дает возможность установить характеристики других источников цвета, работающих по иному принципу. Цветовая температура светодиодных ламп не отображает степени их нагрева. При излучении в 2700 К сам светодиод едва достигает отметки в 80ºС.

Особенности цветовосприятия

Восприятие цветов строго индивидуально. Определение каждого из них является результатом такого компромисса, по которому люди дают общее название ощущениям, полученным зрительными нервами. Красный, зеленый, синий – всего лишь названия, хотя для каждого отдельного индивидуума оттенки могут существенно отличаться.

Стоит также учитывать возрастные изменения, которые влияют на идентификацию того или иного цвета. Со временем хрусталику свойственно несколько желтеть, но это не единственный процесс, который может исказить информацию, получаемую с импульсами от зрительных нервов. Специалисты сходятся во мнении, что цветовосприятие имеет, скорее, психологическую, нежели физиологическую подоплеку.

Считается, что в нормальном состоянии человеческий глаз способен различать более 10 млн. оттенков. При этом более 400 из них являются градациями ахроматического серого цвета. Вряд ли стоит задумываться о точности цветовосприятия, ведь солнечный свет в той или иной мере искажает все видимые оттенки.

Понятие о цветности света

Описание ненагретых неизлучающих объектов не вызывает никаких затруднений. В качестве одной из его отражательных/фильтрующих характеристик можно взять длину волны или обратную ей – частоту. В случае с нагретыми и излучающими телами дело обстоит несколько иначе.

Следует представить себе АЧТ – тело, которое не отражает световые лучи. Достоверным примером может послужить вольфрамовая спираль в обычной электрической лампочке. Далее нужно представить соединение этой лампы через реостат (контролируемое сопротивление) с электрической цепью.

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

Цветовая температура	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.

Цветовая температура 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.

www.syl.ru

Свет в фотографии 3. Цветовая температура и баланс белого

Цветовая температура света – это характеристика, определяющая цветовую тональность, присущую конкретному источнику освещения. Так, по цветовой температуре обычно различают холодный, теплый и нейтральный свет. Для измерения этой характеристики света существует специально разработанная шкала, где за единицу измерения приняты тысячи Кельвинов (К).

Сгруппируем основные источники освещения на три большие группы согласно их цветовой температуре:

1. Теплый свет, которому соответствует низкое значение цветовой температуры в Кельвинах (1500 К – 3500 К):

— лампы накаливания (60-100 Вт) – 2600-2800 К- солнечный свет в режимное время (закат или восход) – 3300-3500 К2. Нейтральный свет, которому соответствуют средние значения цветовой температуры в Кельвинах (4500-6500 К)- дневной свет в ясную погоду (4500 – 5000 К)

— дневной свет в полдень, когда на небе появились кучевые облака (5500 К)

— вспышка (5500-5600 К)

3. Холодный свет, которому соответствуют высокие значения цветовой температуры в Кельвинах (6500-20000 К)

— дневной свет в пасмурный день, высокая облачность (6500К-7500К)

— сумерки (7500К-8500К)

— ясное голубое небо зимой – 15000К

Чтобы адекватно отображать цвета на фотографии, необходимо выставить такой важный параметр съемки как баланс белого. В цифровой фотографии именно этот параметр отвечает за цветопередачу изображения.

При помощи баланса белого определяется соответствие цветовой гаммы полученного изображения (фотографии) реальной цветовой гамме объекта съемки в момент получения снимка. Установка определенного значения баланса белого – один из методов цветокоррекции цифровой фотографии.

При выставлении значения цветовой температуры (регулировке баланса белого) можно либо отдать предпочтение реалистичности цветопередачи (приоритет – соответствие цветов изображения натуральным цветам), либо субъективно подбирать баланс белого, при котором снимок выглядит максимально привлекательно. Так, первый метод выставления баланса белого обычно используется в репортажной съемке, а второй – в художественной фотографии.

Существует несколько способов выставления баланса белого для достижения нормальной цветопередачи:

1. Выставление баланса белого в настройках фотоаппарата перед началом съемки. Возможен выбор из предустановленных настроек камеры (дневной свет, вспышка, лампа накаливания и проч.) или же ручной ввод конкретного значения цветовой температуры в Кельвинах.

2. Корректировка баланса белого в графическом редакторе. При таком способе максимальной точности можно достичь только при съемке в формате RAW, т.е. при получении необработанной информации об изображении. Так, например, при корректировке баланса белого в программе Adobe Lightroom при работе с фотографиями RAW, баланс белого можно изменять без потери качества картинки и без искажения снимка.

3. Выставление баланса белого по нейтрально-серой карте. Этот способ считается наиболее точным, так как позволяет достоверно идентифицировать нейтрально-серый цвет на изображении. Метод заключается в следующем: перед съемкой рядом с главным объектом устанавливается нейтрально-серая карта и делается тестовый снимок. Затем проводится съемка, а при цветокоррекции в графическом редакторе (например, лайтруме) баланс белого выставляется по серой карте на первом снимке (ее изображение принимается за нейтрально-серый цвет, а все остальные цвета корректируются под эти настройки). Затем полученные настройки баланса белого переносятся на все снимки из серии. Обращаю внимание, что снимки должны быть сделаны в формате RAW. Также некоторые камеры позволяют перед съемкой выполнить регулировку баланса белого по серой карте прямо в настройках самого фотоаппарата.

А теперь практический совет:

Если вы снимаете в формате RAW, то можете не задумываться насчет правильности предустановленного баланса белого в вашем фотоаппарате. Его всегда можно скорректировать или изменить при обработке фотографии на компьютере. Предварительные настройки баланса белого в этом случае нужны больше для адекватного представления изображения на экране фотоаппарата в режиме предпросмотра.

Если вы снимаете в формате JPG, следите за правильностью выставленного значения баланса белого. Потому что фотографии, сжатые в формат JPG не поддаются такой глубокой обработке, как RAW-файлы. Также следите за настройками баланса белого при изменении условий освещения в течение съемочного дня. Меняйте настройки баланса белого при изменении места съемки (на улице или в помещении), при изменении характера освещения (яркий день или закатное солнце), при включении или отключении вспышки.

Оставляйте ваши комментарии внизу записи. Хороших вам снимков!

studyfoto.ru

Цветовая температура светодиодных ламп (таблица)

Одной из важных характеристик любого источника искусственного света является цветовая температура (Т_с). Говоря простым языком, этот параметр показывает, каким является световой оттенок – теплым и желтоватым, нейтрально белым или голубовато-холодным. Цвет свечения светодиодных ламп, в отличие от ламп других типов, может находиться в гораздо более широком диапазоне значений. Именно поэтому в лампочках на основе светодиодов параметру T_с уделяют особое значение.

Единица измерения

С точки зрения физики, цветовая температура (T_с) характеризует интенсивность излучения источника света в рабочем спектре частот и функционально зависит от длины волны. Она влияет на цветовое восприятие человеческим глазом освещаемых предметов. Измеряют её в градусах Кельвина (°K).

В некоторых случаях, как более удобная величина, используется значение в миредах (M). Миред, или обратный микроградус, равен одному миллиону, деленному на величину Т_с в кельвинах.

Температура светового оттенка светодиодов, используемых в светильниках общего и дополнительного освещения, задаётся с помощью слоя люминофора. Способ нанесения люминофора, химический состав и толщина его слоя являются определяющими факторами для будущих цветовых и яркостных характеристик светодиодной лампы.

СП 52.13330.2011

Цвет любого физического тела определяется его спектральным составом и характером освещения, которое воздействует на него. Это означает, что при освещении одного и того же предмета светодиодными лампами с различной цветовой температурой, этот предмет будет иметь разные оттенки. С целью задания определённых норм был разработан СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение».

СП 52.13330.2011 – это актуализированная редакция СНиП 23-05-95, действующего на территории России до 20 мая 2011 года.

СП 52.13330.2011 устанавливает нормы для всех видов освещения, применяемого в зданиях и сооружениях, на производстве и в открытых зонах. Касательно цветности света, в документе предусмотрено использование искусственных источников, температура цвета которых не должна выходить за рамки 2400-6800°K.

Помимо ряда норм и правил, в СП 52.13330.2011 представлены рекомендации по освещению различных типов помещений. Например, в жилых помещениях рекомендуется использовать создающие атмосферу уюта желтовато теплый световые температуры, а в рабочих помещениях – более холодные, способствующие рабочей атмосфере.

Важность и подбор правильного светового оттенка

Научно доказано, что оттенок света влияет на психологическое воздействие пространства и способен значительно изменить восприятие внешнего вида освещаемых предметов. И также доказано, что правильный выбор световой температуры может благоприятно повлиять на поведение человека. Например, в ювелирном магазине хорошо подобранный оттенок подсветки витрины подчеркивает красоту товара и способствует продажам.
Цветовая температура светодиодных ламп напрямую влияет на комфорт в освещаемом помещении. По значению T_с все LED лампы принято делить на 3 группы:

• тёплого свечения 2700–3500°K;
• нейтрального свечения 3500–5300°K;
• холодного свечения 5300–6800°K.

Светодиодные лампы тёплых тонов идеальны для дома и освещения жилых комнат, так как их свет наименее раздражителен для глаз. Тёплые тона придают предметам желтизны и создают атмосферу вечернего времени суток. Стоит отметить, что LED светильники тёплого свечения незаменимы для организации освещения в местах отдыха.

Нейтральный свет применяется в освещении производственных помещений и офисов. Светодиодные лампы с T_с=4000-4500°K способствуют повышению работоспособности, что доказано практическими исследованиями. Дальнейшее увеличение цветовой температуры с переходом в область холодного приводит к резкой утомляемости и нервному перенапряжению. В рамках квартиры светодиодным лампам нейтрального света также найдётся применение:

• в качестве основного освещения ванной комнаты;
• в настольных светильниках, предназначенных для подсветки рабочего места учащихся;
• на кухне в месте приготовления пищи.

Светодиодные лампы с T_с более 5300°K можно устанавливать только в нежилых помещениях и на рабочих местах, где кратковременно требуется высокая концентрация внимания. Кроме этого их эффективно используют в аварийном освещении.

В заключение еще раз стоит отметить, что цветовая температура светодиодных ламп является важной характеристикой, для подбора которой существует множество таблиц. Но выбирать светодиодную лампу только по параметру светового оттенка однозначно не стоит. Правильный выбор возможен только с учетом всех технических особенностей.

Читайте так же

ledjournal.info