Qu'est-ce que la température de couleur ? C'est la source de lumière, qui est le rayonnement d'un corps noir idéal. Il dégage certaines nuances, ce qui est comparable à une source lumineuse. La température de couleur est une caractéristique du faisceau visible qui a des applications importantes dans l'éclairage, la photographie, la vidéographie, l'édition, la fabrication, l'astrophysique, l'horticulture, etc.
En pratique, le terme n'a de sens que pour les sources lumineuses qui correspondent réellement au rayonnement d'une sorte de corps noir. C'est-à-dire un faisceau allant du rouge à l'orange, du jaune au blanc et au blanc bleuté. Cela n'a pas de sens de parler, par exemple, de lumière verte ou violette. Pour répondre à la question de savoir ce qu'est la température de couleur, il faut d'abord dire qu'elle est généralement exprimée en Kelvin en utilisant le symbole K, une unité de rayonnement absolu.
Types de lumière
CG au-dessus de 5000K est appelé "couleurs froides" (nuances de bleu), et inférieur, 2700-3000K - "chaud" (jaune). La deuxième option dans ce contexte est analogue à la température de couleur émise du luminaire. Son pic spectral est plus proche de l'infrarouge et la plupart des sources naturelles émettent un rayonnement important. Le fait que l'éclairage "chaud" dans ce sens ait en fait un CG "plus froid" est souvent déroutant. C'est un aspect important de la température de couleur.
CT du rayonnement électromagnétique émis par un corps noir idéal est défini comme le t de sa surface en kelvins ou alternativement en mireds. Cela vous permet de définir la norme par laquelle les sources lumineuses sont comparées.
Parce qu'une surface chaude émet un rayonnement thermique mais n'est pas un corps noir parfait, la température de couleur de la lumière ne représente pas le t réel de la surface.
Éclairage
Quelle est la température de couleur, c'est devenu clair. Mais à quoi ça sert ?
Pour l'éclairage intérieur des bâtiments, il est souvent important de prendre en compte le CG du rayonnement. Une teinte plus chaude, telle que la température de couleur des lumières LED, est souvent utilisée dans les lieux publics pour favoriser la détente, tandis qu'une teinte plus froide est utilisée pour augmenter la concentration, comme dans les écoles et les bureaux.
Aquaculture
En pisciculture, la température de couleur a des fonctions et des objectifs différents dans toutes les industries.
Dans les aquariums d'eau douce, la DH n'est généralement importante que pour obtenir plusimage attrayante. La lumière est généralement conçue pour créer un beau spectre, parfois avec un accent secondaire sur le maintien des plantes en vie.
Dans un aquarium d'eau de mer/récif, la température de couleur fait partie intégrante de la santé. Entre 400 et 3000 nanomètres, la lumière de longueur d'onde plus courte peut pénétrer plus profondément dans l'eau que la lumière de longueur d'onde longue, fournissant les sources d'énergie nécessaires aux algues présentes dans les coraux. Cela équivaut à une augmentation de la température de couleur avec la profondeur du liquide dans cette gamme spectrale. Étant donné que les coraux ont tendance à vivre dans des eaux peu profondes et à recevoir une lumière directe du soleil intense sous les tropiques, l'accent a été mis sur la simulation de cette situation sous une lumière de 6 500 K.
La température de couleur des lumières LED est utilisée pour empêcher l'aquarium de fleurir la nuit, tout en améliorant la photosynthèse.
Prise de vue numérique
Dans ce domaine, le terme est parfois utilisé de manière interchangeable avec la balance des blancs, ce qui permet de réaffecter les valeurs de teinte pour simuler les changements de température de couleur ambiante. La plupart des appareils photo numériques et des logiciels d'imagerie offrent la possibilité de simuler des valeurs environnementales spécifiques (telles que ensoleillé, nuageux, tungstène, etc.).
Dans le même temps, les autres zones n'ont que des valeurs de balance des blancs en Kelvin. Ces options changent le ton, la température de couleur est déterminée non seulement le long de l'axe bleu-jaune, mais certains programmes incluent des contrôles supplémentaires (parfois étiquetéscomme "teinte") qui ajoutent un axe violet-vert, ils sont quelque peu sujets à interprétation artistique.
Film photographique, température de couleur claire
Le film photographique ne réagit pas aux rayons de la même manière que la rétine humaine ou la perception visuelle. Un objet qui apparaît blanc à un observateur peut apparaître très bleu ou orange sur une photographie. Il peut être nécessaire de corriger la balance des couleurs pendant l'impression pour obtenir une balance des blancs neutre. Le degré de cette correction est limité car le film couleur comporte généralement trois couches sensibles à différentes nuances. Et lorsqu'elle est utilisée sous la "mauvaise" source de lumière, chaque épaisseur peut ne pas répondre proportionnellement, produisant des teintes étranges dans les ombres, même si les tons moyens semblaient être le bon équilibre de blanc, température de couleur sous la loupe. Les sources lumineuses à spectre discontinu, telles que les tubes fluorescents, ne peuvent pas non plus être entièrement corrigées lors de l'impression, car l'une des couches peut avoir à peine enregistré l'image.
TV, vidéo
Dans les téléviseurs NTSC et PAL, la réglementation exige que les écrans aient une température de couleur de 6 500 K. Sur de nombreux téléviseurs grand public, il existe un écart très notable par rapport à cette exigence. Cependant, dans les exemples de qualité supérieure, les températures de couleur peuvent être ajustées jusqu'à 6 500 K grâce à un réglage préprogrammé ou à un étalonnage personnalisé.
La plupart des caméras vidéo et numériques peuvent régler la température de couleur,zoomer sur un sujet blanc ou neutre et le régler sur "WB" manuel (indiquant à l'appareil photo que le sujet est propre). La caméra ajuste ensuite toutes les autres teintes en conséquence. La balance des blancs est essentielle, en particulier dans une pièce avec un éclairage fluorescent, la température de couleur des lumières LED et lors du déplacement de la caméra d'un éclairage à un autre. La plupart des appareils photo ont également une fonction de balance des blancs automatique qui tente de détecter la couleur de la lumière et de la corriger en conséquence. Alors que ces paramètres étaient autrefois peu fiables, ils ont été considérablement améliorés dans les appareils photo numériques d'aujourd'hui et offrent une balance des blancs précise dans une grande variété de conditions d'éclairage.
Applications artistiques grâce au contrôle de la température de couleur
Les cinéastes ne font pas la "balance des blancs" de la même manière que les caméramans. Ils utilisent des techniques telles que les filtres, la sélection de films, l'étalonnage des couleurs pré-flash et post-capture, à la fois en exposition de laboratoire et numériquement. Les directeurs de la photographie travaillent également en étroite collaboration avec les concepteurs de décors et les équipes d'éclairage pour obtenir les effets de couleur souhaités.
Pour les artistes, la plupart des pigments et des papiers ont une teinte froide ou chaude, car l'œil humain peut détecter même une infime quantité de saturation. Le gris mélangé avec du jaune, de l'orange ou du rouge est un "gris chaud". Le vert, le bleu ou le violet créent des "sous-tons froids". Il convient de noter que ce sens des degrés est à l'opposé du sens de la température réelle. Le bleu est décrit comme"plus froid", bien qu'il corresponde à un corps noir à haute température.
Les concepteurs d'éclairage choisissent parfois des filtres CG, généralement pour faire correspondre la lumière qui est théoriquement blanche. Étant donné que la température de couleur des lampes à LED est beaucoup plus élevée que celle du tungstène, l'utilisation de ces deux lampes peut entraîner un contraste saisissant. Par conséquent, des lampes HID sont parfois installées, qui émettent généralement de 6 000 à 7 000 K.
Les lampes avec des fonctions de mélange de tons sont également capables de générer une lumière de type tungstène. La température de couleur peut également être un facteur lors du choix des ampoules, car chacune aura probablement une température de couleur différente.
Formules
L'état qualitatif de la lumière est compris comme le concept de température de la lumière. La température de couleur change lorsque la quantité de rayonnement dans certaines parties du spectre change.
L'idée d'utiliser les émetteurs Planck comme critère pour juger d'autres sources lumineuses n'est pas nouvelle. En 1923, écrivant sur "la classification de la température de couleur par rapport à la qualité", Priest décrivait essentiellement le CCT tel qu'il est compris aujourd'hui, au point même d'utiliser le terme "couleur apparente t".
Plusieurs événements importants se sont produits en 1931. Dans l'ordre chronologique:
- Raymond Davis a publié un article sur la "température de couleur corrélée". Se référant au lieu de Planck sur le diagramme rg, il a défini le CCT comme la moyenne des "t composantes primaires" en utilisant des coordonnées trilinéaires.
- CIE a annoncé l'espace colorimétrique XYZ.
- Dean B. Judda publié un article sur la nature des "différences les moins perceptibles" en relation avec les stimuli chromatiques. Empiriquement, il a déterminé que la différence de sensation, qu'il a appelée ΔE pour "Discriminer l'étape entre les couleurs… Empfindung", était proportionnelle à la distance des teintes sur le nuancier.
Se référant à elle, Judd a suggéré que
K ∆ E=| de 1 - de 2 |=max (| r 1 - r 2 |, | g 1 - g 2 |).
Une étape importante dans la science
Ces développements ont ouvert la voie à la création de nouveaux espaces de chromaticité mieux adaptés à l'évaluation des CG corrélés et de leurs différences. De plus, la formule a rapproché la science de la réponse à la question de savoir quelle température de couleur est utilisée par la nature. Combinant les concepts de différence et de CG, Priest a fait la remarque que l'œil est sensible aux différences constantes de température "inverse". Une différence d'un degré micro-réciproque (mcrd) est assez représentative d'une différence perceptible douteuse dans les conditions d'observation les plus favorables.
Priest a suggéré d'utiliser "l'échelle de température comme échelle pour ordonner la chromaticité de plusieurs sources de lumière dans un ordre séquentiel". Au cours des années suivantes, Judd a publié trois autres articles importants.
D'abord confirmé les découvertes de Priest, Davis et Judd, avec des travaux sur la sensibilité aux variations de température de couleur.
Le second proposait un nouvel espace de teinte, guidé par un principe devenu le Saint Graal: l'uniformité de la perception (la distance de chromaticité doit être proportionnée à la différence de perception). Grâce à une transformation projective, Judd a trouvéplus "d'espace homogène" (UCS) dans lequel trouver CCT.
Il utilise une matrice de transformation pour changer la valeur X, Y, Z du signal tricolore en R, G, B.
Le troisième article décrivait l'emplacement des chromaticités isothermes sur le diagramme CIE. Étant donné que les points isothermes formaient des normales sur le SCU, la conversion vers le plan xy a montré qu'il s'agissait toujours de lignes, mais plus perpendiculaires au lieu géométrique.
Calcul
L'idée de Judd de déterminer le point le plus proche du lieu de Planck dans un espace de chromaticité homogène est toujours d'actualité aujourd'hui. En 1937, McAdam a proposé un "diagramme d'uniformité de l'échelle de teinte modifié" basé sur des considérations géométriques simplificatrices.
Cet espace de chromaticité est toujours utilisé pour le calcul CCT.
Méthode Robertson
Avant l'avènement des ordinateurs personnels puissants, il était courant d'estimer la température de couleur corrélée par interpolation à partir de tableaux et de graphiques de recherche. La méthode de ce type la plus connue est celle développée par Robertson, qui a profité de l'intervalle relativement uniforme de l'échelle de Mired pour calculer le CCT en utilisant une interpolation linéaire des valeurs des isothermes de Mired.
Comment la distance entre le point de contrôle et la ième isotherme est-elle déterminée ? Cela peut être vu à partir de la formule ci-dessous.
Répartition de puissance spectrale
Imiles sources lumineuses peuvent être caractérisées. Les courbes SPD relatives fournies par de nombreux fabricants peuvent avoir été obtenues par pas de 10 nm ou plus sur leur spectroradiomètre. Le résultat est une distribution de puissance beaucoup plus fluide qu'une lampe conventionnelle. En raison de cette séparation, des incréments plus fins sont recommandés pour les mesures de lampes fluorescentes, ce qui nécessite un équipement coûteux.
Dim
La température effective, déterminée par la puissance radiante totale par unité carrée, est d'environ 5 780 K. Le CG de la lumière solaire au-dessus de l'atmosphère représente environ 5 900 K.
Quand le soleil traverse le ciel, il peut être rouge, orange, jaune ou blanc, selon sa position. Le changement de couleur d'une étoile au cours de la journée est principalement le résultat de la diffusion et n'est pas dû aux changements du rayonnement du corps noir. La couleur bleue du ciel est causée par la diffusion de la lumière du soleil dans l'atmosphère, qui a tendance à disperser les teintes bleues plus que les rouges.
