Почему высокие температуры баланса белого краснеют, когда более теплые объекты голубее?

Почему отличается — это просто разница между физикой и искусством. «Температура» — это фактический цвет черных тел при сильном нагреве (как сталь в печи). Сначала они светятся красным, а при более высокой температуре становятся белыми или синими. Просто делает, в физике. И цвет действительно представляет температуру.

Но мир искусства перевернул представления, потому что простые люди, кажется, воспринимают красный и оранжевый цвета (огонь) как теплые, а синие цвета (лед) как холодные. Раскаленный докрасна металл — необычная ситуация, с которой редко можно столкнуться изо дня в день.

Не уверен, какой ползунок вы видите, но обычно цвет от лампы накаливания оранжевый (возможно, 3000K), а свет от открытого неба — синий (возможно, 8000K). Прямое Солнце больше 5000К-5500К, которое мы называем белым. Это физика. Затем ползунок температуры в фотографии корректируется в обратном направлении, добиваясь баланса белого. Больше оранжевого согревает синий, больше синего охлаждает оранжевый (таково человеческое восприятие Искусства). Ползунок часто связан с коррекцией цвета, а не с измерением цвета.

Что мне интересно в балансе белого, так это то, что наши инструменты баланса белого (Adobe) соответствуют оси цветового пространства Lab. Ползунок WB Tint — это просто ось Lab от -a до +a, а ползунок температуры WB — это просто ось Lab от -b до +b. Центр обоих - нейтральный цвет, без цветового оттенка. Лабораторная ось цвета L — это светлота или яркость, которая в лаборатории изолирована от цвета.

Когда вы поднимаете цветовую температуру на своей камере (или в программном обеспечении для редактирования изображений) до 10000K, вы на самом деле не меняете очень холодный сине-белый свет в реальном мире, чтобы сделать его более оранжевым. Вы меняете то, как ваша камера делает очень холодный сине-белый свет с цветовой температурой 10000K более оранжевым на изображении. Если свет очень синий/белый, вам нужно усилить обратный цвет синего света, который оказался оранжевым, чтобы он выглядел как обычный свет с центром около 5200K на изображении . Но вы ничего не меняете в отношении фактического света в реальном мире, он по-прежнему очень холодный сине-белый при 10000K.

Точно так же, когда вы понижаете цветовую температуру на вашей камере до 2500K, вы фактически не меняете свет, чтобы сделать его более синим. Вы меняете способ, которым ваша камера делает очень теплый оранжевый свет с температурой 2500K более голубым на изображении. Если свет очень оранжевый, вам нужно усилить обратный цвет оранжевого света, который оказывается синим, чтобы он выглядел как обычный свет с центром около 5200K на изображении . Но вы ничего не меняете в отношении фактического света, в реальном мире он по-прежнему очень оранжевый. Ваша фотография только делает его более голубым на картинке .

Другой способ взглянуть на это — думать о настройке цветовой температуры на вашей камере или в вашей программе редактирования как о фильтре. Если свет окрашен в оранжевый цвет, вам нужно использовать синий фильтр, чтобы свет выглядел более нормальным. Если свет очень синий, вам нужно будет использовать оранжевый фильтр, чтобы удалить синий оттенок. Поскольку 2500К очень оранжевый, для его компенсации необходимо использовать синий фильтр. Поскольку 10000K очень синий цвет, для его компенсации необходимо использовать оранжевый фильтр. Если бы мы использовали оранжевый фильтр при оранжевом освещении, это сделало бы изображение еще более оранжевым!

Изменение цвета, которое вы видите при перемещении ползунка цветовой температуры, связано с изменением цвета фильтра, который вы применяете с помощью настройки цветовой температуры. Это не связано с изменением цвета света, попадающего в камеру при захвате изображения.

Как известно, нагретый в огне металл вскоре начинает светиться. Сначала металл приобретает тускло-красное свечение, затем вишнево-красное. По мере повышения температуры металла цвет меняется на раскаленный добела, а затем на сине-белый. Именно эти наблюдаемые изменения цвета при нагревании вдохновили систему цветовой температуры.

Кроме того, вы знаете, что большая часть мира использует систему Цельсия. Это устанавливает, что вода замерзает при нуле (0), а вода кипит при 100. Единица измерения градуса переводится как «шаг». Ранние экспериментаторы обнаружили, что водородный термометр очень точен. Это полая трубка, заполненная водородом, с поплавком наверху колонны. Поплавок равномерно перемещается вверх и вниз при изменении температуры. Другие вещества, такие как ртуть и спирт, не обладают такой однородностью. Кроме того, по мере охлаждения окружающей среды поплавок опускается почти до дна трубки. Было подсчитано, что самая низкая возможная температура равна абсолютному нулю, и если она будет достигнута, поплавок упадет на дно. Так родилась Абсолютная температурная шкала. Многие предпочитали эту шкалу, так как все температуры положительные, не путайте +20 с -20.

Теперь многие дисциплины используют цвет раскаленных веществ для измерения температуры. Вот некоторые из них: кузнецы, металлурги, сталелитейщики, керамисты, стеклодувы и т. д. Эксперименты показали, что цвет свечения и связанная с ним температура были примерно одинаковыми для всех материалов. Ключевым моментом здесь является осветительная промышленность, которая изначально использовала угольную дугу и светящийся вольфрам, приняв шкалу Кельвина для соотнесения цветового выхода ламп.

Некоторые выбранные температуры по Кельвину:

Пламя свечи 1850К

Бытовая вольфрамовая электрическая лампочка 75 Вт 2820К

Электрическая лампа общего назначения мощностью 200 Вт 2980K

Электрическая лампочка 500 ватт 3200К

500-ваттная электрическая лампочка для фото-затопления 3400K

Лампа-вспышка 3800К – 4200К

Дуговая лампа Карон 5000К

Фотографический дневной свет 5500K

Стандарт солнечного света Бюро стандартов США полдень 5500K

Голубое небо 12000K -18000K в разное время суток

Цветные пленки были изготовлены для работы в особых условиях.

Цветовой баланс

Цветовой баланс Вольфрамовые кинолампы

Цветовой баланс Вольфрамовый фотопоток

Цветные пленки для научной работы – другие температуры по Кельвину

Примечание: принято писать слово «шкала Кельвина» в нижнем регистре k и опускать знак градуса °.

Производители цифровых камер логически адаптировали индустрию фотопленки, используя свои обозначения цветового баланса.

Почему говорят, что теплые цвета имеют более низкую температуру?

Это проблема физики. Я постараюсь объяснить это с минимальным количеством математики, так что это может быть расплывчато, так что потерпите меня. Вспомните цветовой круг и то, что смешивание всех цветов в равных пропорциях даст вам белый цвет. А теперь посмотрите на этот спектр излучения, испускаемого телом, прямо из Википедии . Я пока пропущу, что означает черное тело . Я также призываю вас игнорировать черную кривую с пометкой «Классическая теория», поскольку она недействительна.

Ось x — это температура, а ось y — спектральное излучение или, проще говоря, интенсивность света на этой длине волны/частоте. «Видимый свет» соответствует диапазону длин волн от 400 нанометров (0,4 мкм) до 700 нанометров (0,7 мкм).

По мере снижения температуры пик кривой излучения черного тела смещается в сторону более низких интенсивностей и более длинных волн. При температуре около 5000K у вас есть хорошая смесь всех цветов, поэтому смесь кажется более белой. Но при более низкой температуре красный цвет более интенсивен, поэтому более низкая температура соответствует более теплому цвету. Более высокая температура будет иметь пик больше влево и, следовательно, будет холоднее. Многие современные детекторы используют это для определения температуры объекта, в том числе ночного видения.

Художественная/субъективная модель сопоставления теплых и холодных цветов предшествовала научной модели, основанной на законе Планка, примерно на 100 лет . Возможно, красный → теплый и синий → холодный отражают психометрические свойства системы человеческого зрения. А возможно и нет по тем же причинам, по которым фотография является или не является искусством или наукой.

Холодной зимней ночью, если я доверяю цветоощущению Гёте, я согреваюсь в оранжевом свете очага, хотя научный цвет предполагает лежание на залитом звездами сугробе.