색온도

광원의 색온도는 광원의 색온도에 필적하는 색상의 빛을 방사하는 이상적인 흑체 라디에이터의 온도다. 색온도는 가시광선의 특징으로 조명, 사진, 비디오그래피, 출판, 제조, 천체물리학, 원예학, 기타 분야에서 중요한 응용을 한다. 실제로 색 온도는 사실 어떤 검은 몸의 방사선에 다소 밀접하게 대응되는 광원, 즉 빨강에서 주황으로, 노랑에서 백색으로, 파랑색으로 이어지는 범위의 빛에만 의미가 있다. 예를 들어 녹색이나 보라색 빛의 색 온도는 말할 수 없다. 색온도는 일반적으로 켈빈으로 표현되며, 절대온도 측정 단위인 기호 K를 사용한다.

5000K를 초과하는 색온도는 "쿨컬러"(블루이시)라고 하고, 낮은 색온도(2700~3000K)는 "따뜻한 색"(노란색)이라고 한다. 이러한 맥락에서 "따뜻함"은 온도보다는 전통적인 백열 조명의 복사 열량을 비유한 것이다. 따뜻한 색의 빛의 스펙트럼 피크는 적외선에 가까우며, 대부분의 자연적인 따뜻한 색의 광원은 상당한 적외선 방사선을 방출한다. 이런 의미에서 '따뜻한' 조명이 실제로 '쿨러' 색온도를 가지고 있다는 사실은 종종 혼란을 초래한다.^[1]

다른 조명 분류

이상적인 흑체에서 방출되는 전자파 방사선의 색온도는 켈빈 단위로 또는 마이크로 역수(migrative) 단위로 표면온도로 정의된다.^[3] 이것은 광원을 비교하는 표준의 정의를 허용한다.

뜨거운 표면이 열 방사선을 방출하지만 이상적인 흑체 라디에이터가 아닌 한, 빛의 색 온도는 표면의 실제 온도가 아니다. 백열등의 빛은 열방사선이며 전구는 이상적인 흑체 라디에이터에 가깝기 때문에 색온도는 본질적으로 필라멘트의 온도다. 따라서 상대적으로 낮은 온도는 둔한 붉은색을 방출하고 높은 온도는 전통적인 백열 전구의 거의 흰색을 방출한다. 금속 작업자는 검붉은색에서 주황색 백색까지, 그리고 흰색(빨간색 열 참조)으로 뜨거운 금속의 온도를 판단할 수 있다.

형광등이나 발광다이오드(LED)와 같은 많은 다른 광원은 주로 열방사선 이외의 공정에 의해 빛을 방출한다. 이는 방출된 방사선이 흑체 스펙트럼의 형태를 따르지 않는다는 것을 의미한다. 이러한 선원은 상관 색 온도(CCT)라고 알려진 것을 할당받는다. CCT는 인간의 색 인식과 램프의 빛에 가장 근접하게 일치하는 검은색 차체 라디에이터의 색 온도다. 백열등에는 그러한 근사치가 필요하지 않기 때문에 백열등의 CCT는 단순히 흑체 방열기와 비교해서 얻은 조절되지 않은 온도일 뿐이다.

해

태양은 검은 몸체의 방열기와 근접해 있다. 제곱 단위당 총 복사 전력으로 정의되는 유효 온도는 약 5780 K이다.^[4] 대기 위의 햇빛의 색온도는 약 5900K이다.^[5]

태양은 하늘에서 그것의 위치에 따라 지구에서 빨강, 주황, 노랑, 또는 흰색으로 보일 수 있다. 하루의 흐름에 따라 태양의 색이 변하는 것은 주로 햇빛의 산란으로 인한 것이며 흑체 방사선의 변화 때문이 아니다. 지구의 대기에 의한 햇빛의 레일리 산란은 하늘의 푸른색을 유발하는데, 이것은 붉은 빛보다 푸른 빛을 더 산란시키는 경향이 있다.

이른 아침과 늦은 오후(황금 시간)의 일부 일광은 대기 입자에 의한 파장 짧은 햇빛의 산란이 증가하여 색온도가 낮은데, 이는 틴달 효과라고 불리는 광학 현상이다.

일광은 6500K(D65 시청 표준) 또는 5500K(주간 균형 사진 필름 표준)의 상관 관계 색온도를 가진 검은색 본체와 유사한 스펙트럼을 가진다.

흑체 이론에 기초한 색상의 경우, 파란색은 높은 온도에서 발생하는 반면, 빨간색은 낮은 온도에서 발생한다. '빨간색'은 '뜨거운', '파란색'은 '추운색'이라는 색채에 기인한 문화협회와는 정반대다.^[6]

적용들

조명

조명 건물 인테리어의 경우 조명의 색 온도를 고려하는 것이 중요한 경우가 많다. 더 따뜻한 빛(즉, 더 낮은 색 온도)은 휴식을 촉진하기 위해 공공장소에서 자주 사용되며, 더 차가운 빛(더 높은 색 온도)은 예를 들어 학교와 사무실에서 집중력을 향상시키기 위해 사용된다.^[7]

LED 기술을 위한 CCT 조광은 LED의 바이닝, 연령, 온도 변화 효과가 실제 색상 값 출력을 변화시키기 때문에 어려운 작업으로 간주된다. 여기서 피드백 루프 시스템은 예를 들어 컬러 센서와 함께 여러 컬러 혼합 LED의 색상 출력을 능동적으로 모니터링하고 제어하기 위해 사용된다.^[8]

양식업

어육에서 색온도는 다른 기능을 가지며 다양한 가지에 집중한다.

• 담수 물병아리의 경우 색온도는 일반적으로 더 매력적인 디스플레이를 생산하는데만 관심이 있다.^{[citation needed]} 빛은 매력적인 스펙트럼을 생성하도록 설계되는 경향이 있으며, 때때로 물병자 속의 식물이 살아있도록 하기 위해 이차적인 주의를 기울인다.
• 소금물/수목 수족관에서 색 온도는 탱크 건강의 필수적인 부분이다. 약 400~3000나노미터 내에서 짧은 파장의 빛은 긴 파장보다 더 깊은 물속으로 침투할 수 있어 ^[9][10][11](그리고 지속되는) 산호에서 호스팅되는 조류에 필수적인 에너지원을 제공한다. 이는 이 스펙트럼 범위에서 수심이 있는 색온도의 상승에 해당한다. 산호는 일반적으로 얕은 물에서 살고 강렬하고 직접적인 열대 햇빛을 받기 때문에 한때 6500K 조명으로 이 상황을 시뮬레이션하는 데 초점이 맞춰졌다. 그 동안, 더 높은 온도 광원이 더 인기를 끌었는데, 처음에는 10000K, 최근에는 16000K, 20000K이다.^{[citation needed]} 가시거리의 보라색 끝(420~460nm)의 액티닉 조명은 녹조를 증가시키거나 광합성을 강화하지 않고 야경을 할 수 있도록 하고, 많은 산호와 물고기의 다소 형광색을 '팝'하게 만들어 더 밝은 디스플레이 탱크를 만들어 준다.

디지털 사진

디지털 사진에서 색 온도라는 용어는 주변 색 온도의 변화를 시뮬레이션하기 위해 색 값의 재매핑을 가리킨다. 대부분의 디지털 카메라와 원시 이미지 소프트웨어는 특정 주변 값(예: 맑음, 흐림, 텅스텐 등)을 시뮬레이션하는 사전 설정을 제공하는 반면, 다른 것들은 켈빈으로 화이트 밸런스 값을 명시적으로 입력할 수 있다. 이러한 설정은 파란색-노란색 축을 따라 색상 값을 달리하는 반면, 일부 소프트웨어에는 자홍색-녹색 축을 추가하는 추가 제어 장치("틴트"라고도 표시됨)가 포함되어 있으며, 어느 정도 자의적이고 예술적 해석의 문제가 있다.^[12]

사진 필름

사진 에멀전 필름은 인간의 망막이나 시각적 지각과 동일한 조명에 반응하지 않는다. 관찰자에게 흰색으로 보이는 물체는 사진에서 매우 파란색이나 주황색으로 나타날 수 있다. 인쇄 중 컬러 밸런스를 교정하여 중성적인 컬러 프린트를 할 수 있도록 해야 할 수 있다. 컬러 필름은 보통 서로 다른 색상에 민감한 3개의 층을 가지고 있고 "잘못된" 광원에 따라 사용할 경우 모든 층이 비례적으로 반응하지 않을 수 있으므로, 비록 중간 톤이 확대기 아래에서 정확하게 백색 균형을 이루었을 수 있지만, 모든 층은 그림자에 홀수 색 깁스를 할 수 있기 때문에 이러한 보정의 범위는 제한적이다. 형광등과 같이 불연속 스펙트럼이 있는 광원은 인쇄할 때 완전히 보정될 수 없다. 단 하나의 레이어가 거의 이미지를 기록하지 않았을 수 있기 때문이다.

사진 필름은 특정 광원(대부분 일반적으로 일광필름과 텅스텐필름)을 위해 만들어지며, 적절히 사용되면 중성 컬러 프린트가 만들어진다. 광원의 색온도에 필름을 매칭하는 것도 색의 균형을 맞추는 한 방법이다. 백열등이 있는 실내에서 텅스텐 필름을 사용할 경우 사진에서 텅스텐 백열등의 노란색-주황색 빛이 흰색(3200K)으로 나타난다. 컬러 네거티브 필름은 인쇄 시 색상을 조정할 수 있다고 가정하기 때문에 거의 항상 일광 균형을 이룬다. 이 과정에서 최종 아르트펙트인 컬러 투명 필름을 광원과 일치시키거나 필터를 사용하여 색상을 수정해야 한다.

카메라 렌즈의 필터 또는 광원 위의 컬러 젤을 사용하여 색 밸런스를 교정할 수 있다. 흐린 날, 그늘에서, 창문에서, 또는 흰색이나 파란색의 빛이 있는 텅스텐 필름을 사용하는 등 푸르스름한 빛(고색온도)의 원천으로 촬영할 때, 황색-오렌지 필터가 이를 교정해 준다. 일몰, 촛불 또는 텅스텐 조명 같은 따뜻한 (낮은 색 온도) 광원에서 일광 필름(5600K로 보정)으로 촬영하는 경우 블루시(예: #80A) 필터를 사용할 수 있다. 3200K와 3400K 텅스텐 램프 사이의 차이를 교정하거나 6000K일 수 있는 일부 플래시 튜브의 약간 푸른색 주물을 교정하려면 더 많은 서블릿 필터가 필요하다.^[13]

다양한 색온도를 가진 광원이 둘 이상일 경우, 색의 균형을 맞추는 한 가지 방법은 데이라이트 필름을 사용하고 색 보정 젤 필터를 각 광원 위에 배치하는 것이다.

사진사들은 때때로 색 온도계를 사용한다. 이러한 영역은 보통 가시 스펙트럼을 따라 두 영역(빨간색 및 파란색)만 읽도록 설계된다. 더 비싼 영역은 세 영역(빨간색, 녹색, 파란색)을 읽는다. 그러나 형광등이나 방전등과 같은 광원은 빛이 색상이 달라서 수정하기가 더 어려울 수 있다. 이 빛은 종종 녹색이기 때문에, 자홍색 필터는 그것을 교정할 수 있다. 그러한 계량기가 부족하면 보다 정교한 색도 측정 도구를 사용할 수 있다.^[13]

데스크톱 퍼블리싱

데스크톱 출판 산업에서는 모니터의 색 온도를 아는 것이 중요하다. 애플의 ColorSync for Mac OS와 같은 컬러 매칭 소프트웨어는 모니터의 색 온도를 측정한 후 그에 따라 설정을 조정한다. 이를 통해 화면의 색상이 인쇄된 색상과 더욱 밀접하게 일치할 수 있다. 일반적인 모니터 색온도와 괄호 안의 일치하는 표준 광원은 다음과 같다.

• 5000K(CIE D50)
• 5500K(CIE D55)
• 6500K(D65)
• 7500K(CIE D75)
• 9300K

D50은 표준 광원: 5000 K의 상관된 색온도에서 일광 스펙트럼을 과학적으로 속기하는 것이다. D55, D65 및 D75에 대해 유사한 정의가 존재한다. D50과 같은 지정은 라이트 테이블과 뷰 부스의 색 온도를 분류하는 데 사용된다. 밝은 테이블에서 컬러 슬라이드를 볼 때, 빨간색이나 파란색으로 색이 이동되지 않도록 조명의 균형을 적절하게 맞추는 것이 중요하다.

디지털 카메라, 웹 그래픽, DVD 등은 보통 6500K 색온도로 설계된다. 인터넷에서 영상에 일반적으로 사용되는 sRGB 표준은 (다른 것 중) 6500 K 디스플레이 백점을 규정하고 있다.

TV, 비디오 및 디지털 스틸 카메라

NTSC와 PAL TV 규범은 6500K의 색온도에서 전기적으로 흑백 신호(최소 색채 포화)를 표시하기 위한 호환 TV 화면을 요구한다. 많은 소비자 등급 텔레비전에서는 이 요구 조건과 매우 현저한 편차가 있다. 그러나 고급 소비자 등급 텔레비전은 사전 프로그래밍된 설정이나 사용자 지정 보정을 사용하여 6500K로 색 온도를 조정할 수 있다. 현재 버전의 ATSC는 색상 온도 데이터를 데이터 스트림에 포함시킬 것을 명시적으로 요구하지만, 이전 버전의 ATSC는 이 데이터를 생략할 수 있도록 허용했다. 이 경우 현재 버전의 ATSC는 형식에 따라 기본 색도 측정 표준을 인용한다. 인용된 두 표준 모두 6500K 색 온도를 명시한다.

대부분의 비디오 및 디지털 스틸 카메라는 흰색 또는 중립적인 색상의 물체를 확대하여 "흰색 균형"(카메라에 "이 물체는 흰색"이라고 알려줌)을 설정함으로써 색 온도에 맞게 조절할 수 있다. 그러면 카메라는 흰색으로 진정한 흰색을 표시하고 그에 따라 다른 모든 색을 조절한다. 특히 실내에서 형광등 조명 상황에서 카메라를 다른 조명 상황으로 이동할 때 화이트 밸런싱이 필요하다. 대부분의 카메라는 빛의 색을 결정하고 그에 따라 보정하는 자동 화이트 밸런스 기능도 가지고 있다. 이러한 설정은 한때는 신뢰할 수 없었지만, 오늘날의 디지털 카메라에서는 훨씬 개선되었고, 다양한 조명 상황에서 정확한 화이트 밸런스를 생산한다.

색 온도 제어를 통한 예술적 적용

비디오 카메라 운영자는 백색이 아닌 물체를 화이트 밸런싱할 수 있으며, 화이트 밸런싱에 사용되는 물체의 색상을 경시할 수 있다. 예를 들어, 그들은 빛바랜 청색 데님처럼 연한 청색의 것을 화이트 밸런싱하여 사진에 더 많은 온기를 가져올 수 있다; 이런 식으로 화이트 밸런싱은 사용할 수 없을 때 필터나 조명 젤을 대체할 수 있다.

영화 제작자들은 비디오 카메라 운영자들과 같은 방식으로 "화이트 밸런스"를 하지 않는다; 그들은 필터, 필름 재고 선택, 프리플래시, 그리고 촬영 후 컬러 그레이딩과 같은 기법을 사용한다. 그들은 실험실에서 노출되는 것뿐만 아니라 디지털로도 마찬가지다. 영화 제작자들은 또한 원하는 색 효과를 얻기 위해 세트 디자이너 및 조명 제작진과 긴밀히 협력한다.^[14]

예술가의 경우 대부분의 색소와 종이는 사람의 눈이 미세한 양의 포화도 감지할 수 있기 때문에 시원하거나 따뜻한 깁스를 하고 있다. 노란색, 주황색 또는 빨간색이 섞인 회색은 "따뜻한 회색"이다. 녹색, 파란색 또는 보라색은 "쿨 그레이"를 생성한다. 이 온도감각은 실제 온도의 역온이라는 점에 유의하십시오. 푸른색을 더 높은 온도의 검은 몸에 해당하더라도 "쿨러"라고 표현한다.

조명 설계자는 이론적으로 백색인 빛에 맞추기 위해 종종 색 온도에 따라 필터를 선택한다. 방전형 램프를 사용하는 고정장치는 텅스텐 램프보다 훨씬 높은 색온도의 빛을 내기 때문에, 이 두 개를 함께 사용하면 잠재적으로 극명한 대비를 일으킬 수 있으므로, 흔히 6000–7000 K의 빛을 내는 HID 램프에 장착된 고정장치에는 텅스텐 광을 에뮬레이트하기 위해 3200 K 필터가 장착되기도 한다. 컬러 믹싱 기능이 있거나(3200K 포함) 여러 가지 색상을 가진 고정장치도 텅스텐과 같은 빛을 낼 수 있다. 램프 선택 시 색상 온도도 한 요인이 될 수 있는데, 각 램프는 색상 온도가 다를 가능성이 높기 때문이다.

상관색온도

상관된 색 온도(CCT, T_cp)는 동일한 밝기와 특정 시야 조건에서 인식된 색상이 특정 자극의 색상과 가장 밀접하게 유사한 플랑크식 라디에이터의 온도다.

— 17.4:1987CIE/IEC, 국제 조명 어휘(.mw-parser-output cite.citation{font-style:상속}.mw-parser-output .citation q{인용:")"""\"""'""'"}.mw-parser-output.id-lock-freea,.mw-parser-output .citation{.cs1-lock-free.배경:linear-gradient(transparent,transparent),url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Lock-green.svg")right 0.1em center/9pxno-repeat}.mw-parser-output .id-lock-limiteda,.mw-parser-output .id-lock-registration a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-limiteda,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-registration{.배경:linear-gradient(transparent,transparent),url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Lock-gray-alt-2.svg")right 0.1em center/9pxno-repeat}.mw-parser-output .id-lock-subscription a,.mw-parser-output .citation .cs1-lock-subscription{.배경:linear-gradient(transparent,transparent),url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/Lock-red-alt-2.svg")right 0.1em center/9pxno-repeat}.mw-parser-output.cs1-subscription,.mw-parser-output .cs1-registration{색:#555}.mw-parser-output .cs1-subscription span,.mw-parser-output .cs1-registration 기간{border-bottom:1px에 떠다녀 보십시오.Cursor:도움}.mw-parser-output.cs1-ws-icon a{배경:linear-gradient(transparent,transparent),url("//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Wikisource-logo.svg")right 0.1emcenter/12pxno-repeat}.mw-parser-output code.cs1-code{색:상속을 하다;배경:상속을 하다;국경 아무 것도 없고 패딩: 물려받다}.mw-parser-output .cs1-hidden-error{.디스플레이:아무도, font-size:100%}.mw-parser-output .cs1-visible-error{:100%font-size}.mw-parser-output .cs1-maint{디스플레이:아무도, 색:#33aa33, margin-left:0.3em}.mw-parser-output .cs1-format{:95%font-size}.mw-parser-output.cs1-kern-left,.mw-parser-output .cs1-kern-wl-left{padding-left:0.2em}.mw-parser-output.cs1-kern-right,.mw-parser-output .cs1-kern-wl.-right{padding-right:0.2em}.mw-parser-output .citation .mw-selflink{font-weight:상속}ISBN 3900734070)[15]

동기

흑체 방광기는 광원의 흰색성을 판단하는 기준이다. 검은 몸체는 그 온도에 의해 묘사될 수 있고 위에서 묘사된 것처럼 특정한 빛깔의 빛을 만들어 낸다. 이 색깔의 집합은 색 온도라고 불린다. 유추에 의해 특정 형광등이나 고강도 방전등과 같은 거의 플랑크 광원은 색상이 가장 근접한 플랑크 라디에이터 온도인 상관 색 온도(CCT)로 판단할 수 있다. Planckian이 아닌 광원 스펙트럼의 경우, 블랙 바디의 스펙트럼과 일치시키는 것이 잘 정의되지 않는다. 상관된 색온도의 개념을 1차원 색온도에 가능한 한 매핑하기 위해 확장했다. 여기서 "가능한 한"은 객관적인 색 공간의 맥락에서 정의된다.

배경

다른 광원을 판단하기 위한 척도로 플랑크식 방사기를 사용한다는 개념은 새로운 것이 아니다.^[16] 1923년, "색깔의 질과 관련된 조명체의 그라인딩... 색의 질 지수로써 소스의 온도"라고, 프리스트는 CCT를 우리가 오늘날 이해하고 있는 것처럼 본질적으로 묘사하면서, "유사한 색 온도"라는 용어를 사용했으며,^[17] 다음과 같은 세 가지 경우를 예리하게 인정했다.

• "에너지의 스펙트럼 분포가 플랑크식 공식에 의해 주어진 것과 동일한 것을 위한 것.
• 에너지의 스펙트럼 분포가 플랑키안 공식에 의해 제공된 것과 동일하지 않지만, 여전히 주어진 색 온도에서 플랑키안 라디에이터에서 방출되는 색의 품질은 동일한 형태다.
• 에너지의 스펙트럼 분포가 색상이 플랑크식 스펙트럼 분포의 자극에 의해서만 대략적으로 일치할 수 있는 것들이다.

1931년에 몇 가지 중요한 발전이 일어났다. 시간 순서대로:

1. 레이먼드 데이비스는 "상관적인 색 온도"(그의 용어)에 관한 논문을 발표했다. 그는 r-g 다이어그램의 Planckian locus를 참조하여, trilinar 좌표를 사용하여 CCT를 "1차 구성품 온도"(RGB CCTs)의 평균으로 정의했다.^[18]
2. CIE는 XYZ 컬러 공간을 발표했다.
3. 데인 B. 저드는 색채 자극과 관련하여 "인식할 수 있는 차이가 가장 적다"의 성격에 관한 논문을 발표했다. 경험적 수단에 의해 그는 "색 사이의 차별적인 단계"를 위해 ΔE라고 부른 감각의 차이를 결정했다. 엠파인둥(감각용 독일어)은 색도 도표상의 색상의 거리에 비례했다. 한쪽에 기술된 (r,g) 색도도를 언급하면서 그는 다음과 같은^[19] 가설을 세웠다.

ΔE = c₁ - c₂ = max(r₁₂ - r , g₂ - g₁ )

이러한 발전은 상관된 색온도와 색도 차이를 추정하는 데 더 적합한 새로운 색도 공간을 개발할 수 있는 길을 열었다. 색 차이와 색 온도의 개념을 연결한 프리스트는 눈이 "회색" 온도의 지속적인 차이에 민감하다는 것을 관찰했다.^[20]

1마이크로 리큐프로칼도(μrd)의 차이는 가장 유리한 관측 조건 하에서 의심스러울 정도로 감지할 수 있는 차이를 상당히 나타낸다.

프리스트는 "온도의 척도를 여러 조명체의 색도를 연속적인 순서로 배열하는 척도로 사용할 것"을 제안했다. 이후 몇 년 동안 저드는 다음과 같은 3개의 중요한 논문을 발표했다.

첫째는 색온도 변화에 대한 민감도에 관한 논문으로 프리스트,^[17] 데이비스,^[18] 저드의 연구결과를 검증했다.^[19][21]

두 번째는 색 공간의 성스러운 격인 지각 균일성(색도 거리는 지각 차이에 비례해야 한다)에 의해 유도된 새로운 색도 공간을 제안했다. Judd는 투영적 변환을 통해 CCT를 찾을 수 있는 더 많은 "균일 색도 공간(UCS)"을 발견했다. 저드는 옆으로 묘사된 맥스웰의 삼각형 색채에 자극의 색도에 가장 가까운 플랑크식 위치의 점을 단순히 찾아내어 "가장 가까운 색온도"를 결정했다. 그가 X,Y,Z 삼분해 값을 R,G,B 좌표로 변환하는 데 사용한 변환 매트릭스는 다음과 같다.^[22]

${\displaystyle {\begin{bmatrix}R\\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}3.1956&2.4478&-0.1434\-2.5455&#7.0492&0.9963\0.00&0.00&0.0000&1.0000\end{bmatrix}{\begin{bmatrix}X\\\Y\\Z\end{bmatrix}.}$

여기서 다음과 같은 색도를 찾을 수 있다.^[23]

${\displaystyle u={\frac {0.4661x+0.1593y}{y-0.1561x+0.2424}{y-0.1553x+0.24},\frac v={\frac v={0.6581y}{y-0.6535x+0.2424}}}}.}$

세 번째는 CIE 1931 x,y 색도 다이어그램에 등온 색도의 위치를 묘사했다.^[24] 등온 지점이 그의 UCS 다이어그램에서 정규 분포를 형성했기 때문에 xy 평면으로의 변환은 그것들이 여전히 선이지만 더 이상 중심점에 수직이 아니라는 것을 보여주었다.

계산

균일한 색도 공간에서 플랑키안 로쿠스에 가장 가까운 지점을 결정하려는 저드의 생각은 현재에 있다. 1937년에 MacAdam은 기하학적 고려사항을 단순화하는 것에 기초하여 "수정된 균일한 색도 척도도"를 제안했다.^[25]

${\displaystyle u={\frac {4x}{-2x+12y+3},\cHB v={\frac {6y}{-2x+12y+3}}}.}$

이 (u,v) 색도 공간은 CCT 계산에 사용되는 CIE 1960 색 공간이 되었다(MacAdam이 이러한 목적을 염두에 두고 고안하지 않았음에도 불구하고).^[26] u'v'와 같은 다른 색도 공간을 사용하면 그럼에도 불구하고 지각적으로 의미가 있을 수 있는 비표준적인 결과를 초래할 수 있다.^[27]

로커스로부터의 거리(즉, 검은 몸체로부터의 이탈도)는 전통적으로 $\Delta {\displaystyle \mathrm{}}$ ${\displaystyle u}$ ${\displaystyle v}$ ${\displaystyle \Delta uv}$의 단위로 표시되며$,$ 로커스 위의 포인트에 대해서는 양이다. 이 거리의 개념은 오늘날에도 계속 사용되고 있는 델타 E로 진화했다.

로버슨의 방법

강력한 개인용 컴퓨터가 등장하기 전에는 조회표와 차트에서 보간법으로 상관관계가 있는 색온도를 추정하는 것이 일반적이었다.^[28] 그러한 방법 중 가장 유명한 것은 로버츠온의 것으로서,^[29] 그는 비교적 균일한 간격의 매점 척도(위 참조)를 이용하여 등심 매점 값의 선형 보간법을 사용하여 CCT T를_c 계산했다.^[30]

${\displaystyle {\frac {1}{T_{c}}={\frac {1}{T_{i}}}+{\frac {\fraca _{1}{1}+\theta _{1}}}\좌측({\frac {1}{T_{i+1}}}-{\frac {1}{1}{1}}}{\frac {1}{1}{1}}}}{{{1}}}}}{{prac {1}{1}{}}{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}T_{i}}\오른쪽),}$

여기서 $T{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle i_{}}$ ${\$ 및$$ ${\displaystyle {\mathrm{Ti}}_{}}$+ 1 ${\$는 룩업 Isotherms의 색온도이며$$, 는 < < + 1$>$ {\$displaystyty$T_{$i}}<$$T_{c}<T_{i+1$ (더 나아가, 테스트 색도는 i + 1< $(\displaystyle d_{i}/d_{i+1$} $.)$에 해당하는 두 개의 인접한 선 사이에 위치한다.)

만약 이등변수가 충분히 조여진다면 ${\displaystyle {one\mathrm{}}_{}}$ 1 /${\displaystyle {}_{}\theta {}_{}}$ ${\displaystyle {2\mathrm{}}_{}}$ sin${\displaystyle {}_{}\sin }$ 1${\displaystyle {}_{}}$/ ${\displaystyle \sin }$ ${\displaystyle {}_{}}$ 1 / sin ${\displaystyle \backslash }$ ${\displaystyle {2\mathrm{}}_{}}$2 {\$displaystyle \theta _{$1}/\$theta _{$2}\$compensing \sin \{1}/\sin \theta _{2$ 로 이어질 것으로 가정할 수 있다.

${\displaystyle {\frac {1}{T_{c}}={\frac {1}{T_{i}}+{\frac {d_{i}-{d_-d_{i+1}}}}\좌측({\frac {1}{T_{i+1}}-{\frac {1}{1}:{d_{i+1}}}}}-{\frac {1}{1}{{{1}}}}}}{{{{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}T_{i}}\오른쪽).}$

i-th Isotem에 대한 시험 지점의 거리는 다음과 같다.

${\displaystyle d_{i}={\frac {(v_{T}-v_{i}-m_{i})(u_{T}-u_{i}}}}}}}{\sqrt {1+m_{i}^{2}},},}$

여기서${\displaystyle }$(${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle i_{}}$, ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle i_{}}$) ${\displaystyle (u_{i},v_{i}}}$은 Planckian locus에서 i번째 isothem의 색도 좌표고$$ m은_i isotherm의 경사다. l은 locus에 ${\displaystyle {수직}_{}}$이기${\displaystyle {}_{}}$때문에${\displaystyle }$m ${\displaystyle \mathrm{i}}$ =$$- 1${\displaystyle }$/ ${\displaystyle l_{}}$ i {\$displaystyle$ m_${i}=-$1/l_$$${i}},$ 여기서 l은 locus의${\displaystyle }$u_i i , v i )${\displaystyle (u_{i$

주의사항

CCT는 모든 색도 좌표에 대해 계산할 수 있지만, 광원이 거의 백색일 경우에만 의미가 있다.^[31] CIE는 "시험 선원의 색도가 플랑크 라디에이터에서 [${\displaystyle {\mathrm{}}_{}}$ ${\displaystyle u_{}}$ ${\displaystyle v_{}}$= ${\displaystyle 5}$ ${\displaystyle \times }$ ${\displaystyle {10}^{}}$- ${\displaystyle 2^{}}$ ${\$\script $style \Delta _{uv}=5\times$ 10$^{-2}$ $]$ 이상 차이가 나는 경우 상관 색온도의 개념을 사용해서는 안 된다"^[32]고 권고한다. $\Delta {\displaystyle \mathrm{}}$ ${\displaystyle u}$ ${\displaystyle v}$ v ${\$의 특정 값을 초과하면 색도 조합이 로커스의 두 점에 동일시되어 CCT에서 모호성을 유발할 수 있다$.$

근사치

좁은 범위의 색상 온도(대낮을 캡슐화하는 것이 가장 실용적인 경우)를 고려한다면 색도 좌표의 관점에서 CCT를 계산하기 위해 Plankian locus에 근사치를 구할 수 있다. 켈리의 관찰에 따라, 이등변수는 보라색 영역(x = 0.325, y = 0.154)에서 교차한다. McCamy는 다음과 같은 입방체 근사치를 제안했다.^[28][33]

${\displaystyle CCT(x,y)=-449n^{3}+3525n^{2}-6823.3n+5520.33,}$

여기서 n = (x - x_e)/(y - y_e)는 역경사선이고, (x_ee = 0.3320, y = 0.1858)는 켈리가 언급한 교차점에 상당히 가까운 "epicenter"이다. 2856K(조명제 A) ~ 6504K(D65) 범위의 색상 온도에 대한 최대 절대 오차는 2K 미만이다.

보다 최근의 제안은 지수 용어를 사용하여 높은 색 온도에 대한 두 번째 진앙지를 추가함으로써 적용 범위를 상당히 확장한다.^[34]

$(\displaystyle CCT(x,y)=A_{0}+A_{1}\exp(-n/t_{1})+A_{2}\exp(-n/t_{2})+A_{3}\exp(-n/t_{3})}$

여기서 n은 전과 같으며 다른 상수는 다음과 같이 정의된다.

저자는 저온 방정식을 이용해 고온 파라미터가 필요한지 여부를 판단할 것을 제안한다.

색상 온도에서 해당 색도 좌표까지의 역 계산은 Planckian locus § 근사치에서 논의된다.

컬러 렌더링 인덱스

CIE 컬러 렌더링 지수(CRI)는 8개의 샘플 패치에 대한 광원의 조도가 기준 선원이 제공하는 조도와 비교되는 정도를 판단하는 방법이다. CRI와 CCT를 함께 인용하면, 어떤 기준(이상적) 광원이 특정 인공 빛에 가장 근접한지, 그리고 그 차이가 무엇인지에 대한 수치적 추정치를 제공한다. 전체 문서는 색상 렌더링 색인을 참조하십시오.

스펙트럼 전력분배분

광원과 광원은 스펙트럼 전력 분배(SPD)로 특징지어질 수 있다. 많은 제조업체가 제공하는 상대적 SPD 곡선은 10nm 증분 또는 그 이상의 분광다이오드(spectradiometer)를 사용하여 제작되었을 수 있다.^[35] 그 결과 램프가 실제로 가지고 있는 것보다 더 부드러운("완전 스펙트럼") 전력 분포가 될 것으로 보인다. 분포가 뾰족하기 때문에 형광등 측정에는 훨씬 미세한 증분이 바람직하며, 이는 더 비싼 장비를 필요로 한다.

천문학에서의 색온도

천문학에서 색 온도는 주어진 파장에서 SPD의 국부 경사, 또는 실제로 파장 범위에 의해 정의된다. 예를 들어 A0V 항성(예: 베가)에 대해 동일하도록 보정된 색상 크기 B와 V는 항성 색상 온도 ${\displaystyle T_{}}$ $C{\displaystyle {}_{}}$ ${\$가 항성에 맞는 색지수 $B{\displaystyle }$- ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle B-V}$에 의해 주어진다$$. $B{\displaystyle }$- ${\displaystyle V}$ ${\displaystyle B-V}$ 외에 다른 색상 지수도 사용할 수 있다$.$ 색 온도(위에서 정의한 상관 색 온도뿐만 아니라)는 항성 표면의 복사 유량에 의해 주어진 유효 온도와 크게 다를 수 있다. 예를 들어 A0V 별의 색온도는 약 9500K의 유효온도와 비교했을 때 약 15000K이다.^[36]

• 

  A0V 별의 특성 스펙트럼 전력 분포(T_eff = 9500 K, cf). Vega)와 흑체 스펙트럼 비교. 15000 K 흑체 스펙트럼(더쉬 라인)은 9500 K의 흑체보다 별 SPD의 가시적인 부분과 훨씬 잘 어울린다. 모든 스펙트럼은 555나노미터에서 교차하도록 정규화된다.

참고 항목

• 밝기 온도
• 컬러 밸런스
• 유효 온도
• 크루이토프 곡선
• 발광 효능
• 색변성
• 과발광
• 화이트니스

참조

추가 읽기

• Stroebel, Leslie; John Compton; Ira Current; Richard Zakia (2000). Basic Photographic Materials and Processes (2nd ed.). Boston: Focal Press. ISBN 0-240-80405-8.
• Wyszecki, Günter; Stiles, Walter Stanley (1982). "3.11: Distribution Temperature, Color Temperature, and Correlated Color Temperature". Color Science: Concept and Methods, Quantitative Data and Formulæ. New York: Wiley. pp. 224–229. ISBN 0-471-02106-7.

외부 링크

• Kelvin to RGB calculator from Academo.org
• 보이드, 앤드류 '디자이너닝 포토그래퍼'에서 켈빈 온도의 사진.
• 자비심이야, 미첼 검은 몸체는 어떤 색인가? sRGB 값은 다양한 온도의 검은 색상에 해당한다.
• 린드블룸, 브루스 ANSI C는 XYZ에서 색상의 상관관계를 갖는 색온도를 계산하는 로버트슨의 방법을 구현한다.
• 코니카 미놀타 센싱. 빛의 언어.