Распределение спектральной энергии и температура цвета

То, что раскаленное тело испускает красноватый свет при более низких температурах и голубоватый — при более высоких, привело к созданию теоретического «полного» излучателя. Спектральное излучение такого полного (черного) излучателя при определенной температуре принимается в качестве стандарта при определении цветового баланса источника света. Предусмотрено, что полный излучатель является черной полостью, поглощающей без отражения всю энергию излучения, попадающего на него. (Полный излучатель — теоретическая модель, никакие из существующих материалов не удовлетворяются полностью этим требованиям. Экспериментальные установки могут дать близкие результаты.)

При самой низкой температуре — абсолютном нуле (—273 °С или 0 K) это тело абсолютно черное. При нагревании, оно действует как тепловой излучатель и начинает испускать видимый свет. При температуре порядка 2000 К тело излучает белый свет с заметным красноватым оттенком, схожий со светом свечи. При более высокой температуре доля синего излучения увеличивается относительно уже присутствующих красных составляющих — цвет излучения смещается в сторону синего. В конце концов, при нагреве выше, чем до 8000 К черное тело излучает свет, цвет которого схож с цветом голубого неба. Относительное распределение энергии (грубо) красных, зеленых и синих лучей является производной от температуры нагрева тела.

Поскольку тепловые излучатели работают почти так же, как и черное тело, мы можем описывать цвет испускаемого света в терминах соответствующих температур черного тела, указываемых в Кельвинах. Чем выше температура Кельвина, тем выше доля синих лучей.

Температура цвета тепловых излучателей. Тепловые излучатели производят непрерывный спектр. Мы можем указать распределение цвета в свете тепловых излучателей с помощью температуры излучения в Кельвинах. Так, свет определенной фотографической лампы может иметь температуру цвета 3200 К. Это значит, что в определенном спектральном диапазоне распределение спектральной энергии теплового излучателя такое же, как у черного тела при 3200 К.

Эквивалентная температура цвета нетепловых излучателей. Нетепловые излучатели — например, люминесцентные лампы — вырабатывают дискретный спектр, т. е. сочетание непрерывного спектра и отдельно выраженных спектральных линий. Здесь можно только соотносить цветовой состав с эквивалентом, производимым черным телом при определенной температуре. Температура цвета — это температура Кельвина, до которой следует нагреть черное тело, чтобы достичь схожего цветового впечатления. В общих чертах, температура цвета источника света подразумевает температуру полного излучателя, которая обеспечивает схожее с этим источником света визуальное восприятие цвета.

Источники света в фотографии. Дневной свет, очевидно, является одним из главнейших источников света — подавляющее большинство любительских фотографий снимаются при дневном свете. Однако, с распространением цветной фотографии даже любители стали принимать во внимание колебания цвета дневного света. Спектральный состав дневного света далек от постоянства, и это проявляется в фотографиях. Поиск искусственных источников света, не зависящих от превратностей времени суток, погоды или времени года привел к использованию в фотографии сначала керосиновых ламп, затем — газового освещения, дуговых ламп и ламп накаливания. Позже, в 1950-х годах модным источником света стала электронная фотовспышка. Одним из пионеров в высокоскоростной фотографии, ставшей возможной благодаря этому новому источнику света был профессор Массачусетского технологического института Гарольд Эджертон. Его фотография капли молока, падающей на поверхность и образующей корону брызг, стала символом высокоскоростной фотографии. Также широко известны изображения пуля, разбивающей вазу с фруктами и различные стробоскопические изображения, снятые с использованием вспышки.

Постоянный и приемлемый спектральный баланс каждого разряда вспышки сделал электронную фотовспышку идеальным источником света для профессиональной фотографии. В приводимом ниже списке основных источников света указывается их потенциальная пригодность для фотографических целей.