La temperatura de color es un parámetro que describe el color de una fuente de luz visible comparándola con el color de la luz emitida por un cuerpo opaco y no reflectante idealizado . La temperatura del emisor ideal que más se aproxima al color se define como la temperatura de color de la fuente de luz visible original. La temperatura de color suele medirse en kelvins . La escala de temperatura de color describe únicamente el color de la luz emitida por una fuente de luz, que en realidad puede estar a una temperatura diferente (y a menudo mucho más baja).
La temperatura del color tiene aplicaciones en iluminación , fotografía , videografía , publicaciones , fabricación , astrofísica y otros campos. En la práctica, la temperatura de color es más significativa para fuentes de luz que corresponden de manera bastante cercana al color de algún cuerpo negro, es decir, luz en un rango que va del rojo al naranja, del amarillo al blanco y al blanco azulado. Aunque el concepto de temperatura de color correlacionada extiende la definición a cualquier luz visible, la temperatura de color de una luz verde o violeta rara vez es información útil. La temperatura de color se expresa convencionalmente en kelvins , utilizando el símbolo K, una unidad de temperatura absoluta.
Las temperaturas de color superiores a 5000 K se denominan "colores fríos" (azulados), mientras que las temperaturas de color más bajas (2700-3000 K) se denominan "colores cálidos" (amarillentos). "Cálido" en este contexto se refiere a una categorización tradicional de colores, no a una referencia a la temperatura del cuerpo negro. La hipótesis del tono-calor establece que las temperaturas de color bajas se sentirán más cálidas, mientras que las temperaturas de color más altas se sentirán más frías. El pico espectral de la luz de colores cálidos está más cerca del infrarrojo y la mayoría de las fuentes de luz naturales de colores cálidos emiten una cantidad significativa de radiación infrarroja. El hecho de que la iluminación "cálida" en este sentido tenga en realidad una temperatura de color "más fría" a menudo genera confusión. [1]
La temperatura de color de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro ideal se define como su temperatura superficial en kelvins o, alternativamente, en microgrados recíprocos (mired). [3] Esto permite definir un estándar mediante el cual se comparan las fuentes de luz.
En la medida en que una superficie caliente emite radiación térmica pero no es un radiador de cuerpo negro ideal, la temperatura de color de la luz no es la temperatura real de la superficie. La luz de una lámpara incandescente es radiación térmica y la bombilla se aproxima a un radiador de cuerpo negro ideal, por lo que su temperatura de color es esencialmente la temperatura del filamento. Así, una temperatura relativamente baja emite un rojo opaco y una temperatura alta emite el casi blanco de la bombilla incandescente tradicional. Los trabajadores del metal pueden juzgar la temperatura de los metales calientes por su color, desde el rojo oscuro hasta el blanco anaranjado y luego el blanco (ver calor rojo ).
Muchas otras fuentes de luz, como las lámparas fluorescentes o los diodos emisores de luz ( LED ), emiten luz principalmente mediante procesos distintos a la radiación térmica. Esto significa que la radiación emitida no sigue la forma del espectro de un cuerpo negro . A estas fuentes se les asigna lo que se conoce como temperatura de color correlacionada (CCT). CCT es la temperatura de color de un radiador de cuerpo negro que, según la percepción humana del color , se asemeja más a la luz de la lámpara. Debido a que tal aproximación no es necesaria para la luz incandescente, el CCT para una luz incandescente es simplemente su temperatura no ajustada, derivada de la comparación con un radiador de cuerpo negro.
El Sol se aproxima mucho a un radiador de cuerpo negro. La temperatura efectiva, definida por la potencia radiativa total por unidad cuadrada, es 5772 K. [4] La temperatura de color de la luz solar sobre la atmósfera es de aproximadamente 5900 K. [5]
El Sol puede aparecer rojo, naranja, amarillo o blanco desde la Tierra, dependiendo de su posición en el cielo. El cambio de color del Sol a lo largo del día se debe principalmente a la dispersión de la luz solar y no a cambios en la radiación del cuerpo negro. La dispersión Rayleigh de la luz solar por la atmósfera de la Tierra provoca el color azul del cielo, que tiende a dispersar la luz azul más que la luz roja.
Parte de la luz del día temprano en la mañana y al final de la tarde (las horas doradas ) tiene una temperatura de color más baja ("más cálida") debido a una mayor dispersión de la luz solar de longitud de onda más corta por las partículas atmosféricas , un fenómeno óptico llamado efecto Tyndall .
La luz del día tiene un espectro similar al de un cuerpo negro con una temperatura de color correlacionada de 6500 K ( estándar de visualización D65 ) o 5500 K (estándar de película fotográfica equilibrada con luz diurna).
Para los colores basados en la teoría del cuerpo negro, el azul se produce a temperaturas más altas, mientras que el rojo se produce a temperaturas más bajas. Esto es lo opuesto a las asociaciones culturales atribuidas a los colores, en las que "rojo" es "caliente" y "azul" es "frío". [6]
Para iluminar el interior de un edificio, a menudo es importante tener en cuenta la temperatura de color de la iluminación. A menudo se utiliza una luz más cálida (es decir, una temperatura de color más baja) en áreas públicas para promover la relajación, mientras que una luz más fría (una temperatura de color más alta) se usa para mejorar la concentración, por ejemplo en escuelas y oficinas. [7]
La atenuación CCT para la tecnología LED se considera una tarea difícil, ya que los efectos de agrupamiento, edad y deriva de temperatura de los LED cambian la salida del valor de color real. Aquí se utilizan sistemas de bucle de retroalimentación, por ejemplo con sensores de color, para monitorear y controlar activamente la salida de color de varios LED de mezcla de colores. [8]
En la piscicultura , la temperatura de color tiene diferentes funciones y focos en las distintas ramas.
En fotografía digital , el término temperatura de color a veces se refiere a la reasignación de valores de color para simular variaciones en la temperatura de color ambiental. La mayoría de las cámaras digitales y el software de imágenes en bruto proporcionan ajustes preestablecidos que simulan valores ambientales específicos (por ejemplo, soleado, nublado, tungsteno, etc.), mientras que otros permiten la entrada explícita de valores de balance de blancos en kelvins. Estas configuraciones varían los valores de color a lo largo del eje azul-amarillo, mientras que algunos programas incluyen controles adicionales (a veces etiquetados como "tinte") que agregan el eje magenta-verde, y son hasta cierto punto arbitrarios y una cuestión de interpretación artística. [12]
La película de emulsión fotográfica no responde al color de la iluminación de manera idéntica a la retina humana o la percepción visual. Un objeto que al observador le parece blanco puede resultar muy azul o naranja en una fotografía. Es posible que sea necesario corregir el equilibrio de color durante la impresión para lograr una impresión de color neutro. El alcance de esta corrección es limitado ya que la película en color normalmente tiene tres capas sensibles a diferentes colores y cuando se utiliza bajo una fuente de luz "incorrecta", es posible que cada capa no responda proporcionalmente, dando matices de color extraños en las sombras, aunque los tonos medios pueden se han equilibrado correctamente los blancos bajo la ampliadora. Las fuentes de luz con espectros discontinuos, como los tubos fluorescentes, tampoco pueden corregirse completamente durante la impresión, ya que es posible que una de las capas apenas haya registrado una imagen.
La película fotográfica está hecha para fuentes de luz específicas (más comúnmente película de luz diurna y película de tungsteno ) y, si se usa correctamente, creará una impresión de color neutro. Hacer coincidir la sensibilidad de la película con la temperatura de color de la fuente de luz es una forma de equilibrar el color. Si se utiliza película de tungsteno en interiores con lámparas incandescentes, la luz naranja amarillenta de las lámparas incandescentes de tungsteno aparecerá blanca (3200 K) en la fotografía. La película negativa en color casi siempre tiene equilibrio de luz diurna, ya que se supone que el color se puede ajustar durante la impresión (con limitaciones, ver arriba). La película de transparencia de color, al ser el artefacto final del proceso, debe adaptarse a la fuente de luz o deben usarse filtros para corregir el color.
Se pueden usar filtros en la lente de una cámara o geles de color sobre las fuentes de luz para corregir el equilibrio del color. Al disparar con una fuente de luz azulada (temperatura de color alta), como en un día nublado, en la sombra, a la luz de una ventana o si usa una película de tungsteno con luz blanca o azul, un filtro naranja amarillento corregirá esto. Para filmar con película de luz diurna (calibrada a 5600 K) bajo fuentes de luz más cálidas (temperatura de color baja), como puestas de sol, luz de velas o iluminación de tungsteno , se puede utilizar un filtro azulado (por ejemplo, #80A). Se necesitan filtros más sutiles para corregir la diferencia entre, digamos, lámparas de tungsteno de 3200 K y 3400 K o para corregir el tono ligeramente azul de algunos tubos de flash, que pueden ser de 6000 K. [13]
Si hay más de una fuente de luz con temperaturas de color variadas, una forma de equilibrar el color es utilizar una película de luz diurna y colocar filtros de gel correctores de color sobre cada fuente de luz.
Los fotógrafos a veces utilizan medidores de temperatura de color. Por lo general, están diseñados para leer sólo dos regiones del espectro visible (roja y azul); los más caros leen tres regiones (roja, verde y azul). Sin embargo, son ineficaces con fuentes como lámparas fluorescentes o de descarga, cuya luz varía en color y puede ser más difícil de corregir. Debido a que esta luz suele ser verdosa, un filtro magenta puede corregirla. Se pueden utilizar herramientas de colorimetría más sofisticadas si no se dispone de dichos medidores. [13]
En la industria de la autoedición, es importante conocer la temperatura de color de un monitor. El software de combinación de colores, como la utilidad ColorSync de Apple para MacOS, mide la temperatura de color de un monitor y luego ajusta su configuración en consecuencia. Esto permite que el color en pantalla se asemeje más al color impreso. Las temperaturas de color comunes de los monitores, junto con los iluminantes estándar correspondientes entre paréntesis, son los siguientes:
D50 es una abreviatura científica de un iluminante estándar : el espectro de luz diurna a una temperatura de color correlacionada de 5000 K. Existen definiciones similares para D55, D65 y D75. Designaciones como D50 se utilizan para ayudar a clasificar las temperaturas de color de mesas de luz y cabinas de visualización. Al ver una diapositiva de color en una mesa de luz, es importante que la luz esté equilibrada adecuadamente para que los colores no se desvíen hacia el rojo o el azul.
Las cámaras digitales , gráficas web, DVD , etc., normalmente están diseñadas para una temperatura de color de 6500 K. El estándar sRGB comúnmente utilizado para imágenes en Internet estipula un punto blanco de visualización de 6500 K.
Las normas de televisión NTSC y PAL exigen que una pantalla de televisión compatible muestre una señal eléctricamente en blanco y negro (saturación de color mínima) a una temperatura de color de 6500 K. En muchos televisores de consumo, existe una desviación muy notable de este requisito. Sin embargo, los televisores de consumo de gama alta pueden ajustar sus temperaturas de color a 6500 K mediante una configuración preprogramada o una calibración personalizada. Las versiones actuales de ATSC exigen explícitamente que se incluyan datos de temperatura de color en el flujo de datos, pero las versiones anteriores de ATSC permitían omitir estos datos. En este caso, las versiones actuales de ATSC citan estándares de colorimetría predeterminados según el formato. Ambos estándares citados especifican una temperatura de color de 6500 K.
La mayoría de las cámaras fotográficas digitales y de video pueden ajustar la temperatura del color haciendo zoom en un objeto de color blanco o neutro y configurando el "equilibrio de blancos" manual (diciéndole a la cámara que "este objeto es blanco"); Luego, la cámara muestra el blanco verdadero como blanco y ajusta todos los demás colores en consecuencia. El balance de blancos es necesario especialmente en interiores bajo iluminación fluorescente y cuando se mueve la cámara de una situación de iluminación a otra. La mayoría de las cámaras también tienen una función de balance de blancos automático que intenta determinar el color de la luz y corregirlo en consecuencia. Si bien estos ajustes alguna vez fueron poco confiables, han mejorado mucho en las cámaras digitales actuales y producen un balance de blancos preciso en una amplia variedad de situaciones de iluminación.
Los operadores de cámaras de vídeo pueden equilibrar el blanco de objetos que no son blancos, minimizando el color del objeto utilizado para el equilibrio de blancos. Por ejemplo, pueden aportar más calidez a una imagen equilibrando el blanco de algo que sea azul claro, como un denim azul descolorido; De esta manera, el balance de blancos puede reemplazar un filtro o gel de iluminación cuando no están disponibles.
Los directores de fotografía no realizan el "equilibrio de blancos" de la misma manera que los operadores de cámaras de video; utilizan técnicas como filtros, elección del tipo de película, pre-flasheo y, después del rodaje, gradación de color , tanto mediante exposición en laboratorio como también digitalmente. Los directores de fotografía también trabajan en estrecha colaboración con los escenógrafos y los equipos de iluminación para lograr los efectos de color deseados. [14]
Para los artistas, la mayoría de los pigmentos y papeles tienen un tono frío o cálido, ya que el ojo humano puede detectar incluso una mínima cantidad de saturación. El gris mezclado con amarillo, naranja o rojo es un "gris cálido". El verde, el azul o el morado crean "grises fríos". Tenga en cuenta que esta sensación de temperatura es la inversa de la temperatura real; El más azul se describe como "más frío", aunque corresponde a un cuerpo negro de mayor temperatura .
Los diseñadores de iluminación a veces seleccionan filtros por temperatura de color, comúnmente para igualar la luz que teóricamente es blanca. Dado que las luminarias que utilizan lámparas de descarga producen una luz de una temperatura de color considerablemente más alta que las lámparas de tungsteno , el uso de las dos en conjunto podría producir un marcado contraste, por lo que a veces se instalan luminarias con lámparas HID , que comúnmente producen luz de 6000 a 7000 K. con filtros de 3200 K para emular la luz de tungsteno. Las luminarias con funciones de mezcla de colores o con múltiples colores (si incluyen 3200 K) también son capaces de producir una luz similar al tungsteno. La temperatura de color también puede ser un factor a la hora de seleccionar las lámparas , ya que es probable que cada una tenga una temperatura de color diferente.
El índice de reproducción cromática (CRI) CIE es un método para determinar qué tan bien se compara la iluminación de una fuente de luz de ocho parches de muestra con la iluminación proporcionada por una fuente de referencia. Citados juntos, el CRI y el CCT dan una estimación numérica de qué fuente de luz de referencia (ideal) se aproxima mejor a una luz artificial particular y cuál es la diferencia.
Las fuentes de luz y los iluminantes pueden caracterizarse por su distribución de potencia espectral (SPD). Las curvas de SPD relativas proporcionadas por muchos fabricantes pueden haber sido producidas usando incrementos de 10 nm o más en su espectroradiómetro . [17] El resultado es lo que parecería ser una distribución de energía más suave (" espectro más completo ") que la que realmente tiene la lámpara. Debido a su distribución puntiaguda, se recomiendan incrementos mucho más finos para medir luces fluorescentes, lo que requiere equipos más caros.
En astronomía , la temperatura de color se define por la pendiente local del SPD en una longitud de onda determinada o, en la práctica, un rango de longitud de onda. Dadas, por ejemplo, las magnitudes de color B y V que están calibradas para ser iguales para una estrella A0V (por ejemplo, Vega ), la temperatura de color estelar viene dada por la temperatura para la cual el índice de color de un radiador de cuerpo negro se ajusta al estelar. . Además de , también se pueden utilizar otros índices de color. La temperatura de color (así como la temperatura de color correlacionada definida anteriormente) puede diferir en gran medida de la temperatura efectiva dada por el flujo radiativo de la superficie estelar. Por ejemplo, la temperatura de color de una estrella A0V es de aproximadamente 15000 K en comparación con una temperatura efectiva de aproximadamente 9500 K. [18]
Para la mayoría de las aplicaciones en astronomía (por ejemplo, para colocar una estrella en el diagrama HR o para determinar la temperatura de un flujo modelo que se ajusta a un espectro observado), la temperatura efectiva es la cantidad de interés. En la literatura existen varias relaciones de temperatura efectivas para el color. Estas relaciones también tienen dependencias menores de otros parámetros estelares, como la metalicidad estelar y la gravedad superficial [19].
