A temperatura de cor de uma fonte de luz é a temperatura de um radiador de corpo preto ideal que irradia luz de uma cor comparável à da fonte de luz. A temperatura da cor é uma característica da luz visível que tem importantes aplicações em iluminação, fotografia, videografia, publicação, fabricação, astrofísica, horticultura e outros campos. Na prática, a temperatura de cor é significativa somente para fontes de luz que, de fato, correspondem um pouco à radiação de algum corpo negro, isto é, aqueles em uma linha de vermelho / laranja via amarelo e mais ou menos branco a azul avermelhado; não faz sentido falar da temperatura de cor de, por exemplo, uma luz verde ou púrpura. A temperatura da cor é convencionalmente expressa em kelvin, usando o símbolo K, uma unidade de medida para temperatura absoluta.

As temperaturas de cor acima de 5000 K são chamadas de “cores frias” (branco azulado), enquanto as temperaturas de cor mais baixas (2700-3000 K) são chamadas de “cores quentes” (branco amarelado através de vermelho). “Warm” neste contexto é uma analogia com o fluxo de calor irradiado de iluminação incandescente tradicional em vez de temperatura. O pico espectral da luz de cor quente é mais próximo do infravermelho, e as fontes de luz de cores quentes mais naturais emitem radiação infravermelha significativa. O fato de que a iluminação “quente” nesse sentido realmente tem uma temperatura de cor “mais fria” geralmente leva à confusão.

Categorizando diferentes iluminação
A temperatura de cor da radiação eletromagnética emitida a partir de um corpo preto ideal é definida como a temperatura da superfície em kelvins, ou, alternativamente, em atolamentos (kelvins micro-recíprocos). Isso permite a definição de um padrão pelo qual as fontes de luz são comparadas.

Na medida em que uma superfície quente emite radiação térmica, mas não é um radiador ideal de corpo preto, a temperatura de cor da luz não é a temperatura real da superfície. A luz de uma lâmpada incandescente é a radiação térmica e a lâmpada se aproxima de um radiador ideal para corpo preto, de modo que sua temperatura de cor é essencialmente a temperatura do filamento. Assim, uma temperatura relativamente baixa emite um vermelho apagado e uma alta temperatura emite o quase branco da lâmpada incandescente tradicional. Os trabalhadores do metal são capazes de avaliar a temperatura dos metais quentes pela cor, desde o vermelho escuro ao branco alaranjado e depois ao branco (ver o calor vermelho).

Muitas outras fontes de luz, como lâmpadas fluorescentes ou LEDs (diodos emissores de luz) emitem luz principalmente por processos que não sejam radiação térmica. Isso significa que a radiação emitida não segue a forma de um espectro de corpo preto. Essas fontes são atribuídas o que é conhecido como uma temperatura de cor correlacionada (CCT). CCT é a temperatura de cor de um radiador de corpo preto que, para a percepção de cor humana, corresponde mais à luz da lâmpada. Como essa aproximação não é necessária para luz incandescente, o CCT para uma luz incandescente é simplesmente sua temperatura não ajustada, derivada da comparação com um radiador de corpo preto.

O sol
O Sol aproxima-se muito de um radiador de corpo preto. A temperatura efetiva, definida pelo poder radiativo total por unidade quadrada, é de cerca de 5780 K. A temperatura de cor da luz solar acima da atmosfera é de cerca de 5900 K.

À medida que o Sol cruza o céu, pode parecer vermelho, laranja, amarelo ou branco, dependendo da sua posição. A mudança de cor do Sol ao longo do dia é principalmente resultado da dispersão da luz e não se deve a mudanças na radiação do corpo negro. A cor azul do céu é causada por Rayleigh espalhando a luz solar pela atmosfera, que tende a espalhar a luz azul mais do que a luz vermelha.

Algumas luzes matinais e noturnas (horas douradas) têm uma temperatura de cor mais baixa devido ao aumento da dispersão da luz de baixo comprimento de onda pelo efeito Tyndall. Este efeito foi especialmente pronunciado devido ao aumento de pequenas partículas de poeira na atmosfera após as erupções de Mount Tambora em 1815 e Krakatoa em 1883, o que deu origem a intensos pores-do-sol vermelhos em todo o mundo.

A luz do dia tem um espectro semelhante ao de um corpo preto com uma temperatura de cor correlacionada de 6500 K (padrão de visualização D65) ou 5500 K (padrão de filme fotográfico equilibrado no dia).

Aplicações

Iluminação
Para a iluminação de interiores de construção, muitas vezes é importante levar em consideração a temperatura de cor da iluminação. Uma luz mais quente (ou seja, uma temperatura de cor mais baixa) é freqüentemente usada em áreas públicas para promover o relaxamento, enquanto uma luz mais fria (temperatura de cor mais alta) é usada para aumentar a concentração, por exemplo, nas escolas e escritórios.

O escurecimento CCT para a tecnologia LED é considerado uma tarefa difícil, uma vez que os efeitos de desvio de largura, idade e temperatura dos LEDs alteram a saída real do valor da cor. Aqui, os sistemas de loop de feedback são usados, por exemplo, com sensores de cores, para monitorar e controlar ativamente a saída de cores de vários LED de mistura de cores.

Aquicultura
Na pesca, a temperatura da cor tem diferentes funções e focos nos vários ramos.

Em aquários de água doce, a temperatura da cor geralmente é preocupante apenas para produzir uma exibição mais atraente. As luzes tendem a ser projetadas para produzir um espectro atrativo, às vezes com atenção secundária paga para manter vivas as plantas nos aquários.

Em um aquário de água salgada / recife, a temperatura da cor é uma parte essencial da saúde do tanque. Dentro de cerca de 400 a 3000 nanômetros, a luz de comprimento de onda mais curto pode penetrar mais profundamente na água do que os comprimentos de onda mais longos, fornecendo fontes de energia essenciais para as algas hospedadas em (e sustentando) os corais. Isso equivale a um aumento da temperatura de cor com profundidade de água nesta faixa espectral. Como os corais geralmente vivem em águas rasas e recebem luz solar tropical intensa e direta, o foco foi uma vez em simular esta situação com 6500 K luzes. Entretanto, as fontes de luz de temperatura mais altas tornaram-se mais populares, primeiro com 10000 K e mais recentemente 16000 K e 20000 K. A iluminação actínica na extremidade violeta do intervalo visível (420-460 nm) é usada para permitir a visualização noturna sem aumentar as algas florescer ou melhorar a fotossíntese, e fazer as cores um pouco fluorescentes de muitos corais e peixes “pop”, criando tanques de exibição mais brilhantes.

Fotografia digital
Na fotografia digital, o termo temperatura de cor às vezes é usado de forma intercambiável com o equilíbrio de branco, o que permite um remapeamento de valores de cor para simular variações na temperatura da cor ambiente. A maioria das câmeras digitais e o software de imagem RAW fornecem predefinições simulando valores ambientais específicos (por exemplo, ensolarado, nublado, tungstênio, etc.), enquanto outros permitem a entrada explícita de valores de balanço de branco em kelvins. Essas configurações variam os valores de cores ao longo do eixo azul-amarelo, enquanto alguns softwares incluem controles adicionais (às vezes rotulados como “matiz”), adicionando o eixo magenta-verde, e são até certo ponto arbitrários e uma questão de interpretação artística. É improvável que o uso de valores de temperatura de cor absolutos seja popular entre os fotógrafos digitais, como observam os antecedentes de ciência física. No entanto, a idéia geral de alto K (azul-branco) e baixo K (vermelho-laranja) informará todos os que buscam experimentar seu próprio hardware e software.

Filme fotográfico
O filme de emulsão fotográfica às vezes parece exagerar a cor da luz, pois não responde à cor de iluminação como a percepção visual humana faz. Um objeto que parece ser o olho branco pode vir a ser muito azul ou laranja em uma fotografia. O equilíbrio de cores pode precisar ser corrigido durante a impressão para obter uma impressão a cores neutra. A extensão desta correção é limitada, uma vez que o filme colorido normalmente tem três camadas sensíveis a cores diferentes e quando usado sob a fonte de luz “errado”, cada camada pode não responder proporcionalmente, fornecendo molduras de cores estranhas nas sombras, embora os tons médios possam tenha sido corretamente equilibrado em branco no ampliador. Fontes de luz com espectros descontínuos, como tubos fluorescentes, também não podem ser totalmente corrigidas na impressão, uma vez que uma das camadas mal pode gravar uma imagem.

O filme fotográfico é feito para fontes de luz específicas (mais comumente filme de luz do dia e filme de tungstênio) e, usado corretamente, criará uma impressão a cores neutra. Corresponder a sensibilidade do filme à temperatura de cor da fonte de luz é uma maneira de equilibrar a cor. Se o filme de tungstênio é usado em ambientes fechados com lâmpadas incandescentes, a luz laranja amarelada das lâmpadas incandescentes de tungstênio aparecerá como branca (3200 K) na fotografia. O filme cor negativo é quase sempre equilibrado no dia, uma vez que se supõe que a cor pode ser ajustada na impressão (com limitações, veja acima). O filme de transparência de cores, sendo o artefato final no processo, deve ser combinado com a fonte de luz ou os filtros devem ser usados ​​para corrigir a cor.

Os filtros em uma lente da câmera, ou os géis de cor sobre a (s) fonte (ões) de luz podem ser usados ​​para corrigir o equilíbrio de cores. Ao fotografar com uma fonte de luz azulada (temperatura de cor alta), como em um dia nublado, na sombra, na luz da janela ou se estiver usando filme de tungstênio com luz branca ou azul, um filtro de laranja amarelada corrigirá isso. Para fotografar com filme de luz diurna (calibrado para 5600 K) sob fontes de luz mais quentes (temperatura de cor baixa), como pores do sol, luz de velas ou iluminação de tungstênio, um filtro azulado (por exemplo, # 80A) pode ser usado. São necessários filtros mais sutis para corrigir a diferença entre as lâmpadas de tungstênio, digamos, 3200 K e 3400 K ou para corrigir o molde ligeiramente azul de alguns tubos de flash, que podem ser de 6000 K.

Se houver mais de uma fonte de luz com temperaturas de cores variadas, uma maneira de equilibrar a cor é usar filme de luz do dia e colocar filtros de gel de cor para cada fonte de luz.

Os fotógrafos às vezes usam medidores de temperatura de cor. Estes geralmente são projetados para ler apenas duas regiões ao longo do espectro visível (vermelho e azul); Os mais caros lêem três regiões (vermelho, verde e azul). No entanto, eles são ineficazes com fontes como lâmpadas fluorescentes ou de descarga, cuja luz varia de cor e pode ser mais difícil de corrigir. Como esta luz é muitas vezes esverdeada, um filtro magenta pode corrigi-la. Podem ser utilizadas ferramentas de colorimetria mais sofisticadas se faltarem esses medidores.

Publicação da área de trabalho
Na indústria de editoração eletrônica, é importante conhecer a temperatura de cor de um monitor. O software de correspondência de cores, como o ColorSync da Apple para Mac OS, mede a temperatura de cor do monitor e, em seguida, ajusta suas configurações de acordo. Isso permite que as cores na tela correspondam mais à cor impressa. As temperaturas comuns de cor do monitor, juntamente com os iluminantes padrão correspondentes entre parênteses, são as seguintes:

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

D50 é uma abreviatura científica para um iluminante padrão: o espectro da luz do dia a uma temperatura de cor correlacionada de 5000 K. Existem definições semelhantes para D55, D65 e D75. Designações como D50 são usadas para ajudar a classificar as temperaturas de cores das mesas claras e das câmaras de exibição. Ao visualizar um slide de cor em uma mesa de luz, é importante que a luz seja equilibrada corretamente para que as cores não estejam deslocadas para o vermelho ou o azul.

Câmeras digitais, gráficos da web, DVDs, etc., são normalmente projetados para uma temperatura de cor de 6500 K. O padrão sRGB comumente usado para imagens na Internet estipula (entre outras coisas) um ponto branco de exibição de 6500 K.

TV, vídeo e câmeras digitais
As normas de TV NTSC e PAL exigem uma tela de TV compatível para exibir um sinal eletricamente preto e branco (saturação de cor mínima) a uma temperatura de cor de 6500 K. Em muitas câmeras de consumo, há um desvio muito visível desse requisito. No entanto, as televisões de nível superior de nível consumidor podem ter suas temperaturas coloridas ajustadas para 6500 K usando uma configuração pré-programada ou uma calibração personalizada. As versões atuais do ATSC exigem explicitamente que os dados de temperatura de cores sejam incluídos no fluxo de dados, mas as versões antigas do ATSC permitiram que esses dados fossem omitidos. Neste caso, as versões atuais do ATSC citam os padrões de colorimetria padrão, dependendo do formato. Ambos os padrões citados especificam uma temperatura de cor de 6500 K.

A maioria das câmeras fotográficas digitais e de vídeo pode ajustar a temperatura de cor ao ampliar um objeto colorido branco ou neutro e definir o “equilíbrio de branco” manual (dizendo à câmera que “este objeto é branco”); a câmera mostra branco verdadeiro como branco e ajusta todas as outras cores de acordo. O equilíbrio em branco é necessário, especialmente quando em ambientes fechados sob iluminação fluorescente e ao mover a câmera de uma situação de iluminação para outra. A maioria das câmeras também possui uma função automática de balanço de branco que tenta determinar a cor da luz e corrigir adequadamente. Embora essas configurações não tenham sido confiáveis, elas são muito melhoradas nas câmeras digitais de hoje e produzem um equilíbrio de branco preciso em uma grande variedade de situações de iluminação.

Aplicação artística através do controle da temperatura de cor

Os operadores de câmeras de vídeo podem objetos de equilíbrio de branco que não são brancos, minimizando a cor do objeto usado para equilibrar o branco. Por exemplo, eles podem trazer mais calor para uma imagem, equilibrando em branco algo que é azul claro, como o denim azul desbotado; desta forma, o equilíbrio em branco pode substituir um filtro ou um gel de iluminação quando esses não estiverem disponíveis.

Os cineastas não “balanço de branco” da mesma forma que os operadores de câmeras de vídeo; eles usam técnicas como filtros, escolha de estoque de filme, pré-piscando e, depois de disparar, classificação de cores, tanto por exposição nos laboratórios quanto também digitalmente. Os cineastas também trabalham em estreita colaboração com designers e equipes de iluminação para alcançar os efeitos de cor desejados.

Para os artistas, a maioria dos pigmentos e papéis tem um molde legal ou quente, pois o olho humano pode detectar até uma quantidade de saturação mínima. O cinza misturado com amarelo, laranja ou vermelho é um “cinza quente”. Verde, azul ou roxo cria “cinzas legais”. Note-se que essa sensação de temperatura é a inversa da temperatura real; mais azul é descrito como “mais frio” mesmo que ele corresponda a um corpo preto de temperatura mais alta.

Os designers de iluminação às vezes selecionam filtros por temperatura de cor, comumente para combinar luz que é teoricamente branca. Uma vez que as luminárias que utilizam lâmpadas de tipo de descarga produzem uma luz de uma temperatura de cor consideravelmente maior do que as lâmpadas de tungstênio, usar as duas em conjunção poderia potencialmente produzir um contraste rígido, por isso, às vezes, acessórios com lâmpadas HID, que normalmente produzem luz de 6000-7000 K, estão instalados com 3200 K filtros para emular luz de tungstênio. As luminárias com características de mistura de cores ou com múltiplas cores (incluindo 3200 K) também são capazes de produzir luz semelhante a tungstênio. A temperatura da cor também pode ser um fator ao selecionar as lâmpadas, uma vez que cada uma provavelmente terá uma temperatura de cor diferente.

Índice de renderização de cores
O índice de renderização de cores CIE (CRI) é um método para determinar quão bem a iluminação de uma fonte de luz de oito patches de amostra se compara à iluminação fornecida por uma fonte de referência. Citado em conjunto, o CRI e CCT dão uma estimativa numérica de que fonte de luz de referência (ideal) se aproxima melhor de uma luz artificial particular e qual é a diferença.

Distribuição de energia espectral
Fontes de luz e iluminantes podem ser caracterizadas pela sua distribuição de energia espectral (SPD). As curvas SPD relativas fornecidas por muitos fabricantes podem ter sido produzidas com incrementos de 10 nm ou mais em seu espectroradiômetro. O resultado é o que parece ser uma distribuição de energia mais lisa (“espectro mais completo”) do que a lâmpada realmente tem. Devido à sua distribuição espiada, recompensamentos muito mais finos são aconselháveis ​​para tomar medidas de luzes fluorescentes, e isso requer equipamentos mais caros.
Temperatura de cor em astronomia

Distribuição de potência espectral característica de uma estrela A0V (Teff = 9501 K, ver Vega) em comparação com os espectros de corpo preto. O espectro de corpo preto 15000 K (linha tracejada) corresponde à parte visível do SPD estelar muito melhor do que o corpo preto de 9500 K. Todos os espectros são normalizados para cruzar a 555 nanômetros.

Na astronomia, a temperatura de cor é definida pela inclinação local do SPD em um determinado comprimento de onda ou, na prática, um intervalo de comprimento de onda. Dado, por exemplo, as magnitudes de cor B e V que são calibradas para serem iguais para uma estrela A0V (por exemplo, Vega), a temperatura de cor estelar T_ {C} é dada pela temperatura para a qual o índice de cor BV de um corpo preto O radiador se encaixa no estilo estelar. Além do B-V, outros índices de cores também podem ser usados. A temperatura de cor pode diferir em grande parte da temperatura efetiva dada pelo fluxo radiativo da superfície estelar. Por exemplo, a temperatura de cor de uma estrela A0V é de cerca de 15000 K em comparação com uma temperatura efetiva de cerca de 9500 K.