Värilämpötila

Värilämpötila on valkoiseksi käsitetyn valon, kuten auringonvalon ja lamppujen valojen mitattava ominaisuus. Värilämpötilan yksikkö on kelvin. Värilämpötila on sellaisen mustan kappaleen lämpötila, jonka säteilemä valo vastaa tarkasteltavaa valoa. Esimerkiksi tähden tai hehkulampun voidaan katsoa olevan likimäärin mustia kappaleita, joten niiden säteilemän valon värilämpötila on sama kuin niiden oma lämpötila. Muunlaisen valonlähteen, esimerkiksi loisteputken tai valkoisen LEDin, värilämpötila määritetään vertailemalla sen valoa mustan kappaleen säteilyyn ja etsimällä ihmisen värinäön kannalta valoa parhaiten vastaava mustan kappaleen säteilylämpötila. Voimakkaasti värillisellä valolla ei ole värilämpötilaa.

Vasemmassa valaisinpylväässä on värilämpötilaltaan päivänvaloa vastaava noin 5 000 K polttimo. Oikeanpuoleisessa valaisimessa on käytetty alle 3 000 K polttimoa.

Maan pinnalle saapuvan auringonvalon värilämpötila muuttuu jatkuvasti päivän aikana ilmakehän sinistä valoa sirottavan vaikutuksen vuoksi. Värilämpötilan noustessa valon väri muuttuu punaisesta (2 000 K) siniseksi (12 000–18 000 K).

Ihmisen kyky erottaa värilämpötiloja vaihtelee valaistuksen kirkkauden mukaan. Tätä kuvataan mm. ns. Kruithofin käyrällä. Tyypillisen sisätilan valaistuksessa alueena pidetään monesti värilämpötiloja n. 2 790–11 000 kelvinin välillä.

Mustan kappaleen säteilemän valon värin piirtämä ura eri lämpötiloissa CIE x,y -kromaattisuusdiagrammilla. Mustan kappaleen uraa leikkaavat viivat määrittelevät valonlähteen korreloidun värilämpötilan.

Valonlähteiden markkinoinnissa ja arkikielessä keltaiseen (ja edelleen oranssiin ja punaiseen) vivahtavia valonlähteitä kutsutaan "lämpimiksi" ja sinertäviä "viileiksi" tai "kylmiksi". Jaottelu kylmiin ja kuumiin väreihin ei ole yksiselitteinen ja perustuu enemmänkin havaintoihin ihmisten tuntemuksista. On mm. osoitettu, että ihmiset arvioivat lämpimällä värillä maalatun huoneen lämpötilan korkeammaksi kuin viileän värisen huoneen. Kuitenkin esim. kylmänä pidetystä sinisestäkin on mahdollista löytää lämmin sävy ja lämpimänä pidetystä punaisesta kylmä. Lisäksi viileäkin väri voi vaikuttaa lämpimältä vielä kylmempien värien joukossa. Sinertävä valo yhdistetään usein lumeen ja jäähän. Vastaavasti palavan puun kelta-oranssi on helppo mieltää lämpimäksi. Todellisuudessa keltasävyisen valonlähteen varsinainen värilämpötila on kuitenkin matalampi kuin sinisävyisen. Alle 2 500 K säteilyn energia taas alkaa jo painottua ihmiselle näkymättömään infrapunaan. Puhtaan lämpösäteilyn eli infrapunan värilämpötila on alle 1 000 K.

Keinovalon värilämpötila otetaan huomioon, kun tila valaistaan sisustukseen ja tavoiteltuun tunnelmaan sopivalla tavalla. Perinteisen hehkulampun värilämpötila on 2 700 K ja halogeenilampun noin 3 000 K. Kotikäytössä on suosittu matalahkon värilämpötilan lamppuja, koska niihin on totuttu ja monet kokevat niiden valon kodikkaan miellyttäväksi. Julkisissa tiloissa tavanomaisia ovat valkoisemmat 4 000 K loistelamput, sillä tyypillisesti lamppujen hyötysuhde on ollut hieman parempi valkoisempana (saadaan enemmän valoa samalla teholla) ja värintoisto on monesti parempi. Päivänvalolampuiksi nimitetään lamppuja, joiden värilämpötila on yli 5 000 K ja värintoisto on hyvä. Yli 5 500 K valo taas alkaa jo näyttää ihmisestä sinertävältä.

Valokuvauksessa

Värilämpötila on erityisen relevantti ilmiö valokuvauksessa, koska jos valokuvan värit halutaan tallentaa halutulla tavalla, on ympäristön valojen värilämpötila otettava huomioon ja valokuvauslaitteistoa säädettävä sen mukaan. Digitaalikameroissa tämä tapahtuu yleensä toiminnolla valkotasapaino (engl. white balance), joka voidaan määrittää valitsemalla yksi esiasetuksista (esimerkiksi suora auringonvalo, keinovalo), antamalla kelvinarvo käsin tai antaa kameran säätää valkotasapaino automaattisesti. Kameran automaattinen valkotasapaino toimii luotettavasti yleensä 4 200–8 000 kelvinin rajoissa.

Filmille kuvatessa voidaan valita kahden erityyppisen filmin väliltä: toinen soveltuu suorassa auringonvalossa (5 600 K) ja toinen keinovalossa (engl. tungsten light, 3 200–3 400 K) kuvaamiseen. Tästä eteenpäin värilämpötilan hallitseminen tapahtuu objektiivin eteen asennettavilla suotimilla, jotka tosin vähentävät kameraan tulevan valon määrää.

Kaikille kameroille yhteinen riesa on kuitenkin valokuvattava ympäristö, jossa esiintyy värilämpötilaltaan rajusti vaihtelevia valonlähteitä (esimerkiksi huone, johon sisävalaistuksen lisäksi paistaa suora auringonvalo). Valkotasapaino tai värilämpötila voidaan säätää vain yhdelle valotyypille, joten muut valolähteet saattavat näkyä lopullisessa kuvassa värillisenä. Jotkut filmityypit (pääasiassa elokuvafilmit, kuten esimerkiksi Fuji Reala 500D) on kehitetty sietämään tällaisia kuvaustilanteita tavallisia filmejä paremmin.

Värejä esitettäessä punaisten, vihreiden ja sinisten väripisteiden keskinäistä suhdetta voidaan muuttaa näytön väriasetuksista.

Digitaalikameroiden näytön värisävyä voidaan säätää punaisen ja sinisen välillä.

White Point Temperature

White Point Temperature eli valkoisen pisteen värilämpötila on näytön värilämpötilasta kertova, vaihdettava referenssipiste, joka määrittelee pikselin valkoisen värin RGB-pisteiden yhteisvaikutuksena. Valkoisen pisteen värilämpötila vaihtelee 5 000–9 300 K välillä. Alhainen luku näkyy näytössä punaisuutena, korkea luku sinisyytenä. Useimmat ammattilaiset vertailevat originaalia ja vedosta 5 000 K valossa. Painojälkeä vedokseen vertaillaan D50 standardin (5 000 kelviniä) valossa ja CRI-indeksin olisi oltava yli 90. Aikaisempi suositus vedostarkkailuun oli 6 500 kelviniä.

Katso myös

• Värintoistoindeksi
• Wienin siirtymälaki
• Planckin laki, Planckin laki mustan kappaleen säteilystä
• Valovoima
• Valovirta

Aiheesta muualla

• Hess, John: The History and Science of Color Temperature, Filmmaker IQ -opetusvideo YouTubessa, 11 min 30 s (englanniksi)