色溫度

光源**色溫**的定義為與此光源發出相似的光的黑體輻射體所具有的開爾文溫度。色溫在攝影、錄影、出版等領域具有重要意義。在實際應用中，只有當光源發出的光和黑體輻射的光類似時，色溫才有定義。也就是，紅 - 橙 - 黃 - 白 - 淺藍這些顏色。當討論色溫時，討論例如綠色、紫色的色溫是沒有意義的。

## 不同光的分類

黑體輻射體的色溫等於它表面的開爾文溫度，溫度的度量使用了以 19 世紀英國物理學家威廉・湯姆遜，第一代開爾文男爵為名的溫標。由於色溫的定義不同於光源溫度的定義，除了黑體輻射體以外，不能將「色溫」的概念直接引用自光源的「溫度」。

白熾燈非常接近於一個黑體輻射體。

而不少其他光源，諸如螢光燈，並不按照黑體的放射曲線輻射能量，為定義其顏色溫暖程度，使用相關色溫（CCT）的標準，這是找到光源的感知色溫跟黑體輻射溫度近似的方式。因為白熾燈並不需要這種近似，白熾燈的 CCT 其實相當簡單，就是它那未經調整的開氏溫標值，像加熱的黑體輻射體那樣。

根據太陽在天空移動的位置，太陽的顏色會轉變成紅色、橘色、黃色、白色。在一天中，太陽光顏色的改變主要是大氣層的散射作用造成的，更通俗的話：是光線被改變了，跟黑體輻射無關。

由於白天的自然光源屬於較高的色溫，而到了黃昏的自然光源屬於低色溫，因此人類的大腦在高色溫照明下會比較有精神，而在低色溫照明下則會認為該睡了；照明色溫宜依照時間調整高低。

就算當太陽僅僅比水平線高一點，還是可以通過估計它的視色溫（視色溫會根據大氣情況改變）而計算出它的有效溫度。因此，就算太陽看起來是紅的，並且此時視色溫為 2500K，通過簡單的計算，就可以證實它實際上的有效溫度大約是 5770K。

天空的藍色不是因為黑體輻射，而是由於大氣瑞利散射會將陽光「打散」，藍光比紅光更容易被大氣干擾，這個現象跟黑體的特性無關。

[請注意這個圖表只是象徵表現手法，上面的顏色並不是通過嚴格計算得出的結果。這裡 colorimetrically-accurate diagram （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）有一張色度準確的圖表]

一些常見的例子：

* 1700 K：火柴光
* 1850 K：蠟燭
* 2800 K：鎢燈（白熾燈）的常見色溫
* 3000 K：鹵素燈及黃光日光燈的常見色溫
* 3350 K：演播室「CP」燈
* 3400 K：演播室檯燈、照相泛光燈（不是閃光燈）等...
* 4100 K：月光、淺黃光日光燈
* 5000 K：日光
* 5500 K：平均日光、電子閃光（因廠商而異）
* 5770 K：有效太陽溫度
* 6420 K：氙弧燈
* 6500 K：最常見的白光日光燈色溫
* 9300 K：電視螢幕 (類比)

5000K 和 6500K 的黑體的顏色分別接近於普通 D50 和 D65 的發光物，這通常用於顏色再現的場合（攝影、出版，等等）。

燈泡的功率 （20 或 100 瓦）似乎能夠改變其色彩，但其實只會改變它的光度，而我們的眼睛對這個非常敏感，顏色看起來就不同了。

對於基於黑體的光線，藍色比紅色更「熱」，紅色其實是更「冷」的顏色。這跟我們傳統的認知不一樣，大家都把藍色跟「冷色」聯繫在一起，紅色跟「暖色」聯繫在一起。這種傳統概念其實是從其他方面演化來的，比較涼的水、冰看起來是藍色，火、加熱的金屬的色調是偏紅。相反的是，這恰恰證明了紅色是所有可見光中最「冷」的顏色 —— 紅色是隨著金屬溫度升高放射出來的第一個顏色。觀察一下普通白熾燈泡，白熾燈發出的橘色光貫穿了它們的一生，白熾燈泡燈絲熔斷的一剎那，發出的光線顯而易見的有些偏藍 —— 熔斷的一剎那間，燈絲比以往熱得多，燈泡玻璃上的焦痕就是個證據。

在非正式場合，「色溫」也可以代表「白平衡」。請注意，色溫只涉及一個變量（以熱力學溫標 **K** 做單位），而白平衡同時牽涉到兩個（紅色值、藍色值）。

在攝影術領域中，另一種表現色溫的數量叫做 mired（邁爾德，逆標色溫，用色溫的倒數來標誌溫度的單位）。就很簡單的一套公式就能在色溫和 mired 之間換算。（關於換算的公式，以及採用 mired 的原因，請參照 mired 條目）

### 光色的應用

## 色溫的應用

### 膠片攝影術

膠片有的時候會誇大光線的顏色。比起白光下肉眼觀測到的物體顏色，照片中物體的顏色可能會變得偏藍或者偏桔紅色。為了追求自然色彩印刷而進行的攝影中，色彩平衡需要被校對。

### 桌面出版

在桌面出版行業，對於一些顏色匹配軟體，知道你的顯示器色溫是很重要的。

### 電視，視頻和數碼靜止照相機

在這些領域，色溫被稱作「白平衡」。攝像或攝影設備會自動測量色溫，也給出幾個常用情況下對應的的色溫。在較專業的相機上也可以直接設置它。

### 藝術應用中的色溫控制

### 水族箱燈管的應用

1. 淡水草缸的應用 2700k
2. 海水珊瑚魚缸的應用

### 生理時鐘調節

較高的色溫會讓人有精神，而較低的色溫則告訴人腦該睡覺了：白天時的藍天白雲色溫是 5000k 起跳，而黃昏的色溫不到 3000k，月光色溫是 4100k，過去使用的火光色溫也不到 3000k，人類自然會這樣的生理反應。

在白天時採用較高色溫的光源照明，夜間照明則使用低色溫光源，這樣生理時鐘就比較不容易紊亂。

## 相關色溫

相關色溫（correlated color temperature，Tcp）是使用特定已知的顏色刺激值（stimulus）在相同亮度及特定條件下重新組成為最接近浦郎克輻射體之色溫即稱之。

### 動機

黑體輻射是判斷光源白色程度的一種參考。黑體可用色溫來描述其色相（Hue）變化。以類比方式來說，近似浦郎克的光源如螢光燈（fluorescent），高壓放電燈可以用相關色溫（CCT）方式來判定，使用浦郎克輻射體來做似乎是很好的方法。

## 演色性指數

## 參見

* 亮度溫度
* 色彩平衡
* 有效溫度
* 發光效能
* 過度照明

## 參考資料

**參考文獻**

* Berns, Roy S. Billmeyer and Saltzman's Principles of Color Technology 3rd edition. New York: Wiley. 2000. ISBN 978-0-471-19459-0.  引文格式 1 維護：冗餘文本 (link)
* Stroebel, Leslie; John Compton; Ira Current; Richard Zakia. Basic Photographic Materials and Processes 2nd edition. Boston: Focal Press. 2000. ISBN 978-0-240-80405-7.  引文格式 1 維護：冗餘文本 (link)
* Wyszecki, Günther; W. S. Stiles. Color Science Concept and Methods, Quantitative Data and Formulae. New York: Wiley. 1982. ISBN 978-0-471-02106-3.

**腳註**

## 外部連結

* Charles Poynton's Color FAQ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） for the basics.
* Frequently asked questions about Color Physics - also includes history of the CIE color specification
* What color is a blackbody? （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Colorimetrically-calculated blackbody RGB color values and comment
* Color-temperature: visualising blackbody radiation （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Blackbody curves for typical lightsources, and colorimetrically-calculated blackbody color strip
* Specifying Color GE's "Learn About Light" pages