Was ist Farbtemperatur und wie wirkt sie sich auf meine Fotografie aus?

Die Farbtemperatur ist eine Möglichkeit, die Farbe des Lichts entlang eines Spektrums zu beschreiben, das von warmen Farben (gemessen mit einer niedrigeren Temperatur) bis zu kühlen Farben (gemessen mit einer höheren Temperatur) reicht.

Die Farbtemperatur wird in Kelvin gemessen und entspricht der Temperatur, auf die ein bestimmtes Metall erhitzt werden muss, um Licht dieser Farbe zu emittieren. Deshalb geben niedrigere Temperaturen (z. B. 3000 K) warmes (gelb-oranges) Licht ab und hohe Temperaturen (9000 K) geben farbiges (bläuliches) Licht ab.

Beim Weißabgleich wird der Effekt der Farbtemperatur in einem Foto aufgehoben. Dies liegt daran, dass unser Gehirn korrigiert, was unsere Augen sehen, damit wir Weiß als Weiß sehen können, obwohl es durch die Farbtemperatur des Lichts getönt sein kann.

Wenn die Farbtemperatur des Lichts bekannt ist, kann seine Wirkung größtenteils aufgehoben werden. Automatischer Weißabgleich bei dieser Temperatur ( siehe diese Frage ). Der voreingestellte Weißabgleich verwendet meist feste bekannte Temperaturen (6500 K für Tageslicht, 9500 K für bewölkt, 3000 K für Kunstlicht usw. – die tatsächlichen Werte variieren je nach Kamera).

Für den benutzerdefinierten Weißabgleich verwendet die Kamera ein bekanntermaßen weißes Muster und leitet daraus die Farbtemperatur des Lichts ab. Einige Kameras melden tatsächlich die gemessenen Farbtemperaturen, wenn sie einen benutzerdefinierten Weißabgleich verwenden.

Beachten Sie, dass es bei Lichtquellen, die gemischt oder einfach weit von typischen Lichtverhältnissen entfernt sind (Natriumdampflampen, einige Leuchtstofflampen), nicht möglich ist, den Effekt aufzuheben, da einige Teile des sichtbaren Spektrums fehlen.

Da Farben die Stimmung eines Fotos und unsere Wahrnehmung von Bildern beeinflussen, wirkt sich dies auch auf die Farbtemperatur aus. Es ist bekannt, dass wärmere Farben (niedrigere Temperaturen) allgemein als angenehmer empfunden werden und einige Fotografen den Weißabgleich bewusst falsch einstellen, um eine bestimmte Stimmung zu vermitteln. Kühle Farben (höhere Temperaturen) werden mit Nacht und Mysterium in Verbindung gebracht . Beides ist nicht besser, es muss einfach zum Foto passen und wie die Zuschauer es wahrnehmen sollen.

Die Farben entlang der Farbtemperaturachse wurden "ausgewählt", weil sie die Farben sind, die schwarze Körper ausstrahlen, wenn sie ihre Temperatur erhöhen. Dies umfasst alles von erhitzten Metallen bis hin zu den Oberflächen von Sternen, einschließlich unserer Sonne . Nahezu alle in der Natur vorkommenden starken Lichtquellen emittieren Licht irgendwo entlang oder sehr nahe an der Farbtemperaturachse. Wir bezeichnen die Farben entlang dieser Linie basierend auf der Temperatur, auf die ein schwarzer Körper erhitzt werden muss, um in dieser Farbe zu leuchten.¹

Wir verwenden die von Sir William Thomson (1824-1907), 1. Baron Kelvin, OM, GCVO, PC, PRS, FRSE, erstellte Temperaturskala. Angeredet durch seinen königlichen Titel als Lord Kelvin, war er ein Mathematiker und Wissenschaftler, der eine Temperaturskala erstellte, die die „Null“-Marke am absoluten Nullpunkt platziert, dem theoretischen Temperaturpunkt, an dem alle molekularen Bewegungen aufhören, und Einheiten derselben Größe wie verwendet Celsius-Skala. 0 K entspricht -273,15 °C. 0°C entspricht 273,15 K.

Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte strahlten sogar primitive künstliche Lichtquellen wie Fackeln und Öllampen Licht entlang der Kelvin-Temperaturskala aus. Dies liegt daran, dass die meisten Brennstoffquellen nicht sehr hell glühen, wenn sie brennen, aber die Gase und Dämpfe, die von der Brennstoffquelle abgegeben werden, wenn sie erhitzt wird, brennen und glühen sehr hell. Frühe elektrische Lichtquellen verwendeten Metalle, die auf glühende Temperaturen erhitzt wurden, um Licht zu erzeugen. Da die verwendeten Metalle Schwarzkörperstrahlern sehr nahe kommen, emittieren sie auch Licht entlang der Farbtemperaturskala. Dies sind sogenannte Glühlichtquellen.

In der modernen Welt haben wir es jedoch mit vielen Lichtquellen zu tun, die nicht natürlich sind und nicht auf die Kelvin-Skala fallen. Die Achse, die mehr oder weniger orthogonal zur Farbtemperaturachse ist, ist die Magenta ←→ Grün-Achse. Dies wird oft als „Farbton“- oder „Farbton“-Anpassung bezeichnet. Dies wird in der obigen Abbildung durch die hellgrauen Rauten entlang der Farbtemperaturachse dargestellt. Viele künstliche Lichtquellen, insbesondere solche, die hauptsächlich darauf ausgelegt sind, geringe Energiemengen zu verbrauchen, sind ziemlich weit von den Farben entfernt, die von Schwarzkörperstrahlern auf der Farbtemperaturachse Blau ←→ Bernstein emittiert werden.

Wir müssen also nicht nur die Farbtemperatur anpassen, um unsere Lichtquelle zu kompensieren, sondern auch entlang der Farbtonachse kompensieren. Viele Kameras nennen dies Weißabgleichkorrektur .

Zusätzlich zu einer Farbtemperatur von etwa 3700 K emittieren herkömmliche Leuchtstofflampen beispielsweise auch einen grünen Farbton entlang der Grün←→Magenta-Achse und müssen in der Magenta-Richtung korrigiert werden. Auf der anderen Seite haben viele der beliebten LED-Bühnenlichter, die in kleinen Clubs zu finden sind, ebenfalls etwa 3700 K, haben aber einen deutlich magentafarbenen Farbton, der eine Kompensation in grüner Richtung entlang der Grün←→Magenta-Achse erfordert. Beide Lichtarten haben die gleiche grundlegende Farbtemperatur, sehen aber ohne Kompensation auf der Grün←→Magenta-Achse, die ungefähr orthogonal zur Blau←→Amber-Farbtemperaturachse ist, sehr unterschiedlich aus.

Abgesehen von der Farbkorrektur in zwei Dimensionen statt nur in einer gibt es auch das Problem, dass viele künstliche Lichtquellen nicht das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts emittieren.

Die meisten natürlichen Lichtquellen tun dies. Die Sonne, an einem klaren Tag von der Erdoberfläche aus gesehen, mag auf etwa 5500 K zentriert sein, aber es gibt zumindest einen kleinen Teil des gesamten sichtbaren Spektrums im Sonnenlicht. Die Sonne sendet noch mehr elektromagnetische Strahlung aus, als wir von der Erdoberfläche aus sehen und messen können. Die Erdatmosphäre reflektiert und absorbiert einen Teil der von unserer Sonne abgestrahlten Energie und lässt das, was wir sichtbares Licht nennen, leichter passieren. (Natürlich nennen wir es „sichtbares Licht“, weil wir uns so entwickelt haben, dass wir visuell empfindlich auf die Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung reagieren, die die Atmosphäre, in der wir uns entwickelt haben, am leichtesten passieren lässt!)

Wenn wir nur künstliche Lichtquellen verwenden, die kein breites Lichtspektrum abgeben, können wir bestimmte Farben nicht reproduzieren. Dies liegt daran, dass es kein Licht mit den richtigen Wellenlängen gibt, um von unserem Motiv für diese Farbe reflektiert zu werden. Benutzerdefinierte Weißabgleiche sind für eine solche Beleuchtung sehr praktisch. In solchen Fällen müssen wir möglicherweise auch ein HSL-Tool (Hue-Saturation-Luminance) in der Nachbearbeitung verwenden, um einen Farbstich zu entfernen.

_{¹ Es sollte jedoch beachtet werden, dass kein einzelner Stern ein perfekter schwarzer Strahler ist, ebenso wie kein Metall oder anderes Material. Wie der Wiki-Artikel zu „Black Body“ mehrfach betont, modellieren wir Sterne so, als wären sie schwarze Strahler. Es stellt auch fest, dass es im Fall von Überriesen und Hauptreihensternen ziemlich bemerkenswert ist, dass wir damit durchkommen, sie als solche zu behandeln. „Es ist vielleicht überraschend, dass sie so gut in eine Schwarzkörperkurve passen, wenn man bedenkt, dass Sterne in verschiedenen Tiefen sehr unterschiedliche Temperaturen haben.“}

Um das oben Gesagte noch zu ergänzen, sind Farbtemperatur und Weißabgleich im Wesentlichen dasselbe. Die Möglichkeit, den Weißabgleich zu ändern, hebt nicht nur den Effekt der Farbtemperatur auf, sondern ermöglicht es uns auch, eine korrekte Farbtemperatur (oder einen Weißabgleich) für das Foto einzustellen. Tageslicht hat ein Farbtemperaturspektrum wie unten – wir wollen dies nicht aufheben; Stellen Sie nur sicher, dass die Kamera den Weißpunkt für eine solche Szene richtig setzt (bestimmt durch das, was wir als "richtig" empfinden).