Lichttemperatur

Die Farbtemperatur ist ein Maß für den Farbeindruck einer Lichtquelle.

Inhaltsverzeichnis

Definition und Maßeinheit

Die Farbtemperatur ist definiert als die Temperatur eines aufgeheizten Schwarzen Körpers, eines planckschen Strahlers, die zu einer bestimmten Lichtfarbe dieser Strahlungsquelle gehört. Im Einzelnen ist es die Temperaturangabe die bei gleicher Helligkeit und unter festgelegten Beobachtungsbedingungen der zu beschreibenden Farbe am ähnlichsten ist (Englisch: correlated colour temperature = ähnlichste Farbtemperatur) [1].

Die natürlich Einheit der Farbtemperatur ist Kelvin (K). Daraus wird das Mired als das Millionenfache des Kehrwertes der Kelvin-Angabe abgeleitet.

Im CIE-Diagramm gehört zu jeder Farbtemperatur einer Lichtquelle ein Weißpunkt dieser Beleuchtungsart.

Die spektrale Verteilung des Lichts von Strahlern mit gleicher Farbtemperatur kann sehr unterschiedlich sein, sogenannte metamere Lichtquellen. Metameres Licht kann wie bei Glühlampen ein kontinuierliches Spektrum aufweisen oder sich wie bei Energiesparlampen und Flachbildschirmen auf einige schmale Spektralbänder beschränken. Der Farbwiedergabeindex gibt die Qualität der Farbwiedergabe bei Beleuchtung mit einer Lichtquelle an.

Die psychologisch bedingte Einteilung in kalte und warme Farben ist keine Beurteilung der hier beschriebenen Farbtemperatur.

Fotografie

Das gleiche Motiv auf vier verschiedene Farbtemperaturen gesetzt.

In der Fotografie ist die Berücksichtigung der Farbtemperatur wichtig, damit ein Motiv in den korrekten Farben aufgenommen werden kann, das heißt so, wie es dem natürlichen „Seheindruck“ entspricht.

Die internationale Norm für mittleres Sonnenlicht beträgt 5500 Kelvin[2], es ist der Ton eines Sonnentages bei klarem Himmel am Vor- oder Nachmittag. Tageslichtfilme sind so sensibilisiert, dass sie bei Farbtemperaturen um 5500 K eine für das menschliche Auge korrekte Farbwiedergabe ergeben. Kunstlichtfilme entsprechen je nach Typ einer Farbtemperatur von 3100 bis 3400 K.

Um andere Farbtemperaturen zu erreichen werden Konversionsfilter vor das Objektiv gesetzt. In der Digitalfotografie wird ein (oft automatischer) Weißabgleich vorgenommen. Eine Nachbearbeitung unkorrekter Farben im Labor ist in gewissen Grenzen möglich, verringert aber die Qualität der Abbildung.

Die Wirkung eines Konversionsfilters lässt sich rechnerisch erfassen, dazu wird die Einheit Mired benutzt. Die Wirkung eines Filters wird in dieser Einheit angegeben, negative Werte für bläuliche Filter, positive Werte für rötliche Werte. Die korrigierte Farbtemperatur erhält man, indem der Mired-Wert des Filters zur gegebenen Farbtemperatur des Lichts addiert wird. Dabei sind die Vorzeichen der Filter zu beachten.

Leuchtstofflampe - Glühlampe
Farbtemperaturmessung durch Vergleich

Zur Bestimmung der Farbtemperatur gibt es Messgeräte. In den 1950er Jahren wurde mit dem Sixticolor des Herstellers Gossen ein Gerät für Amateurfotografen angeboten, das ausschließlich der Messung der Farbtemperatur diente. Eine preiswertere Variante war der Color Finder in verschiedenen Belichtungsmessern dieser Firma. Ein Farbbalken wurde mit verschiedenen Farbfeldern verglichen, das (subjektiv) farbähnlichste Feld gab die Farbtemperatur an. Die nebenstehende Abbildung zeigt solche eine Messeinrichtung am „Sixtomat x3“ aus dem Jahre 1959, zur Verdeutlichung wurde je eine Aufnahme mit Leuchtstofflampen- und mit Glühlampenbeleuchtung zusammenkopiert.

Charakteristische Farbtemperaturen für typische Lichtquellen (nur Richtwerte)
Lichtquelle Farbtemperatur
Kerze 1500 K
Natriumdampflampe (SON-T) 2000 K 1)
Glühlampe (40 W) 2200 K
Glühlampe (60 W) 2680 K
Glühlampe (100 W) 2800 K
Glühlampe (200 W) 3000 K
Halogenlampe 3000 K
Fotolampe Typ B, Halogenglühlampe 3200 K
Fotolampe Typ A bzw. S, Spätabendsonne kurz vor Dämmerungsbeginn 3400 K
Leuchtstofflampe (Kaltweiß) 4000 K 1)
Xenon-Lampe, Lichtbogen 4500–5000 K
Morgensonne-/Abendsonne, D50-Lampe (Druckerei) 5000 K
Vormittags-/Nachmittagsonne 5500 K
Elektronenblitzgerät 5500–5600 K
Mittagssonne, Bewölkung 5500–5800 K
Tageslichtlampe 5600–7000 K 1)
Bedeckter Himmel 6500–7500 K
Nebel, starker Dunst 7500–8500 K
Blauer Himmel (z. B. im Schatten) bzw. kurz nach Sonnenuntergang und kurz vor Sonnenaufgang, Blaue Stunde 9000–12.000 K
Klares blaues, nördliches Himmelslicht 15.000–27.000 K
1) Gasentladungslampen haben ein diskontinuierliches Spektrum.

Schwierigkeiten

Künstliche Lichtquellen können besondere Probleme bereiten. Insbesondere Leuchtstofflampen können je nach Alter und Beschichtung der Glasröhre unterschiedliche Farbtemperaturen und Farbwiedergabeeigenschaften (Farbwiedergabeindex) haben. Mischungen verschiedener Lichtquellen bieten Komplikationen.

Für optische Zwecke, wie Proofdruck-Beurteilungen gibt es spezielle Leuchtstofflampen mit definierter Farbtemperatur mit 5000 oder 6500 K und günstigerem Alterungsverhalten. Beim Einsatz als Lichtquelle für Fotoaufnahmen kann es unter Umständen sein, dass diese Lichtquellen keineswegs, wie es dem menschlichen Auge erscheint, ein breitbandiges weißes Licht ausstrahlen. Prinzip- und konstruktionsbedingt kann das Spektrum mehr oder weniger breite Lücken aufweisen. Korrelieren diese Lücken mit Empfindlichkeitsminima oder -maxima des Bildaufnahme-Sensors entstehen unerwartete Effekte.

Zum anderen lassen sich insbesondere in der Digitalfotografie Effekte mit Hilfe der Farbtemperatur und des Weißabgleichs erzielen.

Unterschiedliche Farbtemperaturen ohne eine Vergleichslichtquelle lassen sich vom Subjekt nicht objektiv beurteilen. Die chromatische Adaption des menschlichen Gesichtssinnes führt einen beständigen Weißabgleich durch.

Farbtemperatur (ungefähre Ansicht)

Spektralklassen der Sterne

Die Spektralklassen von Sternen sind nach Oberflächentemperatur untergliedert. Diese Temperatur entspricht der Strahlung eines Schwarzen Körpers und steht damit in direktem Zusammenhang mit der Farbtemperatur.

Die beiden leicht zu findenden Hauptsterne im Sternbild Orion, Beteigeuze und Rigel, lassen sich am Sternenhimmel farblich sehr gut unterscheiden. Beteigeuze ist deutlich rötlicher und gehört mit einer Oberflächentemperatur von 3.450 K in die Spektralklasse M, der bläuliche Rigel ist mit 10.500 K deutlich heißer und gehört zur Spektralklasse B.

Die Sonne hat eine Oberflächentemperatur von 5.778 K. Dies entspricht der Temperatur, die in der nebenstehenden Tabelle als die Farbtemperatur der Mittagssonne angegeben ist. Die Normlichtart D50, die der Beleuchtung mit einer Farbtemperatur von 5.000 K entspricht, wird an klaren Tagen am Vor- bzw. Nachmittag erreicht, wenn die Atmosphäre stärker dämpft.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Internationales Wörterbuch der Lichttechnik CIE/IEC– Kapitel 845
  2. DIN 5031 T3 und DIN 5033 T7, Lichtart D55

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