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光的色温对奥林巴斯显微镜的影响

2014-03-26  发布者:admin 

 色温的概念是基于理论上的标准化的材料称为黑体辐射器冷却至一种状态,其中所有分子运动已经停止发射的温度和辐射之间的关系。 可以想像,在停止所有分子运动,温度被描述为在绝对零度或0开尔文,这等于-273摄氏度。

设想现在,该黑体辐射器被加热到​​的冷冻水的温度,等于273开尔文,0摄氏度或32华氏度。 黑色的机身,然后再加热到开水的温度:373开尔文,摄氏100度或华氏212度。 如果黑体继续加热,它就会开始发光,并发出自己的光。 当温度达到3200开尔文,散热器会发出具有可见光谱相同的光由一个钨丝,典型的在显微镜下发现灯所产生的色温 。

黑体辐射体的绝对温度始终以开尔文,这相当于(度增量是相同的),以摄氏度(℃),加273度。 例如,1000 K等于727°C。 因此,我们可以定义一个光源的色温为黑体辐射体的绝对温度的值时,所述散热器色度匹配,该光源。 在荧光灯和其他来源,只能近似于黑体的色度 ​​的情况下,经校正的词相关色温度是通过一个计算色度应用。

虽然这个黑体辐射实际上并不存在,许多金属的行为以类似的方式,因此,我们可以采用黑色金属马掌(图1)作为本次讨论的例子。 在图1中,马蹄先加热到约900多K的温度(图1(a)),在那里它开始焕发出暗红色。 当温度升高到1500 K和2000 K时,马蹄形之间(图1(b))变为黄色至亮红色。 仍进一步升高温度至刚好超过3000°K产生黄色至白色的颜色转变(一个钨丝,如图1(c)的颜色温度),并在5000 K以上的日光,图1(色温(d)段),会出现一个蓝白色的颜色。 这个概念可以进一步探讨在我们的互动Java支持的色温教程下面链接。

色温的概念是非常重要的摄影,其中薄膜乳液必须平衡,以准确呈现颜色使用不同的光源。 这是特别真实的摄影通过显微镜。 膜意在外面用在普通的日光或室内荧光灯或闪光灯照明,是平衡的制造过程中为5500 K的色温可选地,设计用于在室内使用钨丝灯泡(或在显微镜)膜是均衡为的3200 K的色温的日光色光谱的3400 K的5500Ķ平均值在一天中的不同部分而不同,并且也季节依赖性(见表1)。 在清晨和傍晚,色温将下降到5000 K和下面,引起颜色的变化在导致暖(偏红)色彩再现的乳液。

有研究色温现象时要考虑的两个重要点。 光源的色温值仅指源的可视外观,而不一定描述的效果这源将会对照片或显微照片。 另外,颜色温度不考虑可见光源的光谱分布。 在其中一个光源,如荧光灯,激光,或气灯,不具有光谱分布类似于黑体辐射器的情况下,其单独的色温不是选择适当的过滤器进行色彩平衡的可靠手段更正。 因此,尽管两个不同的光源可以被描述为具有相同的色温,曝光的照相乳剂可向源有不同的反应。 当使用荧光灯或类似光源,每个波长的比较膜的灵敏度和光谱输出是必要的,以确定色温度平衡正确的过滤器。

为光源的评价接受的惯例,在关于对色彩平衡调节滤波器的要求,采用的色温,这被称为microreciprocal度mireds,当由百万乘以倒数。 因为倒数单位给定的总和大约相当于该发出可见光谱(从1,000 K到10,000 K的范围内)在大多数光源相同的色差这种方法是非常有用的。 例如,产生一个100多K的色温降低在3200 K光源的颜色转换滤镜会产生一个10,000 K的光源,减少了约100万。 将这些值来mireds:

(1/3200 K) × 1,000,000 = 313 mireds

(1/3100 K) × 1,000,000 = 323 mireds

323 mireds (3100 K) - 313 mireds (3200 K) = 10 mireds

and

(1/10,000 K) × 1,000,000 = 100 mireds

(1/9000 K) × 1,000,000 = 111 mireds

111 mireds (9000 K) - 100 mireds (10,000 K) = 11 mireds

很明显,虽然转换10,000 K和3200 K光源之间的度差分别为100万和100 K是,当作为拨拉装置(10与11 mireds)相比,实际过滤差异几乎是相同的。

最近,术语倒数megakelvins(1/MK)已使用柯达和其他取代mireds。 表示在倒数megakelvins倒数色温具有相同的值作为mireds,但该值是由第一表达在megakelvins色温(1 MK = 1,000,000 K)和取倒数来确定。 例如,5500κ轻源可以表示为:

0.0055 MK

以倒数:

1/0.0055 MK = 182 MK-1 = 182 Mireds

设计修改光源的有效色温滤镜可以由表达式定义及其相互移值来定义:

倒数移值= 1/T(2) - 1/T(1)

其中,T(2)是光的色温度,通过色彩平衡滤波器已经通过与T(1)是原始光源的色温。 例如,如果在显微镜钨 - 卤灯的色温为日光平衡的薄膜待校正的公式来计算的倒数移值将是:

1/0.0055 - 1/0.0032 = 182 - 313 = -131 MK-1

在此示例中,往复移值为-131 MK -1。 请注意,该往复移值的符号是负的,当转换或平衡滤波器引起的光源的色温发生。 相反,当转换或平衡滤波器降低光源的色温,往复移值是一个正数。(本文来源:光的色温对奥林巴斯显微镜的影响

几乎所有的室内/钨膜已被设计成当由具有3200 K的色温在这些情况下的光照射与正确的色彩平衡反应,在薄膜上的颜色将匹配那些观察到的图像。 这些膜称为B型室内膜和包括该克塔克罗姆和富士正片钨平衡膜。 A型室内膜到3400稍高色温度(K)反应,并包括钨平衡柯达克罗姆40T作为这种类型的膜的例子。 约5500 K A色温是需要匹配所有室外或日光胶片的色彩平衡设计。

其中一个在显微摄影的首要任务是确保光线到达胶片色温正确匹配主要适用于彩色胶片的设计色温。 在显微镜几乎总是使用钨,或者更可能的钨卤素灯泡,作为光源。 大多数标本,除荧光标本,不发出自己的光芒。荧光设备可能使用汞或氙气灯,以激发标本发出荧光,这往往需要用日光型胶片相匹配的色彩平衡。

近似​​色温 
普通光源
日光源 色温 
(K)
倒数 
Megakelvins 
(MK-1)
天空光 12000至18000 83至56
阴天 7000 143
中午的太阳/晴朗夏天的天空 5000至7000 200〜143
中午的太阳/晴朗冬季的天空 5500至6000 182至167
摄影日光 5500 182
中午的阳光 
(时间相关)
4900至5800 204至172
一般中午阳光 
(北半球)
5400 185
在30度高度的阳光 4500 222
在20度高度的阳光 4000 250
在10度高度的阳光 3500 286
日出和日落 3000 333
人工光源 色温 
(K)
倒数 
Megakelvins 
(MK-1)
电子闪光灯 5500至6500 182至154
蓝涂层闪光球泡灯 5500至6500 182至154
氙气灯 6000 167
白焰碳弧 5000 200
锆闪光灯泡 
(AG-1&M3)
4200 238
暖白荧光灯管 4000 250
铝填充闪光球泡灯 
(M2,5,&25)
3800 263
500W 3400K 溢光 3400 294
500W 3400K 卤钨照片灯 3200 313
12 Volt/100W 
卤钨灯@ 9V
3200 313
12 Volt/50w 
卤钨灯@ 9v
3200 313
6 Volt/20或30w
卤钨灯@5.5-6w
3200 313
200W家用灯泡 2980 336
100W家用灯泡 2900 345
75W家用灯泡 2820 354
40瓦家用灯泡 2650 377
煤油灯 2000至2200 500到455
烛火 
(英国标准)
2900 345
表1

怎样显微镜确保光线到达胶片的色温相匹配电影的设计? 从卤素灯泡的加热线圈所产生的光的温度是依赖于通过灯泡加热的灯丝发出的电压。 钨和钨-卤灯发射出的能量的连续光谱 ,是由一个相对恒定的输出对于每个波长(图2)表现。 大部分由这些灯发出的能量是在光谱(红色和更高)的长波长部分,它们随后产生大量的热量,不进行光学显微术有用。 事实上,由钨和钨 - 卤灯发出的能量的大约90%被释放的红外辐射和热的形式。 一个典型的钨灯的可见光谱示于图2中为3的色温。 注意,该光谱分布是相似的每种颜色温度,用蓝色到红色的比例增加,因为色温度增加通过提高施加到灯上的电压。

几乎所有的现代显微镜有一降压变压器与内置在显微镜底座的电压调节器。 由该变压器产生的电压通常是由一个旋钮或车轮或放置在显微镜的底部或侧部上的滑块控制。 在许多现代的显微镜,该电压是由发光二极管或电压表直接显示的电压表示。 表1示出了常见的几种显微镜灯泡的色温和多种时,在特定的电压或在自然条件下设定的其他光源。 较高的显微镜的降压变压器的电压设定,较高发射的光的色温。 随着电压升高时,白色光变得更蓝,随着电压的减小,光变得更红黄色。 一旦电压彩色显微摄影已正确设置,不使用电压调节器来调整亮度,因为这种调整会影响色温。

适当地平衡光的测试,匹配影片的设计,是有一个显微照片的清晰的背景显示为白色。 偏蓝的背景表示过高的色温,而黄色背景表示过低的色温。

为了便于正确设置显微摄影,许多现代显微镜有一个光电压按钮在按下时,会自动设置为9伏12伏100瓦的卤素灯或600伏20瓦的卤素灯泡的5至6伏,提供光逼近3200开尔文。

当使用黑色/白色膜(色温度是不相关),改变电压要在显微镜灯将改变光的强度。 提高电压在这种情况下会增加强度,缩短曝光,而降低电压会降低强度,导致更长时间的曝光。

而最常用的灯泡(12伏,100瓦的卤素;或6伏20瓦或30瓦的卤素)可以被设置以产生色温接近3200开尔文(以匹配的室内B型膜的色彩平衡) ,没有这些灯泡(氙气灯除外)能辐射光线适宜日光平衡片。 为了产生光模拟日光的质量,颜色转换过滤器必须被放置在光路中,无论是在显微镜的光端口或内置的固定器。最常用的变换过滤器(产生的色温大跳跃)是柯达80A滤波器(3200开至5500开尔文)或其亲属80B,80C,80D(参照表2和图3)。 对于奥林巴斯显微镜,相当于日光平衡滤波器被称为LBD过滤器,以及尼康显微镜的过滤器被称为NCB过滤器。 柯达80系列转换过滤器的可见吸收光谱示于图3。 这些过滤器显示出最大吸收集中在可见光谱中,包括大部分的黄色和红色波长的600-650区域。 该过滤器80A具有最高的消光系数,因此,通过吸收更多的红色和黄色的光,会产生在有效色温的最大位移(见表2),接着是80B,80C,和80D。

色温转换计算器

使用我们的色温转换计算器来确定转换的显微镜照明从一个色温到另一个适当的过滤器。 只需选择起始颜色温度,并从下拉菜单中选择所需的最终色温,和我们的互动的Java计算器将自动进行计算。

对于小的增加色温,淡蓝色的柯达82系列滤光镜(表2)可以使用。 反之,对于小滴在色温,淡黄色柯达81系列过滤器用于(表2和图5)。 当尝试一个日光平衡显微镜光源的色温转换,如氙气灯或闪光灯管与钨平衡彩色胶片的使用,使用琥珀柯达85系列滤光镜。 虽然这是更为实际利用配备有钨卤素光源,尤其是对关键的显微摄影显微镜,这些过滤器将成为在这情况下是无法使用其他灯具。

曝光补偿与 
色彩转换和平衡滤波器
过滤器 改变色温 Film 提高曝光 
(F光圈)

相互转移
(MK-l)

 
  From To      
80A 3200K 5500K 阳光 2 -131
80B 3400K 5500K 阳光 1 2/3 -112
80C 3800K 5500K 阳光 1 -81
80D 4200K 5500K 阳光 1/3 -56
81 - -100K 钨/日光 1/3 9
81A - -200K 钨/日光 1/3 18
81B - -300K 钨/日光 1/3 27
81C - -400K 钨/日光 1/3 36
81D - -500K 钨/日光 2/3 45
81EF - -650K 钨/日光 2/3 59
82 - +100 K 钨/日光 1/3 -9
82A - +200 K 钨/日光 1/3 -18
82B - +300 K 钨/日光 2/3 -27
82C - +400 K 钨/日光 2/3 -36
85 5500K 3400K  
(A型)
2/3 112
85B 5500K 3200K  
(B型)
2/3 131
85C 5500K 3800K 1/3 81
NCB 
(尼康)
3200K 5500K 阳光 2 -131
LBD 
奥林巴斯
3200K 5500K 阳光 2 -131
表2

这些“微调”过滤器(柯达系列81,82和类似的过滤器),用于制造更小的调整(100 K至600 K)色温有用的被称为色彩平衡滤镜,而不是产生大的变化的颜色转换器 (几千开尔文)中的色温。 在表2中列出的值可以作为一个准则时,放置在光路中展示的色彩平衡和转换过滤器的效果。 在图4所示的共线也可用于确定适当的滤波器,以选择从一个已知的起始色温度转到所需的色温。 使用该曲线图中,放置一个直边尺原始源的色温,连接到该转换后的源程序。 通过在标尺上交叉的中心轴线的点确定了必要的过滤器来实现颜色转换。 确定所需的色温转换滤镜的色彩平衡调整的更方便的方法是采用我们的色温转换计算器 ,用于计算相应的过滤器时,正确的起点和最终的色温从下拉菜单中选择。