Re: Temperatura di colore della luce solare ed angolo di elevazione del Sole rispetto all'orizzonte

From: Tommaso Russo, Trieste <trusso_at_tin.it>
Date: Tue, 05 Oct 2010 00:22:22 +0200

XCOPY ha scritto:
>> La "temperatura di colore" ha senso solo
>> per un'illuminazione a incandescenza (lampada a filamento, arco voltaico).
>
> Dal punto di vista scientifico-teorico, sicuramente e, non per niente, visto
> che non tutte le sorgenti sono simili ad un corpo nero, all'indicazione
> della temperatura di colore si affianca sempre quella dell'indice di resa
> cromatica,

Si', scusami per aver usato una terminologia imprecisa: quello che
intendevo dire era proprio che, se l'indice di resa cromatica e' 100 per
sorgenti assimilabili a un corpo nero, per un Sole al tramonto scade a
valori *molto* inferiori, per eccesso di rosso.

> ma dubito che un fotografo professionista o un regista possano
> essere d'accordo a rinunciare all'indicazione della temperatura di colore di
> sorgenti luminose non incandescenti. :-))

In mancanza di meglio, e nella consapevolezza che un solo scalare non
dice tutto, li capisco benissimo.

Ho riguardato un po' di illuminotecnica e mi ricordavo che era un bel
ginepraio, e sopratutto nelle definizioni degli standard di interesse
per te (temperatura di colore, indice di resa cromatica, osservatore
standard, superfici campione di Munsell): l'attenzione agli aspetti
tecnici e fisiologici e' molto superiore a quella agli aspetti fisici.

Il risultato e' che per determinare la temperatura di colore e l'indice
di resa cromatica di una sorgente luminosa *conoscendo il suo spettro di
emissione* bisogna integrare su tutte le frequenze del visibile *il
prodotto* di tre curve: lo spettro di emissione della sorgente, la
riflettivita' del campioni e la risposta di uno dei tre "pigmenti"
dell'osservatore standard (n.2). E questo per tutt'e tre i pigmenti, per
i 3, od 8, o 14 campioni necessari, e sia per la sorgente in esame che
per il corpo nero di riferimento. Solo dopo si possono riportare i
risultati su uno spazio di colore e calcolare i numerini finali.

Nulla di trascendentale, se si dispone dei dati e di potenza di calcolo
adeguata: ma abbastanza complesso perche' nessuno vi si cimenti per puro
esercizio. Se dovessi farlo io, penso mi richiederebbe qualche settimana.

Non se se a livello industriale, o di ricerca, qualcuno l'abbia fatto.
Il punto e' che anche se l'algoritmo fosse disponibile, ti sarebbe di
poca utilita', perche' per utilizzarlo bisognerebbe dargli in input la
stima dello spettro solare in arrivo - al livello sul mare in cui ti
trovi - con il Sole ad una certa altezza sull'orizzonte. E per per
ottenere tale stima, dovremmo disporre di un modello di atmosfera (e
degli assorbitori e scatterer che contiene) molto accurato, ma non di
un'atmosfera standard: dell'atmosfera com'e' *sopra di te* e, se il Sole
e' basso, nel raggio di *centinaia di chilometri*, proprio nel momento
in cui vuoi scattare la foto.

E' chiaro che per forza di cose tale stima risulterebbe *molto*
approssimata (basta pensare all'influenza che ha il vapore acqueo nel
modificare lo spettro: un cielo coperto *aumenta* (stranamente?) la
temperatura di colore...)

Approssimazione per approssimazione, credo che la strada piu' semplice
sia di utilizzare i dati disponibili per ottenere una curva "circa".

I dati che trovo nel link che hai citato:

Sole all'alba 1850�K
Sole 20 minuti dopo l'alba 2100�K
Sole 30 minuti dopo l'alba 2400�K
Sole 40 minuti dopo l'alba 2900�K
Sole 1 ora dopo l'alba 3500�K
Sole alle 08.30 am (in estate) 5500�K

piu' che approssimati, sono approssimativi: dire "20, 30, 40 minuti dopo
l'alba" non da' nessuna informazione sull'altezza del Sole
sull'orizzonte, senza conoscere latitudine e stagione.

Volevo integrarli con quelli di Wikipedia, ma gia' questo dato:

Luce solare a mezzogiorno: 5400 K

mi pare completamente fuori interpolazione. Quindi uso solo quelli.

Assumo che la latitudine sia 45�N e, vista la precisazione "(in
estate)", che si tratti di dati al solstizio estivo. Immagino inoltre
che siano stati rilevati in qualche modo in una giornata serena e molto
secca (sia nel punto di rilevazione che per centinaia di km intorno).

Da stellarium ricavo le relative altezze del Sole sull'orizzonte:

1� 1850 K
3� 2100 K
4� 2400 K
6� 2900 K
9� 3500 K
30� 5500 K

Faccio interpolare i dati con una spline e ottengo questa curva:
http://trusso.freeshell.org/TempCal/tempcal.png


L'evidente anomalia iniziale e' dovuta al fatto che l'alba per gli
astronomi (altezza del centro del Sole sull'orizzonte = -0,8�) non
corrisponde all'alba per i fotografi (altezza di 1� o 2�? :-).

Estrapolando la curva verso mezzogiorno (che al solstizio significa
altezza 68�) si troverebbe una temperatura di calore di oltre 6000 K. Il
che, pensando a una limpida e secca giornata estiva, ed alla componente
blu che arriva dal cielo circostante, mi sembra sensato.

Credo che ai fini pratici non otterremmo una curva migliore di questa
modellizzando l'assorbimento dell'atmosfera.

Si potrebbe ottenere un'interpolazione migliore se trovi dei dati piu'
pecisi e circostanziati (e magari rilevati sia al mattino che al
pomeriggio: ho l'impressione che a parita' di elevazione solare al
pomeriggio la luce sia piu' "calda" (ossia che la temperatura di colore
sia inferiore :-))

Pero', scusa una domanda: non si trovano in commercio misuratori della
temperatura di colore delle dimensioni di un esposimetro?

Ciao

-- 
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Received on Tue Oct 05 2010 - 00:22:22 CEST

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