"Weiß" ist nicht gleich "Weiß"
Selbst „weißes“ Licht lässt sich auf unterschiedlichste Art erzeugen. Je nach Problemstellung, Lichtbedarf, Objektgröße, Einbaumaße werden verwendet:
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LED-Beleuchtungen
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Halogen-Glühlampen
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Fluoreszenzlicht (hochfrequent)
Eine besondere Rolle in der Bildverarbeitung nimmt die LED-Beleuchtung ein. Ihre charakteristischen Eigenschaften, wie lange Lebensdauer, mechanische Robustheit ideale Anordnungsfähigkeit in fast beliebig geformten Gehäuseformen sprechen für Ihren Einsatz. Ihre Lichtfarbe kann nicht nur weiß, sondern auch rot, grün oder blau, infrarot oder sogar ultraviolett sein. Dies ermöglicht das Lösen von Applikationen, die mit anderen Beleuchtungstypen nicht möglich wäre. Daher wird ein Großteil der industriellen BV-Anwendungen mit LED-Beleuchtungen realisiert, fast ausschließlich im Bereich der hyperspektralen Bildverarbeitung werden noch Halogenlampen aktiv verwendet. Floureszenzröhren sind als großflächige Hallenbeleuchtung, aber auch noch in der Farbmessung als Normlichtröhren (z.B. D65) im Einsatz.
Der Begriff der Farbtemperatur
Nicht jede weiße Lichtquelle wirkt für den Betrachter gleich weiß. Auch für das Farb- (wie auch Monochrom-) Kamerasystem ist dies zu beobachten, dass die Bilder farbliche Effekte zeigen, oder sich die Grauwerte deutlich verschieben.
Für die folgenden vier Bilder wurde die Farbkamera (ohne IR-Cut-Filter vor dem Sensorglas) in den Standardeinstellungen ohne zusätzlichen Weißabgleich verwendet, um die deutlichen Unterschiede des Lichtspektrums zu zeigen. (Ein Teil der Effekte ließe sich mit einer Weißabgleichsfunktion kompensieren, ein Teil nicht.)
Tageslicht
Bild hat normale Farben, wie der Mensche es ebenfalls sieht. Weiße Referenzfläche links ist hellgrau
Weiße LED
Blaue Logos (links oben) aufgehellt, Bild insgesamt kühlere Farbwirkung durch Blaustich
Weiße Neonröhre
Weiße Referenzfläche wirkt gelbgrün, Grüntöne sind etwas heller
Halogenlampe/ ohne IR Cut
Weiße Referenzfläche wirkt orangerot, Bild aufgrund vieler Gelb- und Rottöne komplett verfärbt und geringer Kontrast vorhanden.
Woher stammt dieser Begriff?
Die Temperatur einer Farbe wird in Kelvin (K) bemessen und angegeben und ist ein Maß für den Farbeindruck einer Lichtquelle. Das für das menschliche Auge sichtbare Spektrum bewegt sich etwa zwischen 2.790 und 11.000 Kelvin.
Die physikalische Erklärung hierfür ist die Definition des „Schwarzen Körpers“ nach Max Planck. Ein Schwarzer Körper absorbiert alle einfallende Strahlung, reflektiert also keine Strahlung. Als Farbtemperatur wird diejenige Temperatur des schwarzen Körpers bezeichnet, damit dessen Lichtemission den gleichen Farbeindruck erweckt wie die tatsächlich vorhandene Beleuchtung.
Ein Schwarzer Körper mit einer Temperatur von 5500 K hat ein Strahlungsspektrum, das in etwa dem des Tageslichts entspricht.
Jede Beleuchtungsart zeigt ein individuelles Lichtspektrum mit unterschiedlicher Verteilung über den sichtbaren Bereich der Wellenlängen mit unterschiedlilcher Intensität. Eine Glühlampe weist zwar ein lückenloses Spektrum auf, das jedoch eine typische glockenförmige Intensitätsverteilung eines "Schwarzkörper"-Strahlers aufweist. Metallhalid-Lampen, Fluoreszenzlampen und LEDs haben sogar recht deutliche Emissionen in ganz bestimmten Wellenlängenbereichen.
Farbtemperatur verschiedener Beleuchtungen
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