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Was bedeuten Kelvin, Mired, Wratten-Filternummer und CC-Dichtewert?
Grundbegriffe der Farbtemperaturmessung
Die meisten natürlichen und künstlichen Lichtquellen sind Glüh- oder ther-
mische Strahler, die Licht durch Hitze erzeugen. Die Hitze kann z.B. durch
Kernfusion (Sonne, andere Sterne), chemische Verbrennung (Kerzenflamme,
Petroleumlampe) oder Stromfluß (Glühbirne) entstehen. Je nach Temperatur
der lichtabstrahlenden Oberfläche ist dabei die Lichtfarbe etwas verschie-
den, und zwar mit zunehmender Temperatur von Rot über Orange, Gelb und
Weiß in Hellblau übergehend. Lichtfarbe hat also mit Temperatur zu tun.
Ein warmer Körper sendet elektromagnetische Strahlung fast aller Wellen-
längen aus, bei niedrigerer Temperatur fast nur sehr langwellige Strahlung,
aber je heißer die Oberfläche wird, desto intensiver wird die Strahlung (sie
steigt mit der 4. Potenz der Kelvin*-Temperatur) und um so mehr verschiebt
sich ihr Intensitätsmaximum zu kurzen Wellenlängen. Im Temperaturbereich
üblicher Lichtquellen von etwa 1
600 K (Kerzenflamme) über 2600 K (Haus-
haltsglühlampe) und 3200
K (Halogenlampe) bis 5500 K (Sonnenlicht) und
sogar über 10000 K (Schweißbrenner) hinaus verlagert sich das Intensitäts-
maximum von Infrarot über Rot (bei ca. 4000
K) zu Blau (bei ca. 7000 K) und
darüber hinaus zu Ultraviolett. Daher ist es möglich, aus dem Intensitätver-
hältnis zwischen Rot- und Blauanteil im Licht beliebiger thermischer Strah-
ler deren Oberflächentemperatur zu berechnen und ihre Farbeigenschaften
durch diese in Kelvin angegebene Temperatur zu charakterisieren, die dann
Farbtemperatur“ heißt. Genau das macht ein Farbtemperaturmesser.
Ein Film oder der Sensor einer Digitalkamera benötigt, um bei jeder Art von
Beleuchtung eine naturgetreue Farbwiedergabe zu gewährleisten, jedoch
stets eine solche Farbzusammensetzung der Beleuchtung des zu fotografie-
renden Motivs, wie die, auf welche seine Farbempfindlichkeit abgestimmt
ist.
Ein auf die Farbtemperatur 5500 K abgestimmter Tageslichtfarbfilm be-
nötigt also eine über das gesamte Farbspektrum (alles sichtbare Licht) hin-
weg sehr gleichmäßige Intensität mit einem Maximum bei ca. 525
nm, d.h.
etwa bei einem mittleren Grün. Wird bei Kunstlicht mit z.B. 2600 K (Glüh-
lampe) fotografiert, wäre der Rotanteil relativ zum Blauanteil viel zu hoch,
was zu einer rotorangen Verfärbung führte. Um dies zu verhindern, muß mit
einem vorgesetzten Korrekturfilter Rot sehr stark abgeschwächt werden,
Orange auch noch stark, Gelb schon etwas weniger und Grün noch etwas
weniger, damit die Intensitätsverlaufs-Kurve von Blau bis Rot wieder fast
so geradlinig und horizontal wie die von Tageslicht wird. Solche Korrektur-
filter heißen Konversionsfilter oder LB-Filter (LB = „light balancing“).
Leider kann die Filterstärke nicht durch die Differenz zwischen der Farbtem-
peratur, die das vorhandene Licht hat, und der Farbtemperatur, die der Film
oder Sensor benötigt, ausgedrückt werden, weil ein und dieselbe Differenz
bei niedriger Farbtemperatur eine erheblich größere Wirkung hat als bei
hoher Farbtemperatur
. So wirkt sich z.B. die Differenz zwischen 2000 K und
2500 K genauso aus wie die zwischen 2500 K und 3333 K oder wie die zwi-
schen 3000
K und 4286 K, obwohl die Differenz von 500 K auf 1286 K stieg.
Wenn man jedoch die Kehrwerte der Farbtemperaturbeträge bildet, z.B. bei
2000
K den Kehrwert 1/2000 = 0,0005, dann lassen sich Differenzen bilden,
die genau proportional zur Farbwirkung sind und sich daher zur Berechnung
der Korrekturfilterwerte addieren und subtrahieren lassen. Weil diese Kehr-
werte jedoch sehr klein sind, im obigen Beispiel 2000
K war der Kehrwert
0,0005, multipliziert man sie mit dem Faktor 1 Million (was eine entspre-
chend kleinere Einheit ergibt), um handliche Zahlen zu bekommen, die man
Mired-Werte nennt (mi-re-d = micro reciprocal degree). So ergibt z.B. der
Kehrwert 0,000
5 von 2000 K also 0,0005 · 1000000 Mired = 500 Mired.
Auf Filtern werden aus unerfindlichen Gründen aber meistens Dekamired-
Werte angegeben, die 1/10 so groß sind (z.B. 120 Mired = 12 Dekamired).
Leider haben sich als Bezeichnung für die Stärke von LB-Filtern vor allem im
fortschrittlichen, aber bezüglich Maßeinheiten sehr rückständigen Amerika
die vor etwa 100 Jahren von Frederick Wratten eingeführten und von Kodak
übernommenen Wratten-Filternummern erhalten, die keinerlei Logik fol-
gen und auswendig gelernt oder mit Tabellen, wie auf der Rückseite des
KCM-3100 und auf S. 18 und 19 angegeben, identifiziert werden müssen.
Wer Filter mit dieser Bezeichnung benutzt, kann sich vom KCM-3100 statt
Mired-Werten die Wratten-Filternummern anzeigen lassen (siehe S. 10).
CC-Filter (CC = „color compensating“) haben nichts mit Farbtemperatur zu
tun, sondern dienen zur Behebung andersartiger Farbstiche. Sie sind in bis
zu sechs Grundfarben (Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau) jeweils nach
densitometrischen Dichtewerten gestaffelt (z.B. 05, 10, 20, 40) erhältlich.
Fotografisch werden fast nur Magenta- und selten Grünfilter benötigt, die
Magentafilter meistens zur Behebung des Grünstichs von Leuchtstoffröhren.
* Kelvin (Einheitenzeichen K) ist die Maßeinheit einer Temperaturskala, deren Teilung mit
der im Alltag üblichen Celsius-Temperaturskala übereinstimmt, aber nicht beim Gefrier-
punkt des Wassers, sondern beim absoluten Nullpunkt von ca. -273,15 °C beginnt. In der
Physik wird die Kenvin-Temperaturskala bevorzugt, weil sie einfache Formeln ermöglicht.
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