Realistische Beleuchtung bei 3D-Renderings: Farbtemperatur und Lichtfarbe

In diesem Artikel versuche ich Richtwerte für die Farbe verschiedener Lichtquellen im RGB-Farbsystem zu erläutern. Es soll keine detaillierte wissenschaftliche Arbeit sein, sondern der Schwerpunkt liegt auf der Absicht, 3D-Szenen beleuchtungstechnisch noch realistischer darzustellen. Für diejenigen, die  tiefer in das Thema einsteigen möchten, weise ich auf weiterführende Internetseiten hin.

Was ist Farbtemperatur, Farbbalance, Lichtfarbe und die Black-Body Kurve?

Die Farbtemperatur ist die Temperatur die theoretisch nötig ist, einen schwarzen Körper aufzuheizen, damit dieser eine bestimmte Farbe wiedergibt. Sie wird in Kelvin gemessen. Je höher der Wert, desto weißer bzw. blauer nehmen wir das Licht wahr. [http://de.wikipedia.org/wiki/Farbtemperatur]

Die Lichtfarbe ist die Eigenfarbe die eine Lichtquelle besitzt. Auch diese wird in Kelvin gemessen [http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtfarbe].

Auf der Black-Body Kurve, die aus einem europäischen Farbnormsystem hervorgeht (s.u.), sind diese Farbtemperaturen in Kelvin angegeben. Diese enthält die Farbtöne von Rot, Orange, Gelb, Weiß bis Blau. [http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:CIE-Normfarbtafel.png&filetimestamp=20110411013802].

Die Farbbalance bei einem Rendering legt fest welche Lichtfarbe die Umgebung hat und zeigt dadurch an, welche Lichtfarbe die Lichtquellen(Beleuchtungsart) haben. Ist die Farbbalance gleich der Farbtemperatur einer Lichtquelle wird die Lichtquelle weiß dargestellt. Ist die Farbtemperatur der Lichtquelle höher wird die Farbe blauer und ist sie niedriger wird sie roter.

Richtwerte für die Farbtemperatur der Umgebung (Farbbalance):
Für Außenszenen und Tageslicht Innenaufnahmen = 5500K (Internationale Norm für mittleres Licht)
Für Kunstlichtaufnahmen = 3200K (Mittelwert)

Richtwerte für die Farbtemperatur von Lichtquellen:
Kerze
1700K
Glühbirne
2800K
Halogen
3000K
Himmel
7000K
Mittagssonne
5600K
Tageslicht (Himmel und Sonne)
6000K

Ein Beispiel für die Auswirkung von Farbbalance und Farbtemperatur einer Lichtquelle: Die Mittagssonne (5600K) wird in einer Außenszene (5500K) weißlich dargestellt. Aber bei einer Kunstlichtbeleuchtung  (3200K) müsste diese bläulich dargestellt werden.

Diese Tatsachen,  die Ausarbeitung von Jeremy Birn [http://www.3drender.com/] und eigene Testrenderings dienen als Grundlage und liefern folgende Ergebnisse:

Lichtfarben in RBG bei 5500K:
Kerze
180,107,88 (#B46B58)
Glühbirne
185,153,95 (#B9995F)
Halogen
192,181,151 (#C0B597)
Himmel
177,189,195 (#B1BDC3)
Mittagssonne
193,191,174 (#C1BFAE)
Tageslicht (Himmel und Sonne)
190,190,190 (#BEBEBE)


5500K Glühlampe und Himmel


5500K Halogen und Tageslicht


5500K Kerze und Mittagssonne

Lichtfarben in RBG bei 3200K:
Kerze
191,181,108 (#BFB56C)
Glühbirne
191,189,155 (#BFBD9B)
Halogen
192,192,183 (#C0C0B7)
Himmel
144,159,184 (#909FB8)
Mittagssonne
175,182,190 (#AFB6BE)
Tageslicht (Himmel und Sonne)
167,178,188 (#A7B2BC)


3200K Glühlampe und Himmel


3200K Halogen und Tageslicht


3200K Kerze und Mittagssonne

Die Lichtfarben sollen als Richtwert gelten und auf die jeweilige Szene angepasst werden.

 
 
 

Ein Kommentar zu “Realistische Beleuchtung bei 3D-Renderings: Farbtemperatur und Lichtfarbe”

  1. Edheldil
    2. April 2013 um 15:05

    Super Artikel.
    Genau nach solchen Richtwerten habe ich schon dumm und dämlich gesucht!
    1A

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