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白平衡和色温
2017/08/01,   由 jom239300891 发布设计      设计文章      数码艺术        0  评论

白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?这就涉及到一些色彩学的知识,白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当一种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关(请参阅《色彩学原理》),举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同,既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。


在了解白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念――色温。所谓色温,简而言之,就是定量地以开尔文温度(K)来表示色彩。英国著名物理学家开尔文认为,假定某一黑体物质,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如,当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时,就会变成暗红色,达到1050-1150摄氏度时,就变成黄色,温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”,这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它,这就是色温。打铁过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。色温现象在日常生活中非常普遍,相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调,不同的路灯也会发出不同颜色的光,天然气的火焰是蓝色的,原因是色温较高。万里无云的蓝天的色温约为10000 K,阴天约为7000~9000 K,晴天日光直射下的色温约为6000 K,日出或日落时的色温约为2000 K,烛光的色温约为1000 K。这时我们不难发现一个规律:色温越高,光色越偏蓝;色温越低则偏红。某一种色光比其它色光的色温高时,说明该色光比其它色光偏蓝,反之则偏红;同样,当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光的色温偏高,反之偏低。

由于人眼具有独特的适应性,使我们有的时候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了,并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红,如果突然把日光灯改为钨丝灯照明,就会觉查到白纸的颜色偏红了,但这种感觉也只能够持续一会儿。摄像机的CCD并不能像人眼那样具有适应性,所以如果摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。那么什么是白平衡呢?白平衡就是针对不同色温条件下,通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色,更接近人眼的视觉习惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下,摄像机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整,使之成像后仍然为白色。这是一种经常出现的情况,但不是全部,白平衡其实是通过摄像机内部的电路调整(改变蓝、绿、红三个CCD电平的平衡关系)使反射到镜头里的光线都呈现为消色。如果以偏红的色光来调整白平衡,那么该色光的影像就为消色,而其他色彩的景物就会偏蓝(补色关系)。


色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Pa表示。色温是按绝对黑体来定义的,光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对说要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布集中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为:标准烛光为1930K(开尔文温度单位);钨丝灯为2760-2900K;荧光灯为3000K;闪光灯为3800K;中午阳光为5400K;电子闪光灯为6000K;蓝天为12000-18000K。

在色温上的喜好是因人而定的,这跟我们日常看到景物景色有关,例如在接近赤道的人,日常看到的平均色温是在11000K(8000K(黄昏)~17000K(中午)),所以比较喜欢高色温(看起来比较真实),相反的,在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K),也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景,看起来就感觉偏青;相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情,您会感觉有点偏红。



色温是摄影领域的一个重要部分,但有很多摄影爱好者根本就不知道其真正的含义。在一般读者眼中,色彩和温度是风牛马不相及的两码事,而在摄影领域,光源总是根据它们的色温来定义。色温的单位是开尔文。和华氏温度、摄氏温度一样,开尔文也是温度的一种计量单位。色彩和开尔文温度的关系起源于黑体辐射体(对它加热直到它发光),在不同温度下呈现的色彩就是色温。当这个黑色物体受热后开始发光时将变成暗红色,如果继续加热就会变成黄色,然后是白色,最后就会变成蓝色。这种色温现象在日常生活中非常普遍,相信人人都对它再熟悉不过了。万里无云的蓝天的色温约为10000 K,阴天约为7000~9000 K,晴天日光直射下的色温约为6000 K,荧光灯的色温约为4500 K,钨丝灯的色温约为2600 K,日出或日落时的色温约为2000 K,烛光下的色温约为1000 K。


色温对于数码相机而言就是白平衡的问题,这也是很多摄影爱好者比较头疼的环节。在各种不同的光线状况下,目标物的色彩会产生变化。在这方面,白色物体变化得最为明显:在室内钨丝灯光下,白色物体看起来会带有橘黄色色调,在这样的光照条件下拍摄出来的景物就会偏黄;但如果是在蔚蓝天空下,则会带有蓝色色调。在这样的光照条件下拍摄出来的景物会偏蓝。为了尽可能减少外来光线对目标颜色造成的影响,在不同的色温条件下都能还原出被摄目标本来的色彩,就需要数码相机进行色彩校正,以达成正确的色彩平衡,这就称为白平衡调整。


现在的数码相机都有白平衡感测器,一般位于镜头的下面。白平衡机构会试图把白色制成纯白色。如果这个最亮的部分是黄色,它会加强蓝色来减少画面中的黄色色彩,以求得更为自然的色彩。数码相机只要在拍摄白色物体时正确还原物体的白色,就可以在同样的照明条件下正确还原物体的其他色彩。


现在数码相机白平衡的调整一般具有4~5种模式,因厂家的不同而稍有差异,但差别不大。在佳能的数码相机上,一般分为自动、白天、阴天、白炽灯、荧光灯等模式。在白天模式下,数码相机的白平衡功能会加强图像的黄色,当你在晴天的室外拍摄时,可以把白色平衡功能设定在白天模式;如果在室内拍摄,要根据室内灯源来进行设定,一般有钨灯和荧光灯两种,在荧光灯模式下白色物体会出现蓝色色彩。而在钨灯模式下,数码相机的白平衡功能则会加强图像的蓝色。如果误把白色平衡设定在白天模式,画面颜色会变得太黄。

照片受拍摄场所的光线影响很大。白平衡就是指对此进行调节的一种功能。在自动模式下颜色不自然时,根据拍摄场所的光线,选择“白天”、“钨灯”、“荧光灯”等模式进行拍摄会得到更好的效果。如果需要更逼真的色彩,则可以通过手动设置。


除了自动和手动白平衡以外,一些高级点的数码相机还提供了“白平衡包围“功能。一般来说,该功能就是使用不同的白平衡模式一次拍摄3张照片,一张正常、一张偏蓝、一张偏红,这样就可以让用户进行对比选择,使得拍摄更加灵活。


室内和室外模式,只是针对晴天阳光充足时的室外和用60W左右钨丝灯泡照明的室内,这两种具有代表性的光线色调条件下的白平衡调整,并不能代表全部的室内和室外环境下的白平衡调整,并不具备普遍意义。因此,在一些特殊色温环境下的拍摄,还是靠手动来调整白平衡。


比如:在拍摄红红的夕阳时,对着蓝色的参照物手动调节白平衡,可以拍摄出充满温暖气氛的画面。而如果把数码相机的白色平衡设定在自动位置,数码相机会把夕阳的温暖色温误判成室内,因而会补偿画面的蓝色,并减少红色,把夕阳原有的温暖气氛完全破坏了。相反,以红色的参照物手动调节白平衡,可以拍摄出的蓝色的冷色调画面。

在超出自动白平衡调节范围的光线条件下,需要使用手动白平衡调节方式。进行手动调节前需要找一个白色参照物,如纯白的白纸—类的东西,有些数码相机备有自定义白平衡功能,这样只要对着白纸就可以进行白平衡的调整了。操作过程大致如下:1.把数码相机变焦镜头调到最广角(短焦位置);2.将白纸放置好;3.白平衡调到手动位置;4.把镜头对准晴朗的天空,注意不要直接对着太阳,拉近镜头直到整个屏幕变成白色;5.按一下白平衡调整按钮直到取景器中手动白平衡标志停止闪烁,这时白平衡手动调整完成。


通过手动调节白平衡还可以获得某些特殊效果,通过色温的调节可以获得一些偏色的效果。


一般来说,数码相机的白平衡功能能够满足大多数情况的使用,读者在进行拍摄创作的过程中要不断实践,根据自己相机的特色和拍摄环境加深对白平衡调节的了解,充分利用数码相机的优势就能够获得满意的照片,即使白平衡效果不满意也不用担心,电脑后期处理也能够为您解除这些后顾之忧的。





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