1、淺談色溫及其在數(shù)碼攝影中運(yùn)用李平 古城我們都知道，傳統(tǒng)攝影用的彩色感光材料有日光型和燈光型兩種形號(hào)，前者是用于白天或閃光光源下拍攝；后者是用于室內(nèi)白熾燈下拍攝，用錯(cuò)了會(huì)出現(xiàn)照片色彩失真等問(wèn)題。而進(jìn)入數(shù)碼攝影時(shí)代，數(shù)碼相機(jī)上有白平衡設(shè)置選項(xiàng)，如果選錯(cuò)了，光源與相機(jī)白平衡設(shè)置不匹配，同樣會(huì)出現(xiàn)圖像色彩失真現(xiàn)象。其實(shí)，無(wú)論是傳統(tǒng)彩色膠卷的色溫類型還是數(shù)碼相機(jī)上的白平衡調(diào)整都涉及到一個(gè)物理學(xué)上的概念“色溫”，為此，我們將在本文中詳細(xì)為讀者解答色溫原理，色溫與攝影的關(guān)系，以及色溫在數(shù)碼攝影中的運(yùn)用等。一、色溫的基本概念我們知道，不同的光源發(fā)出光的色調(diào)是不同的。而不同光的色調(diào)是用色溫來(lái)描述的，色溫是一個(gè)物

2、理概念，是用來(lái)描述光源光譜成分的物理單位，并用英文字母K表示。物理學(xué)中光源色溫的定義是：光源的光色成分是以溫度來(lái)表示的一種絕對(duì)值。亦即物理學(xué)上所謂的完全“黑體”，經(jīng)燃燒后所能發(fā)出的色光之絕對(duì)溫度。例如，碳或鐵在火中燃燒時(shí)，其溫度會(huì)逐漸升高，隨之會(huì)從一個(gè)絕對(duì)黑體變成一個(gè)逐漸發(fā)亮的物體，而且其發(fā)出的色光會(huì)隨著溫度的升高而出現(xiàn)下列順序的色光變化：黑色紅色橙色黃色白色青色，上述色光中黑色溫度最低，青色光溫度最高，白色光溫度適中。白色光中的色光成分比例近似于日光，因此又稱為標(biāo)準(zhǔn)色溫。色溫的單位以“K”表示，如圖1。圖1 可見(jiàn)光譜中，各段光譜色溫及數(shù)碼相機(jī)白平衡選擇示意圖二、色溫與色光變化的關(guān)系 說(shuō)到“色

3、溫度”我們必須從牛頓發(fā)現(xiàn)的色光三原色原理說(shuō)起。牛頓用三棱鏡的折射原理發(fā)現(xiàn)了平常我們所看到的白光是由紅、綠、藍(lán)3種基本色光成分等量混合而成，如圖2中間的白色所示；而三種基本色光以外的其它色光，如黃光、橙光和紫光等，又是由紅、綠、藍(lán)3種原色光，以不同比例混合而成的混合光。如品紅色光是由紅與藍(lán)兩種原色光等量混合而成，黃色光是由紅與綠兩種原色光等量混合而成；而青色光是由綠與藍(lán)兩種原色光等量混合而成，圖2中三角形色光所示。三原色光以不同比例混合將得到自然界所有的色光。為此，我們將自然界的三色光原理和疊加效果概括為以下四點(diǎn)：1、自然界的色彩是由三原色為基本色構(gòu)成的，三原色按不同的比例相混合可以合成出自然界

4、中的任何顏色。 2、藍(lán)、綠、紅這三種原色是互相獨(dú)立的，它們中的任何一種顏都不能用另外兩種顏色混合得到。 3、三種原色的混合比例決定色相。 4、混合色光的亮度等于各原色光的亮度之和。 圖2三色光原理示意圖三、色溫與數(shù)碼攝影的關(guān)系數(shù)碼彩色攝影時(shí)，必須做到光源色溫型與感光芯片CCD的色溫模式保持平衡，才能最終保證景物色彩得到真實(shí)再現(xiàn)。否則，拍攝的數(shù)碼圖像就會(huì)產(chǎn)生偏色現(xiàn)像。所以，數(shù)碼相機(jī)的操作菜單中都有白平衡模式菜單選項(xiàng)，以幫助攝影者根據(jù)光源色溫類型調(diào)整數(shù)碼相機(jī)的白平衡模式，拍攝得到色彩真實(shí)的圖像。作為一個(gè)攝影愛(ài)好者，應(yīng)當(dāng)了解并熟悉常見(jiàn)攝影光源的色溫值，才能正確選用數(shù)碼相機(jī)中白平衡模式。常見(jiàn)攝影光源分

5、為自然光和人工光兩大類。自然光因時(shí)間（早晨、中午、傍晚）不同，或天氣變化（陰天、晴天），其色溫也在不斷變化；人工光因燈泡的種類，功率的大小，電壓的高低不同，色溫變化也很大。下面就把常見(jiàn)自然光和人工光源的色溫值與數(shù)碼相機(jī)白平衡菜單模式的對(duì)應(yīng)關(guān)系例于附表，供攝影時(shí)參考。附表 數(shù)碼相機(jī)白平衡菜單模式與色溫的對(duì)應(yīng)關(guān)系白平衡模式色溫值（K）1、自動(dòng)約3000-7000K2、日光約5200K3、陰影約7000K4、陰天約6000K5、鎢絲燈約3200K6、熒光燈約4000K7、閃光燈約6000K8、自選*1（自定義）約2000K-10000K9、色溫*2（自定義）約2800K-10000K四、白平衡與數(shù)碼

6、攝影“白平衡”是指，當(dāng)色光三原色（紅、綠、藍(lán)）在感光材料上達(dá)到平衡時(shí)，所拍攝的圖像才能獲得真實(shí)的色彩，即不是偏色失真的圖像。白平衡再直白地說(shuō)就是，“不管在任何光源（紅光還是綠光）下，都能將白色物體還原為白色”。而三原色光在感光材料上達(dá)到平衡是指：數(shù)碼照相機(jī)上的感光芯片CCD（CMOS）有無(wú)數(shù)的感光單元，這些感光單上分別覆蓋有紅、綠、藍(lán)三種濾光片，并且分別承擔(dān)著感受紅、綠、藍(lán)三種原色光的任務(wù)。因此，在數(shù)碼相機(jī)的感光芯片上具有紅、綠、藍(lán)三種感光單元，如圖3所示。只要景物反射的紅、綠、藍(lán)三種色光光能，在感光芯片的三種感光單元上按真實(shí)的比率采取，就能得到色彩還原真實(shí)的彩色數(shù)碼圖像。但是，由于日光和燈光

7、中三原色光之間的含量（比例）差異很大，為了補(bǔ)償日光和燈光在三原色光比例上的的差別，可以在數(shù)碼照相機(jī)上調(diào)整感光芯片中三種感光單元的電頻強(qiáng)度（即調(diào)整三種感光單元的感光速度ISO），在感光芯片上達(dá)到三種感光單元電流強(qiáng)弱的平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼圖像色彩的真實(shí)還原。例如：日光中三原色光含量均勻，因此，感光芯片上的三種感光單元的感光速度基本相同；而燈光中藍(lán)光少，紅光多，因此，當(dāng)我們將白平衡調(diào)至“白熾燈”選項(xiàng)時(shí)，感光芯片中的感藍(lán)光單元感光度提高，感紅光單元感光度降低，進(jìn)而從電流量上扶藍(lán)抑紅，達(dá)到在感光芯片上的三種感光單元的電流量趨于均衡，最終保證了數(shù)碼照相機(jī)在燈光照明下也能拍攝出色彩真實(shí)的圖像。而感光芯片上的三

8、種感光單元最終又是怎樣將三種原色光混合形成色彩豐富的真實(shí)彩色圖像呢？這最終要依靠后面的“模/數(shù)”轉(zhuǎn)換和軟件運(yùn)算來(lái)完成。圖3感光芯片CCD上的紅、綠、藍(lán)三種感光單元示意圖數(shù)碼照相機(jī)的白平衡改變，是由影像傳感器與“模/數(shù)”轉(zhuǎn)換芯片中的物理電頻改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，數(shù)碼相機(jī)的白平衡（色溫平衡）是可以在機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)改變的。例如，在數(shù)碼照相機(jī)上可以用菜單命令，任意選擇和改變數(shù)碼相機(jī)的白平衡設(shè)置，以適應(yīng)不同光源條件下景物的色溫變化。由此可以看出，數(shù)碼照相機(jī)在攝影的方便性上大大超越了傳統(tǒng)攝影。無(wú)論是消費(fèi)級(jí)還專業(yè)級(jí)數(shù)碼相機(jī)，都有多種白平衡模式可供選擇。不同的光源，色溫不同，這時(shí)，數(shù)碼相機(jī)必須選擇與拍攝現(xiàn)埸光源相同

9、的白平衡模式，才能使所拍數(shù)碼照片保持與景物一致的真實(shí)色彩。五、白平衡設(shè)置數(shù)碼相機(jī)的白平衡設(shè)置包括：自動(dòng)白平衡，預(yù)設(shè)白平衡，自定義白平衡和包圍白平衡四種。1、自動(dòng)白平衡是數(shù)碼照相機(jī)最基本的白平衡模式，能自動(dòng)檢測(cè)自然光在一天中的色溫變化，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)微調(diào)相機(jī)白平衡，以適應(yīng)自然光源的色溫改變。在光線充足的戶外，使用該模式一般都能取得不錯(cuò)的效果。但在光線色溫超出自動(dòng)控制范圍和某些光線復(fù)雜的場(chǎng)合，其準(zhǔn)確性不是太高，拍攝圖像的色彩可能明顯偏色失真。這時(shí)可視拍攝現(xiàn)場(chǎng)的光線情況，選擇相應(yīng)的預(yù)設(shè)白平衡進(jìn)行拍攝。2、預(yù)設(shè)白平衡預(yù)設(shè)白平衡一般在數(shù)碼相機(jī)的菜單命令中設(shè)置，主要有：日光、陰天、鎢絲燈、熒光燈和閃光

10、燈模式等。設(shè)置時(shí)可依據(jù)對(duì)攝影光源性質(zhì)的客觀判斷，選擇相應(yīng)的白平衡命令。如你在室內(nèi)用鎢絲燈作照明光源，則可選擇“鎢絲燈”選項(xiàng)，使用效果既方便效果又好。3、自定義白平衡自定義白平衡是確精調(diào)整數(shù)碼相機(jī)白平衡的一種模式，用戶可以按照自已的意志直接調(diào)控?cái)?shù)碼相機(jī)的色溫值，使之與光源色溫準(zhǔn)確地匹配，使所拍圖像得到最準(zhǔn)確的色彩還原。一般只有在光源非常復(fù)雜的情況下（如：混合光源，室內(nèi)，早晚的自然光等），或拍攝重要題材，如：廣告，文物，室內(nèi)人像時(shí)，才使用該模式。數(shù)碼相機(jī)自定義白平衡的方法在概如下： 我們可以在鏡頭前放張白紙，通過(guò)屏幕查看，讓白色填滿整個(gè)畫面，然后按住自定義白平衡鈕12秒鐘，系統(tǒng)提示“完畢”即可。(

11、注：不同的機(jī)器調(diào)整方法不同，可參閱說(shuō)明書)。最后可打開(kāi)顯示屏觀察畫面色彩效果，不滿意可重新調(diào)定，直至滿意。調(diào)整時(shí)要注意白紙與被攝體受光方向要一致，不能在畫面中出現(xiàn)陰影和背景，如光線發(fā)生變化，要按上述方法重新設(shè)定白平衡。4、色溫設(shè)定高擋數(shù)碼相機(jī)還可以直接在相機(jī)上設(shè)定并改變色溫值，機(jī)型不同，改變級(jí)差有變化，一般在1K100K之間。使用時(shí)需先用色溫表測(cè)定光源色溫值，再在相機(jī)上設(shè)定色溫值，并與這一致。如果沒(méi)有色溫表，只要知道光源的標(biāo)準(zhǔn)色溫值也行。這種方法適合于專業(yè)人像和商業(yè)攝師使用，可獲得最準(zhǔn)確的色彩平衡。5、包圍白平衡有的數(shù)碼相機(jī)還有包圍白平衡。利用白平衡包圍模式，一次拍攝能得到幾張色溫不同的圖像，只要從中選出色彩表現(xiàn)最滿意的一張便可，普通或?qū)I(yè)攝影者在遇到光源較為復(fù)雜的表況時(shí)，可在預(yù)設(shè)白平衡基礎(chǔ)上選用包圍白平衡，以代替設(shè)置更為復(fù)雜的自定義白平衡。前面介紹的都是通過(guò)調(diào)整數(shù)碼相機(jī)白平衡，達(dá)到真實(shí)還原被攝景物色彩的目的。不過(guò)有時(shí)候，利用數(shù)碼相機(jī)的白平衡的巨大誤差，也可以制造出一些夸張的特殊色調(diào)效果，如：晚霞和晨曦時(shí)分的色溫很低，我們?nèi)绻室鈱灼胶庠O(shè)置為色溫很高的自然光白平衡，則可使晚霞和晨曦時(shí)分的景物偏暖色調(diào)，從而獲得更美的色調(diào)效果；又如：在晴天拍戶外人像，用陰天白平衡，會(huì)使膚色紅潤(rùn)而漂亮；而用熒光燈白平衡拍藍(lán)天，會(huì)使藍(lán)天更加飽和。此外，用彩色紙手動(dòng)調(diào)整白平衡也能讓圖像偏色，