摄影—色温与白平衡

沈阳汉子图书馆 2013-08-15

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彩色数码摄影的色温、白平衡几乎是人人都知道的事情，但色温、白平衡的基本理论还有很多人不太清楚，包括有些大师在谈及色温的理论计算、色温补偿与色温的关系时，还会有一些错误。对E-510用户来说，搞清楚色温、白平衡的基本知识，对尽可能减少E-510的白平衡偶尔出错会有一定的帮助。

要说色温，先要说黑体，黑体就是完全辐射体，就是它能发出光，但任何照向它的光都被吸收，不反射，所以叫黑体。当黑体被加热是会发光的，它的温度与发出的光有固定规律，任何黑体加热到相同温度，发出的光是相同的，所以就可以用温度代表光的特性，就叫色温（T），单位用绝对温度的K（Kelvin）。

实际上不反射光线的东西难找，所以测试时一般都是关在一个黑房子里加热，开一个小孔观察，这样就没有其他光线的影响。理论上，把一块铁和一块木头加热到1000K，它们发出的光线是一样的，但木头在1000K时可能就汽化成灰了，如果不汽化，它们发出的光确实是一样的。

把黑体在不同温度下的发光（就是不同的色温）画在色品图上，就得到了色温的轨迹，如下图中的白线所示。

完全吻合上面的色温轨迹是非常难的，能基本吻合的光源，比如太阳光、各种专用的摄影灯、闪光灯，其相对光谱功率分布与黑体的某一温度下的光谱功率分布很相似，所以能用黑体温度来代表此光源。有时为强调与标准色温的区别，叫分布色温（Td）。

有些光源，比如日光灯、荧光灯，其光谱功率分布与黑体差别较大，从色品图上看，距离色温轨迹较远，一般不能用色温代表，但有时为了方便，也用其距离最近的色温来代表，叫做相关色温（Tcp），也有叫相对色温、相当色温的。

光源色温越高，含蓝色光的成分越多，色温越低，含黄、橙色光的成分越多。XYZ坐标系的色温轨迹是曲线，不便于定量分析计算，把XYZ坐标系转换到均匀色度空间的Lab坐标系，再引入一个微倒数的物理量，色温就容易计算了。

M=1000000/T。T是色温，单位K（Kelvin）。M叫做微倒数，单位Mired（迈尔德）。

在Lab空间，微倒数与色温轨迹上的距离成了线性、均匀对应的关系，下图画出了微倒数、色温在Lab空间（局部）上的关系。

色温轨迹上的每个小段是20迈尔德，标注了微倒数每差100迈尔德对应的色温。色温轨迹的左下端对应蓝色（Blue），说明色温越高，越偏蓝。色温轨迹的右端对应的颜色叫琥珀色（Amber），说明色温越低，越偏琥珀色。

再看分割色温轨迹的小线段，它们都与色温轨迹曲线垂直。前面说过相关色温的概念，这些小线段上的点，相关色温都相同，数值就是小线段与色温轨迹曲线上的交点处的色温。相关色温相同的光源，位于色温轨迹左上方的，光源偏绿色（Green），位于色温轨迹右下方的，光源偏品色（Magenta），

如果我们把色温轨迹曲线拉直，变成一个横轴，那么左端是B（蓝色），右端是A（琥珀色），单位就是Mired。纵轴则是相同相关色温的色彩偏移，上端是G（绿色），下端是M（品色）。

从说明书上截取的EOS5D、E3和E-510白平衡补偿功设置的图片如下。

5D的最清楚，并且说明横轴B-A上的每一小格是5Mired。E3只标注A，另一端是B，但对应的Mired说明书上没说。E-510干脆就不用A（琥珀），而是用R（红）代替，作为入门机，这样也没错，一般人好理解。纵轴都是G-M，这是对相同相关色温的色彩偏差的调整，理论上不会影响相关色温的数值。

E-510的R调整做了测试，不同色温下每一级对应的Mired不同，不是固定的Mired值，不知道E3的情况如何。

同样的道理，RAW解码软件在色温调整的旁边，都会有一个G-M的调整，可能有人不太明白是干嘛用的，那是用来调整同一相关色温下的偏色，比如偏绿，或偏品。RAW解码软件的色温调整已经做得足够精细，比如1K或者10K的精度，就没有必要再设B-A调整了。

再来说说白平衡，白平衡就是数码照相机能把各种光源下的白色，拍成照片上的白色的一种功能。

这里的各种光源，可能是不同色温或者不同分布色温的光源，不同相关色温的光源，相同相关色温但颜色不同的光源。光源下的白色是指对各种色光反光率相同的物体产生的颜色，通俗的说，就是本身没有颜色，只靠反光产生白色。照片上的白色是指R、G、B值相同。

照相机如何实现白平衡，大体有三种办法。

第一、手动设定色温。直接告诉照相机，现在光源的色温数据，比如用闪光灯拍摄时可以直接设定色温为5500K，照相机按这个色温做白平衡补偿。

第二、自定义白平衡。拍张白纸，告诉照相机这是白纸，照相机就按这个白纸计算对光源应该做出多少白平衡补偿。

第三、自动白平衡。什么也不告诉照相机，让照相机自己猜，猜成什么样就是什么样。

对照相机来说，自动白平衡比自定义白平衡的算法多一步，就是要自动找出白色的部分，自定义白平衡已经知道白色是哪一部分了。找白色的思想简单说，就是对照片分析，首先去掉照片中最亮和最暗的部分，再去掉饱和度高的部分，然后对剩下的部分统计平均，再对R、G、B的分量分别补偿。所以E-510的说明书上说，如果照片中没有白色的部分，自动白平衡可能不准确。

对用RAW拍片来说，拍摄时可以大胆放心使用自动白平衡，后期能根据需要精确、仔细地重新调整白平衡，并且不会影响画质。

对JPG直接出片，白平衡必须前期就保证成功，有点麻烦，我们来仔细讨论一下。

一、前面说过，太阳光、各种专用的摄影灯、闪光灯，它们的色温与黑体色温的区别不大，所以当拍摄对象被这些光源直接照射时，最好的办法是用E-510的CWB直接指定色温。有人做过实验，人眼对20Mired差别的色温感觉不明显。比如下午3：30太阳直射下的色温大约是5000K，就是200Mired，差20Mired，就是180、220Mired，对应的色温为5555K、4545K，相差500K，人眼还感觉差不多，所以不必担心指定色温会不够准确。

二、阳光没有直接照射拍摄对象，比如拍摄对象在树荫或建筑物的阴影里，此时太阳照射其他物体后的漫反射光线照亮拍摄对象。如果是风景照片，试着用6000K，7000K，或者5000K试试。5000K硬朗，7000K暖和，但看起来都不错，并不会觉得有严重的偏色。因为此时色温的变化人眼不敏感，而部分的偏绿、偏品，人眼也不讨厌，反而觉得有趣，这一点有许多大师的作品为证。但如果是拍大头MM，坐在草地上脸就菜色，走在红地毯上脸就醉酒。原因很简单，这不再是色温偏差的问题，此时的漫反射光源偏离黑体色温轨迹很多了，是相关色温的偏色问题，不是偏绿，就是偏品，而人眼对肤色的还原非常敏感。对付这种问题的最好办法就是闪光灯补光，使肤色正常，色温就用闪光灯的色温。

三、有些光源，比如日光灯、荧光灯，与黑体的色温轨迹偏差很大，根本不能用色温表示，只能用距离最近的相关色温说明。对这些光源，即使指定了与相关色温一致的色温，颜色上还会在G-M轴上发生偏差，偏绿或品。对E-510的JPG直出，应付这种情况的确有些困难，只能耐心的调整白平衡的补偿，但用2.5吋的LCD观察偏色还是有点难。

无论用什么方式，一定、一定要牢记，手动设定的色温高，照片偏琥珀色，手动设定的色温低，照片偏蓝色，这与光源的色温变化特点正好相反，千万、千万不要忘记。

E-510除了CWB外还有预设的各种白平衡，为什么不推荐使用，反而要用CWB指定色温，原因是我对E-510预设的白平衡的算法不清楚，就不太放心。我用E-510预置的4000K的荧光灯模式拍了三张照片，

第一张白平衡补偿-1R，第二张没有白平衡补偿，第三张白平衡补偿+1R。这个试验做了许多遍，结果都相同，照片如下。