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《白平衡、色温与RAW》

一、白平衡基础理论

         要了解白平衡white balance就必须先了解另一个概念:色温color temperature。所谓色温就是以开尔文温度表示光线的色彩,单位是K。当物体被加热到一定的温度时就会发出光线,此光线不仅含有亮度的成份,更含有颜色的成份,温度越高,蓝色的成份越多,图像就会偏蓝;相反,温度越低,红色的成份就越多,图像就会偏红。光线的色温举例参见下表:光源     色温(K)
蜡烛     2000
钨丝灯     2500-3200
荧光灯     4500-6500
日光(平均)     5400
有云天气下的日光     6500-7000
 这个很多我就写这些吧!

          物体在不同色温的光源照射下会呈现不同的色调,在日光灯下整体偏白,在普通钨丝白炽灯下整体偏黄。白平衡就是照相机对白色的还原准确性。大多数情况下数码相机能准确判断光源的类型(尼康自动白平衡可识别3500K-8000K这个广泛的色温,也就是很多时候还是挺准的)。拍出的照片颜色准确,但也有时候相机的电脑对色温做出了错误的判断,拍出的照片颜色惨不忍睹,严重偏蓝或发黄。这时候我们就要手动设置白平衡。中档以上的小数码DC和所有的数码单反DSLR都能在菜单里选择色温。
       但万一人脑也判断错误怎么办?要彻底解决白平衡和色温准确性的问题只有一个方案:选择RAW图片存储格式。 准确地说RAW文件也经过了压缩,但这是一种无损压缩,后期在电脑上可以准确还原,没有一点细节丢失。我们回家后在电脑上可以给 RAW图片任意配置色温(彻底解决白平衡问题),调整图片的颜色,锐度,对比度,曝光补偿等等,可以这么说:RAW格式的图片几乎所有的参数都可以后期在电脑上调。桌面电脑比相机内的小电脑强大得多,我们后期手工精心处理RAW而转换成的JPEG图片肯定漂亮。
前期用正确白平衡设置拍摄和后期调整白平衡的区别,就是机内傻瓜PS和电脑人工PS的区别。

二、白平衡进阶

再次定义一下概念:

1、色温:若某光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下所辐射的光的颜色相同,则黑体的这个温度就称为该光源的色温。这是一个物理上的定义,决定光源的颜色实质是该光源光谱能量分布曲线所决定的。下图是几种光源的光谱能量分布图

从图中我们可以看到,日光的光谱能量分布在整个可见光范围内分布比较均匀,在400nm—600nm范围较高,因此光色偏蓝,色温5000—6500K。白炽灯的光谱能量分布在600nm—760nm范围较高,因此光色偏红,色温2400—2800K 。日光色荧光灯光谱能量分布在400nm—600nm,但局部有线状光谱现象,相关色温5500—6000K。

2、白平衡:就是摄像机(数码相机)对白色物体按人眼特性进行矫正使再现色彩正确地还原。当我们用肉眼观看这大千世界时,在不同的光线下,对相同的颜色的物体感觉基本是相同的,比如在早晨旭日初升时的阳光下,我们看一张白纸,感到它是白的;而我们在夜晚昏暗的灯光下,看这张白纸,感到它仍然是白的。这是由于人类从出生以后的成长过程中,人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性,应该说是人们的一个主观感觉。但是,作为摄像机(数码相机),可没有人眼的适应性,在不同色温的光线下,人们在图象还原设备上看到的物体的彩色是不同的。这是由于摄像机(数码相机)得CCD客观地反映了被拍摄物体的颜色。

因此,在不同色温的光源下摄影,就要对白平衡进行相应的调整。 

三、白平衡的最终理解 

光对于摄影是最重要的因素之一.然而,不同的环境下,光源的光色有着巨大的差距.而因为我们的肉眼有强大的调节能力,所以我们对环境光色的差距并不如同相机那么敏感.
对于相机,光源色的变化,会直接影响最终照片的结果.

(特别说明,严格的说是光源的光谱,或者数个光源综合到我们观察主题的上光线的光谱分布(这个就是PB007好友的困惑所在)。

对于胶片摄影,色温是在曝光的一瞬间决定的.所以,我们只有采用不同色温设计的胶片来拍摄,而很多情况下,甚至需要使用到滤镜来精确的调节胶片预定色温和光源色的区别.这个时代,因为需要知道色温具体的数值,所以我们需要色温表来测量色温.
    到了数码时代,当照片曝光后,实际是记录了1组每像素 RGB 3色的量的的比例的数值.也就是,我们获得的是RGB比例,而不是实际色彩.这就意味着我们可以在照片曝光之后,再来根据环境光色计算出一个抛开环境光色影响的色彩结果来输出。这个过程对于非RAW拍摄是在相机内自动进行的.对于RAW拍摄,是在RAW文件解释和转换的过程中进行的.
    那么我们怎么校正白平衡呢.实际,不论是相机,还是RAW处理程序,都遵循两种方式, 1更具用户制定的色温,还原图片. 2根据用户指定的中性灰色色偏,还原图片.
这里大家一定发现,我前面有两种说法,色温,和光色, 这里实际不是口误,有一个复杂的原因.

绝对色温与相对色温.
我们过去看到的色温是这样定义的:
一纯黑物体,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,它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。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(某红色波长的辐射强度最大),达到1050一1150摄氏度时,就变成黄色……因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的温度相对应的。色温通常用开尔文温度(K)来表示.
但是,很遗憾的是,国内翻译的这个定义漏了一个重要的部分.

我们平时所说的色温,是相对色温:相对色温是使用特定已知的颜色刺激值在相同亮度及特定条件下重新组成为最接近浦郎克辐射体之色温.所以一个给定色温值得色温可能是无数种颜色的光的组合。
    所以我们看到,当给定一个5000K,我们会获得无限种可能的光色(严格的说,光谱分布).但如果给定了D50(一个绝对色温的参数),我们就有了确定的唯一值.
另外,如果我们给定任何一个相对色温的绝对色坐标,我们也能获得它的唯一值.
既然我们是要校正光色带来的色偏,我们需要获得一个准确的唯一的色彩值,而不是一个相对色温,因为同一色温可以表示无数种色彩.

因此,如果我们仅仅获得一个色温值,用它来选择相机的色温设置,结果可能是由偏差的.
例如,对于D65的相对色温6500K来说 .我们可以获得lab 54 0 0;lab 59 23 -14(这个不懂要自己补课了)这样差距巨大的色彩。

但相机和胶片内置的色温是绝对色温,所以,色温设置和内置白平衡并不可靠.我们需要使用,相机的自定义白平衡,色温漂移,或者最后在RAW软件中设置白平衡.那我们怎么判断白平衡呢,让大家都去测量光谱肯定不可行,软件也没有设计这种功能,因此我们想出了一个简单的办法。找一个合理的东西作为参照,之后全局调整,当参照物还原后,我们可以认为光色被还原。这样应该是可行的。

但是,对于这个参照物要求很特殊(所以满世界的再叫卖希必爱白平衡调节设备,到这个时候我才理解为什么),因为,要保证它反射的光谱很均匀,这样不会因为它反射的光谱不均,造成了我们调整的偏差。比如,如果某个东西反射红色特别多,或者会转化一部分的紫外光为紫色,那么我们用它来做参照都不可靠。

所以我们选定了一类特殊的颜色,中性色(这里实际有严格的定义,和原理,但我们力求通俗),这类颜色简单的说就是纯黑和纯白混合而成的(比例任意)。。。。。。。。
如果他们偏向某个颜色,就说明了光色偏向某个颜色。我们如果把它们校正回中性色。那么就等于我们的操作抵消了光色的效果。所以我们需要这样一类特殊的物品。
这类常见的物品有灰卡,白平衡镜盖,白散光罩,带中灰面的反光板,白纸,专业的灰方块Spyder CUBE,比色卡里的中灰色块。。。。。。。甚至有人选择柏油马路或者建筑物等等,作为参照。
      但是,根据我们的原理,如果这个物品本身稍微偏离了中性色,那么色偏的部分就会被认为是光源色,而错误的校正了整个画面。所以对于这个参照,我们需要选择一个足够可靠精度的物品。
     最后,我们要么让这个中灰色充满相机,用自动白平衡拍摄一张,之后设置自定义白平衡,选择样本为该照片,相机会根据拍摄结果,计算出校正值。之后你的自定义白平衡项目,将会自动校正你作为样本的照片拍摄时光源的光源色。或者,你可以用RAW拍摄,之后再任意软件里,用灰平衡滴灌,选择中灰参照物,软件会自动完成这个工作。(PS5 很好用 昨天刚好滨州群里的一位大师给我演示了这个操作,还是那句话寻找 R128 G128 B128这个点)

如果你看完了全文,你会明白,为什么我不说校正色温(相机也不说),因为我们校正的不是色温,但你一定会奇怪,为什么我们会叫白平衡,而不是灰平衡。。。。这和过去摄像的流程有关系,也和人眼按白点色彩校正视觉成像有关系。不论白也好,灰也好,都是中性色。都能起到这个作用。

最后我们再看下面三句话吧 

1、RAW格式是原始数据,可以任意调整白平衡。

2、如果你这张照片是红光下拍摄的,在各种白平衡下应该都是红色。

3、白平衡是调整色温的,也就是红蓝光的比例,理论上只能将绝对黑体在某个温度下发出的连续光谱调成另一种色温下的白色。如果光源的频谱分布与这种连续光谱差异太大,你即就是强行调出白色,其它颜色也会出现偏色。 ......

 总结:

各位好友如果耐心看完本文,你是不是明白了个大概呢!白平衡其实远比想象的还要复杂,白平衡严重影响曝光和影调以及色彩的准确性,这是个摄影人必修的一课,但是这个东西又是这么难!不过别灰心,大胆的用RAW吧,他会帮你很方便的还原色彩。但是任何东西都不是万能的,就像最后那三条。有时候强行调出也是偏色。相机永远不可能反应自然界,RGB本来就是全色,他不能同于自然,甚至悖于自然。对于色彩在艺术上本就有自然派系和超自然派系。但是我想不管是那种,最少你应该尽量去接近自然,大自然没有的色彩人类确实可以创造,关于这个问题上升高度说就是:试图反应客源颜色的真实性是徒劳的,必须结合人的自我认知,因为一切都是感官与客观共存!呵呵, 这就是我的白平衡的归宿 !

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