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色温测量的概述【柯尼卡美能达】

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。