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白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系

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色温和白平衡是什么关系

导语: 色温和白平衡关系密切,其实白平衡的说法就基于色温的基础上的,了解白平衡是什么之前,我们先看看色温是什么。

色温是什么?

与大家认知不同,传统我们认为蓝色是冷色,红色是暖色。其实学习白平衡就一定要把这个观念摒弃,同时认知一个新的概念——色温,单位是K(开尔文)。初中物理讲了零下273.15摄氏度被我们成为绝对零度,这就是0K。然后温度每上升1摄氏度,也就是上升1K。说白了,我们平时说的0摄氏度就是273.15K。开水是100摄氏度,那就是373.15K。

好,先普及了热力学温度的单位。也就是色温所用的单位。

然后我们讲讲天文的事儿。

我们想象一个不发光的黑色的物体——绝对黑体。当我们把它加热之后,随着温度的升高,绝对黑体会先发出红光,随后越来越亮,变成黄光,再变成白光,直至蓝光。

这个我们可以发现与天文有些关系。天上有很多星星,除了我们能够看到的水星、金星、月亮、火星、木星、土星外,基本上能看到的星星都是恒星——自己发光发热的星球。红色的星球表面温度低,蓝色的星球表面温度高。

比如猎户座α——参宿四,这就是一颗很明亮的红巨星。红巨星的红就说明了这个星球表面温度并不高——只有3500K。而猎户座β——参宿七,一颗明亮的蓝巨星,表面温度可以达到11300K。可见蓝色温度比红色高。

Betelgeuse就是参宿四,Rigel就是参宿七

我们最熟悉的太阳,表面温度5500K。

在晴朗天气正午太阳的照耀下,一张白纸如果我们用相机拍摄的话,就是白色,很正的白色。如果我们将太阳换成参宿四,那么这张白纸会被参宿四的红色照耀成红纸。如果我们再换成参宿七,我们会发现这张白纸又会被这颗蓝巨星照耀成蓝纸。

所以我们得到这样一个结论,红色,是表面温度低的星球发出的光的颜色。而蓝色,是表面温度高的星球发出的光的颜色。

颜色越红,色温越低,颜色越蓝,色温越高。

这是低环境色温,红,暖色系。

这是高环境色温,蓝,冷色系。

红色是暖色,但是色温低;蓝色是冷色,但是色温高。

好,色温就这样了。

我们日常生活中你会看到五颜六色的光,比如你看到蓝光,它们肯定不是温度上万K的星球发出来的,但是我们记住色温高就好了。

不同的色温会如何呢?

上面说了,如果我们将太阳换成参宿四,那么这张白纸会被参宿四的红色照耀成红纸。如果我们再换成参宿七,我们会发现这张白纸又会被这颗蓝巨星照耀成蓝纸。

不管是红或者是蓝,都偏色了。

你觉得一张纸无所谓,那么如果是你女朋友呢?白白净净的姑娘,在参宿四下面被拍摄成了关公,在参宿七下呗拍摄成窦尔敦?一会大红脸,一会大蓝脸。这个不合适吧。

所以我们要使用一个相机的功能。

白平衡

白平衡的初始技能就是将在不同环境色温中的白色物体都还原成真的白色。

K模式

很多相机白平衡选项中都有一个字母K的选项。就是当在K这个选项是,你可以手动调节色温的数值。这个K就是单位(开尔文,还不知道的昨天一定没看初中物理)。比如昨天说的,如果你遇到红巨星参宿四作为光源,就要将K调节到3500K,如果遇到蓝巨星参宿七作为光源的时候,就要将K调节到11300K。

当你遇到蜡烛作为光源的时候……

你会发现一个问题,除非你知道环境色温到底是多少,你才能调节。要不然K这个选项相当不好用。于是就有了下面这个。

场景模式

因为知道你不知道周围的环境色温,所以相机内部一般都预设了很多场景。比如云彩的图标表示多云,比如房子图标表示阴影,再比如灯泡的图标表示白炽灯。

你所在的环境是哪种,就在白平衡选项里选择哪种场景,一般来说都差不多。但是如果你想更加精确的话,不如再看看下面。

自定义白平衡

数码相机里都有自定义白平衡功能,在白平衡选项里的图标就是两个直角三角形最小锐角相对,上面还有一个小方块,看起来很像一朵抽象的花的那个。自定义白平衡的原理就是,找一个白色的东西,给相机看看,说:告诉你,这玩意在这个环境色温里变成的这个破色(shar),但是这个是白的,给我拍白咯!

相机就会以这个白色的物体作为基准白色,其它任何在这个环境色温中物体的颜色就都校正过来了。这个理论上是最精准的。所以很多摄影师包包里会带着一张白卡,就是为了可能会遇到自定义白平衡的情况。

当你的白平衡选项放在自定义白平衡上面时,相机就会按照你设定的自定义白平衡拍摄了。但是,你一定要注意到底在你目前要拍摄的场景中是否设定过白平衡,要是还没设定过,对不起,那么你相机的自定义白平衡就是上次不知道你在哪设定的了。

所以在使用自定义白平衡之前一定要先在你要拍摄的场景中设定一下自定义白平衡。至于具体怎么设定,对不起,目前各个厂商不同型号都有不同的设定方法,一定要好好看说明书。

AWB

不管是K,还是场景模式,还是自定义白平衡,你发现都还挺难的。调来调去,哪天忘了调回来可能会给下次拍摄造成很大困扰。我是一个比较懒的人,所以我一般都选择AWB。

AWB就是AUTO WHITE BALANCE,自动白平衡。相机会根据环境判断在这个场景中环境色温大概什么赶脚,然后设定色温,尽量将白色还原成白色。

好处就是特别方便,因为一切都是自动的。坏处就是遇到色温特高或者特别低的时候,总会不准。

不过我还是推荐大家使用AWB,因为方便,你有更多的时间去思考你面对的场景,抓住决定性瞬间。

总结一下:相机有四种色温设定,K、场景模式、自定义白平衡、自动白平衡。我推荐大家使用自动白平衡。

TIPS:

RAW与白平衡。白平衡是相机机内处理的.结果。说白了就是相机自己的后期。所以如果你拍摄RAW照片的话,可以在电脑中重新定义白平衡,重新调节。理论上是没有画质损失的(尽管实际可能有,但是也非常小,可忽略)。

所以AWB+RAW拍摄,是一个既方便,又保险的组合。

一个严重的问题

你对于白平衡以及色温的了解是不是反了?

当日出日落时分,天红彤彤的,这时候环境色温低!所以你将相机的色温调节低——比如在K模式下调节到2500K。那么相机就知道,原来环境光比较“红”,相机需要往里面加“蓝”,这样才能将被红太阳映成红色的东西恢复其本来的颜色。

所以如果你在一个本身就是白色光的地方,调节到K模式2500K——低色温,相机还是会以为这里很“红”,往里面加“蓝”。结果这个本身就是白色光的地方,居然就变成了蓝色的场景,表现出高色温。

你是不是一直理解反了?

其实我们可以巧用白平衡

如果我们在拍摄日落的时候,我们觉得太阳和天空不够红,怎么办?我们可以欺骗相机。设置一个比较高的K值。

相机看到你设置了一个比较高的K值,以为这地方色温高,会很努力往画面中添加红色来中和,结果……更红了。

如果你想表达一个很寒冷的感觉,你同样可以欺骗相机,设置一个比较低的K值。

相机看到你设置了一个比较低的K值,以为这地方色温低,会很努力往画面中添加蓝色来中和,结果……更蓝了。

比5500K更低的K值,就开始让画面变蓝,比5500K更高的色温,就开始让画面变红。

千万别绕反了。

白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图1

白平衡与色温的关系

色温从对黑体进行加温测量而来,指某一温度下黑体所辐射的光谱

所以色温只表示光线的颜色,不表示光线的温度

因为黑体吸收所有光谱,既不反射也不透过,因此,我们看到的黑体的颜色只与其表面温度相关。

色温使用的单位是热力学温度单位K(开尔文),开尔文与摄氏温度只是计量起点不同,但变化值是相同等价,每变化1K相当于变化1℃。摄氏温度以冰水混合物的温度0℃为起点,而开尔文是以绝对零度-273.15℃作为起点,即-273.15℃=0K

从绝对零度0K开始,对黑体进行加热,当黑体的温度不断上升会发出可见辐射光线,光线会出现相应颜色,并且光线的颜色随着温度不断的上升也在变化,我们使用黑体发出相应光线的温度来定义色温。

这样,黑体在受热升温过程中,温度每升高1度,那么黑体的辐射值就升高一个值,就得到一个颜色,这样我们就得到每一个色温的颜色。

注意:色温只用来区分颜色,有一定区分冷暖色的作用,但是并不代表和温度有关,例如,黑体在7000K的时候散发蓝光,但是并不代表其他散发蓝光的物体也有7000K,例如蓝天

黑体温度升高时,辐射的峰值波长在向短波方向移动,温度越高,能量越大,而红-橙-黄-绿-蓝-锭-紫,波长依次减小,光子能量依次增大。

因此,色温越高,光线越偏冷色,色温越低,光线越偏暖色。

当色温越高的时候,光源发出的颜色就越偏冷,大致是:红->橙红->黄->黄白->白->蓝白的渐变过程。

感知的光源色彩随观察者和其它条件的不同而变化。色温是对光源色彩的一种客观衡量标准,它是根据物体在被加热后辐射出同一波长的光所需达到的温度来定义的。

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。

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、蓝三原色按比例混合形成。

当一种光线中的三原色(RGB)成分比例相同的时候,称之为消色,黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。

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,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。

白平衡,就是指将白色还原为白色的过程。

通过前置色彩小常识,我们知道,如果我们身处一个黄色光源的环境之中,那么这个环境中的白色会被渲染成黄色,由于人眼独特的适应性,在不同光照条件下观看物体时不会出现偏色,而相机就没这么智能,相机没有自动色差矫正,所以看到什么颜色就是什么颜色。

使用数码摄像机拍摄的时候都会遇到这样的问题:在日光灯的房间里拍摄的影像会显得发绿,在室内钨丝灯光下拍摄出来的景物就会偏黄,而在日光阴影处拍摄到的照片则莫名其妙地偏蓝。

为什么会这样?我们后面解释。

PS:其实传感器拍摄出来的色彩才准确,但是我们拍摄照片显然是给人看,所以白平衡是为了消除光源对于图像传感器成像的影响,模拟人类视觉系统的颜色恒常性。保证在任何场景下看到的白色是真正的白色。

当我们用肉眼观看世界时,在不同的光线下,对相同的颜色的感觉基本是相同的,比如在早晨旭日初升时,我们看一个白色的物体,感到它是白的;而我们在夜晚昏暗的灯光下,看到的白色物体,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。

但是,数码相机没有人眼的适应性,在不同的光线下,数码相机彩色还原和人眼看到的色彩不一致。

为了处理这种情况,相机会提供白平衡功能(通过设置色温,来改变色彩还原)

相机内部有三个CCD电子耦合元件,他们分别感受蓝色、绿色、红色的光线,在预置情况下这三个感光电路电子放大比例是相同的,为1:1:1的关系,白平衡的调整环境色温来改变了这种比例关系。

比如,当环境色温被设置为6000K,那么相机就会认为环境光中蓝光比例多,色温偏高,所以就会调整电路放大比例中,让感受蓝光的感光电路放大比例小一点,通过这样的方式减小环境光线带来的影响。

先上结论:

为什么机内色温大于环境色温就偏暖,小于就偏冷呢?

这是因为当环境色温为5500K,我们把机内色温值设置为7000K时,就相当于告诉相机,环境光线的色温是7000K,环境光线偏冷(蓝),你要减小蓝色感光电路的放大比例来平衡环境光中的蓝色带来的影响。

相机会想为什么会出现这种偏差呢?相机这种实诚孩子,肯定不会认为你在骗它。所以相机就会认为环境光线的色温偏蓝色,为了还原被摄物体真实色彩效果,相机就减小了蓝色感光电路的放大比例,就相当于增加了黄色以平衡蓝色。

但是,你的确骗了相机,环境实际的色温是5500K,本来我们把机内色温设置为5500K,相机RGB感光电路放大比例1:1:1就正常,但是,现在环境色温设置为了7000K,相当于相机缩小了B(Blue,蓝色)感光电路的放大比例,可能R:G:B变成了2:2:1,因此拍摄出来的画面就会比实际画面偏黄(暖)。道理很简单,相当于配颜料,红色和绿色加多了,就变黄了。

同理,机内色温小于环境色温时,相机就会认为环境的色温偏暖(黄),因此减小RG电路感光比例以平衡黄色,因此拍摄出来的画面偏冷。

这也能合理解释:

为什么在日光灯(4100K)的房间里拍摄的影像会显得发绿?

为什么在室内钨丝(2800K)灯光下拍摄出来的景物就会偏黄?

为什么在日光阴影(7000K)处拍摄到的照片则莫名其妙地偏蓝?

PS:一般机内默认色温是标准色温5500K

不同的色温能够给人不同的心理感受。

暖色能够给人一种温暖、温馨、和谐的感觉,它能够使人联想到太阳、火焰、热血等意象,适合表达热烈、明亮、柔和的场景氛围。拍摄食物时,让机内色温略大于环境色温,或将照明灯色温值调低,使画面呈现暖色,面条的视觉效果就更加诱人了

冷色调给人一种平静、阴凉、寒冷的感觉,它能够使人联想到冰块、蓝天、黎明等意象,适合表达清新、忧郁、宁静的场景氛围。拍摄寒天雪地时,让机内色温略小于环境光色温,这样可以使冰雪呈现蓝色,加强寒冷的视觉印象,更有身临其境之感。

中性色则能给人一种安宁、舒适、稳定的感觉,适合表达理性、中立、和谐的场景氛围。

在后期创作的时候,可以使用不同的色温去辅助我们表达不同的感情效果。

前面我们介绍了因为相机不智能,我们通过调节色温,从而实现手动白平衡的过程。

相机不智能,但是人智能,所以工程师设计了一些算法来解决相机没法自适应的问题,例如处理白平衡的算法:灰度世界法,完美反射法、动态阈值法。

自动白平衡是基于假设场景的色彩的平均值落在一个特定的范围内,如果测量得到结果偏离该范围,则调整对应参数,校正直到其均值落入指定范围。对于传感器来说,通常的处理方式是通过校正R/B增益,使得UV值落在一个指定的范围内,从而实现自动白平衡。

基本过程就是:

不同的算法有差异,如果对自动白平衡感兴趣,可以参考: 自动白平衡算法

白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图2

白平衡和色温的关系图

导语:不知道各位读者有没有听过“色温”或“白平衡”这个名词?如果不是专业的摄影师,恐怕不只搞不懂,甚至连听都没听过!在一般数码相机里都会有“白平衡”的功能,也许有些读者有尝试过,当设定成不同的白平衡时,拍出来的照片色调会有所不同,这是怎幺一回事呢?且听我来说明白。

白平衡和色温的关系

关于白平衡“色温”的大学问

Canon 1Ds Mark II 镜头 Canon 24~70mm F2.8 L ISO800 F4 T1/125白平衡荧光灯

学习何谓色温、了解到白平衡的功能后,除了可以帮助你拍出正确颜色的照片外,意外的收获就是可以自创“相片的调调”,自己做照片的气氛调节师。

在数码相机上,“白平衡”就是“ 色温” 。色温指的就是“ 色彩温度”!我先用很简单的概念来向各位说明,假如有一块黑色的铁块,我们把它定义为无色,既然无色,也就没有“色彩温度”,所以我们先把黑色的铁块称为“无色温”。当它用火慢慢去“烤”铁块时,铁块会慢慢地变成红通通的颜色,过一会儿又会由红转黄……随着温度持续增高,铁块会渐渐转成白色,之后会呈现蓝色、绿色……等!所以呢,铁块在不同的温度有不同的颜色,这正是“色温”的由来。

较早出现的红色代表色温低,就跟打火机的火焰所产生的状况是一样的!所以说,蓝色即是色温高的意思!各位读者的家中,也许会有一些装潢,这个灯光呈现黄色调,此时屋内是比较低的色温;而屋内如果是日光灯,灯光看起来白白的,那幺色温就比钨丝那种黄黄的光线看起来更高。每天的早晨或黄昏,整个天空暖洋洋的,呈现红、黄色调,此时色温较低,而如果是正午,阳光很强烈,每样东西看起来都白白的,此时色温就比早晨或黄昏还高。

为什幺要调整“白平衡”功能?

在数码傻瓜相机里,很多人拍照的时候都会忽略了白平衡这个功能,甚至从来不曾去改变过它。白平衡就是让相机调整相片的色温用的。白平衡是以正午的太阳光为计算基础,因为正午时被阳光照射的地方都感觉很白,我们把此时的色温称为“标准色温”,有了标准色温,相机就能把物体原本的颜色拍出来。

关于白平衡“色温”的大学问

使用不同白平衡模式所呈现出的不同效果。

在数码相机里, 当你选择白平衡的项目时, 你会发现里头有“ 晴度持续增高,铁块会渐渐转成白色,之后会呈现蓝色、绿色……等!所以呢,铁块在不同的温度有不同的颜色,这正是“色温”的由来。较早出现的红色代表色温低,就跟打火机的`火焰所产生的状况是一样的!所以说,蓝色即是色温高的意思!各位读者的家中,也许会有一些装潢,这个灯光呈现黄色调,此时屋内是比较低的天”、“阴天”、“荧光灯”、“白炽灯”……这几项白平衡选择。当我们遇到不同的色温时,就要记得设定不同的白平衡,在户外就调晴天模式;遇到阴天就换阴天模式、日光灯下就调成荧光灯,而在钨丝灯下,就可设定为白炽灯或钨丝灯。虽说现在的数码相机都有自动调整的功能,但透过手动调整,才能真的拍出跟肉眼所见相似的颜色,也不会遇到拍出来的照片总是偏蓝或是偏黄的困扰。

关于白平衡“色温”的大学问

逆向操作/调整色温,出乎意料的有趣!

学习何谓色温,了解到白平衡的功能后,除了可以帮助你拍出正确颜色的照片外,意外的收获就是,你也可以自创“相片的调调”!譬如我们可以选择白炽灯或钨丝灯模式,到大太阳底下拍,拍出来的照片就会偏蓝,可以拍出冷色调。或是你也可以把白平衡切换成“阴天”,你会发现原来大太阳底下竟然也可以拍出黄昏的感觉!使用不同的色温,就可以拍出不同的调调。

在正常的光线下,一般采用自动模式(AWB)即可,我们可以发现,当采用不同模式时,人物就会呈现不同的色调,就好像我们使用钨丝灯模式拍照,在阳光下拍照,就会呈现出蓝色调的感觉,所以,调整白平衡一定是有必要的。

白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图3

色温和白平衡是不是一回事

白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图4白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图5白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图6白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图7白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图8

一定要懂的色温和白平衡

什么是色温

色温是指把一个黑体加热到一定温度时,所产生的光发出的颜色,就称为这一温度下的色温。

色温K值的变化规律

K值越小,色温越低,色调偏黄,温暖、安静。K值越大,色温越高,色调偏蓝,清冷、伤感。

什么是白平衡

白平衡,字面上的理解是白色的平衡不管什么光源下,都能将白色物体还原为白色白平衡单位也是K,在相机中白平衡用AWB表示。

白平衡K值的变化规律

K值越小,色调偏蓝。K值越大,色温偏黄。

色温和白平衡之间的关系

在概念上:色温和白平衡是完全不同的概念,白平衡是摄影师为了表示摄影中光线问题而延伸过来的,但因为白平衡的调整过程是通过色温来调整的,所以色温相对于相机而言就是白平衡的问题了。

在变化规律上:色温和白平衡的变化规律是完全相反的,色温是K值越大照片越冷(偏蓝),白平衡是K值越小,照片越冷。

如何运用白平衡

想要拍摄暖调(偏黄)的照片,调高白平衡K值。

想要拍摄冷调(偏蓝)的照片,调低白平衡K值。

如何设置白平衡

自动白平衡

就是相机根据环境光源自动调节白平衡,适合在光源单一的环境下使用。

手动白平衡

在复杂光源的情况下,就需要手动设置白平衡,课选择预设的白平衡模式,或手动调节白平衡K值,调整到自己想要的色彩。

白平衡与色温有关系,色温和白平衡是什么关系图9

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