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| 深圳摄影学堂
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色温与白平衡作者 |
何谓色温:
经由实验，科学家发现有一类物体称之为黑体(Blackbody)，儘管它们有不同的化学成份，可是在同一温度下它们却有相同的热辐射频谱。
黑体热辐射频谱的普适性，引起了理论物理学家的兴趣。为了模拟黑体产生热辐射的过程，当时的物理学家发展出以下的理论：假设有一内部中空的黑体，只有一个小洞与外界接通。将此中空的黑体加热后，黑体所释放出的热辐射将充满内部空间，而黑体内部所无法吸收的热辐射，就会透过小洞慢慢释放至外界。
由于加热初期粒子的动能不高（低频率），所产生的波长高于可见光（人眼可见光波长约为：380nm至780nm），当持续加热至粒子振动频率接近10^15 Hz时，波长开始趋近可见光，于是陆续看见红、橙、黄、绿、蓝、靛，到波长较短的紫光，再来因为波长低于可见光，所以就无法为人眼所辨识。
色温的定义：当黑体加热至某绝对温度时，热辐射释放出一特定颜色。当某物体热辐射释放出的颜色与其相同时，则黑体加热的绝对温度即为该物体的相对色温，而非物体本身的实际温度。
人工光源比较容易了解，例如：烛光或火光色温约2,000∘K或以下。
家庭用钨丝灯色温为2,900∘K，摄影棚用钨丝灯色温为3,200∘K。
外接机顶闪光灯工业标准色温为5,500∘K，HMI专业灯具色温为5,600∘K。
而户外的自然光源色温变化就比较大，晴天户外的色温约为5,200∘K～5,600∘K。
日出前／日落后的天空，因阳光需穿透厚重云层及水气，所以色温偏低约2,500∘K以下，天空的颜色偏橙红色。
日出后／日落前的一个小时，太阳的热辐射增强／减少，色温约介于3,000∘K～3,800∘K之间，天空的颜色偏黄橙色。
不同的色温设定，在成像上会呈现不同的颜色，一般来说色温高则偏冷调，色温低则偏暖调。
何谓正确的白平衡:
相机的 自动白平衡 的功能，则是一个试图补偿 人的视觉系统的错误 的一个动作。也就是说，色温7000度的光线，理所当然就是要偏蓝的，而4000度的光线，仪器量起来也是偏红的，这些都是 科学上的正确。可是，人眼睛却会对环境光作调适，让这两个环境光看起来都像白色，这是人的视觉系统的误判，而相机的白平衡的动作就是要去 模拟 这个误判。若对上述这段文字没有认知，则表示你还不知道什麽是 白平衡的动作。
既然是一个 模拟 人对环境光的 调适 的问题，则这个问题永远不可能有正确的解法。试想：踏入一间日光灯是4000度的房间，裡面的电脑萤幕是设成6500度，这时，你会觉得营幕很蓝。坐到电脑萤幕前，全心工作个几分钟，此时，你就会觉得萤幕是白的，而房间反而是黄的。人的视觉系统会对进入眼睛的光线作调适，比较强的光线的影响力就比较大。现在退离开电脑远一点，眼睛注视著房间几分钟，你又会觉得房间变白了，而电脑萤幕变蓝了。此时，拿起相机，对著电脑萤幕，调到望远端，只拍电脑萤幕的内容，你得到的照片，萤幕内容会是白的，可是这时在你眼中，电脑萤幕明明是蓝的。
相机不是你，不知道你刚刚看了什麽颜色的光，你的眼睛被调适成什麽了，它只能儘量用它拍摄的内容，或再加上机身上对环境光的感测器，来猜测可能你现在眼中的白色是什麽。这永远有猜错的条件的。
另外还有一个问题，当环境光线比较不白时，不同的人之间的调适能力的差异就会越大。基本上，几乎没有人会觉得1500度的蜡烛光是白色的，但是2800度的钨丝灯泡呢？人眼要调适到2800度是白色，可能要十分钟到数十分钟，而且还是有人永远不会觉得2800度的环境光线是白的。
所以结论是：自动白平衡功能，还有很多可以努力的地方。正确的白平衡？没有这种东西。
白平衡的问题，或者说是相机的 自动白平衡 的功能，则是一个试图补偿 人的视觉系统的错误 的一个动作。也就是说，色温7000度的光线，理所当然就是要偏蓝的，而4000度的光线，仪器量起来也是偏红的，这些都是科学上的正确。可是，人眼睛却会对环境光作调适，让这两个环境光看起来都像白色，这是人的视觉系统的误判，而相机的白平衡的动作就是要去 模拟 这个误判。
这个人眼的调适动作，是人类在演化中得到的结果，因为人类得在清晨，中午，黄昏，阴天等各种环境下，还能够将同一个 物体，儘可能看成是相同的，因为这是人类得要存活下来的一个很重要的功能。虽然明明是同一颗大石头，在清晨，中午，黄昏，阴天等各种光线照射下，反射出来的光谱差异极大，人的视觉系统还是得设法把它辨识成是同一个，才知道上次发现底下有泉水的石头，就是这一颗，而不会去傻傻的找寻那颗在不同的光线照射下不存在的石头，最后渴死在草原上。
为什麽人眼会对红蓝做调适，但是却不会对绿色的或紫红色的光线做调适呢？因为我们头上的太阳不会发出绿色或是紫红色的光线，这些光线不是人类演化中会遇到的课题。
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