数码相机的白平衡功能与数字影像的色彩再现

　                                                                      图/文 吴启海

用数码相机拍摄的景物影像总是希望能达到“所见即所得”，也就是要求能真实再现原景物的色彩。

什么是色彩？色彩是对颜色、彩色和所有色彩现象的统称，也是通过人的视觉产生的印象。光与色不可分离，色从光来，又从光变。色彩由明度、色相、饱和度三个心理要素组成其特性，只有这三个物理量全部都相同时的两个颜色才是完全相同的。明度、色相、饱和度在某种意义上是各自独立的，但又是互相制约的。一个颜色的某一属性发生变化，这个颜色必然要发生改变。

色光的三原色为红（R）、绿（G）、蓝（B），是可见光谱中最纯净的色彩，其它色彩可以由它们的不同比例混合而成（图1）。

  图像色彩作用于人的感觉器官而引起的感觉活动，是人对色彩的心理与生理感受。不同艺术门类的艺术家的色彩感觉具有不同的特点，摄影艺术家对色彩的感受除了明度、色相、饱和度外，还包括色温的敏锐感觉和判断等。

                     图1    

  色温是什么？

色温一种用温度表述光源所发出光颜色的方法。任何物体当温度上升时均会发光。对于黑体，不能反射来自其它光源的色光，而影响自身辐射光的色度；但随着黑体温度的升高，最初辐射是暗红色光，渐渐转红，然后转橙、转黄、转白，最终变为蓝白色。这是由于物体色度与温度之间存在唯一对应关系，因此可以用绝对温度T来表示色度，也就是色温。一般日光灯的色度可以简单用色温7500K（Kelvia）表示，并非指日光灯具有7500K的超高温度。标准日光（中午）色温约为6500K，闪光灯约为5400K，钨丝灯约为2865K等。

白平衡与色温关系

照明光源种类很多，各自具有不同的发光特性和颜色表现。在室外摄影时光照更是千变万化，经常会出现人的脸部发青、天空发红等错误的颜色信息。拍摄时需要调整色温平衡画面上图像的色彩，使被照明的白色景物看上去仍是纯白的不夹杂色彩。然而，是否将红、蓝、绿三种光波加在一起就会得到纯正的白色？其实当色彩进入人眼时，大脑会将接收到的色彩作出修正，达到我们所认识到的白色（图2）。因此我们看到的白色完全有可能带有偏色的成份，只是经过大脑的修正才不觉得它有问题。由此可知，我们所看到色彩其实在不知不觉间已被作出修正。

数码相机的传感嚣不具备人眼在不同光源照射下对白色物体的自动调节和修正能力，因此必须以白色为拍摄基准，进行色温调节，这种调整叫做白平衡。

图2

数码相机如何完成白平衡？

数码相机中的白平衡功能是以人的眼晴光谱特性为标准，通过调整白色中红、绿、蓝三基色光的比例关系（图3），使成像器件中的光谱特性与显示、打印设备的光谱特性相匹配，达到拍摄的图像与实际景物色彩一致。由于拍摄时的照明光源和被摄景物均是变化的，因此，实现白平衡的最常用方法是使画面中三原色的光强（光能）保持平衡。这就是数码相机的“白动白平衡”模式原理。               

数码相机拍摄时的环境条件、照明光线和镜头的焦距等随时变化因素都会影响白平衡校准。大部分的数码相机能自动进行白平衡，另外也有对指定的光源（照明）进行白平衡的手动调整方法和自定义(预设)白平衡等功能。

               图3

自动白平衡 ：操作简单使用最广的模式

数码相机上白平衡自动调节校正功能。能快速、方便完成拍摄前的白平衡校正，通常适用色温可调范围有限，轻便型一体数码相机可控制范围约为3000K-7000K，单反数码相机约为3500-8000K，超出上述可控制色温范围可能引起偏色，不适宜在复杂照明条件和高要求时使用。

手动白平衡 ：照明光单一时有较好效果

又称选择白平衡或设置色温（图4）。白平衡可以使用数码相机菜单中白平衡的选项完成设置，或者按下白平衡WA按钮同时转动指令拨盘进行设置。例如：白炽灯的色温约3000K、荧光灯的色温约4200K、直射阳光的色温约5200K、闪光灯的色温约5400K、阴天的色温约6000K、阴影下的色温约8000K等。当照明光源比较单一时，手动设定白平衡会有较满意的效果。

图4

预设白平衡 ：最理想的白平衡校准模式

又称为自定义白平衡。在多种光源混合照射下，想精确设定白平衡，可以使用预设白平衡。在拍摄主体测光位置设置白纸、白色反射体或标准18%灰卡，并充满测光区或画面框、按菜单指示设定自定义白平衡（图5），每次拍摄后需重新设置。预设白平衡精度高，色温适用范围大，有些机型已达到2000K-10000K，远远大于传统胶片相机的胶片色温范围，非常适宜专业或高要求拍摄使用。在微距、天空、大海、森林等环境拍摄或在复杂的照明光下有较满意的效果。

                    图5

其它常见白平衡模式

自动包围白平衡 ：完成一次拍摄，可以同时记录3幅不同色调的图像（图6）。在白平衡模式的标准色温基础上，数码相机将完成蓝色/琥珀色偏移或洋红/绿色偏移包围曝光。通常可以设为±1级，以整级为单位进行调整。

                    图6

设置色温：在某些数码相机上可以直接设置白平衡的色温数值。常见色温值的可调节范围约为2800-10000K，以100K为最小调节单位。可以用色温表测量或试拍判别等方法确定准确的色温设定值。

微调白平衡：又称精调白平衡。在某些中高档数码相机上除了预设白平衡外，还可以进行微调白平衡操作。其实这也是一种色温调微功能，用来补偿色彩的变化或者给拍摄画面引入希望的“冷”或“暖”气氛中。

注:文章作者为本培训中心教师,上文发表于2006年8月的<<中国商业摄影>>(CCP NO15).

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