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白平衡
2015/11/10 18:19:10瀏覽2148|回應0|推薦6

人類的眼睛因為經過數十萬年的演化,已經具備自動白平衡、將暗部調亮、將高光調暗、以及抑制強光的能力,但數位相機可就沒有人眼這麼精細,雖然市面上的數位相機已經具有自動白平衡(Automatic White Balance)的功能,但還是會發生誤判而導致照片有色偏現象,至於照片中的暗部比實際所見還暗、高光部分比實際所見還亮,就更不用提了。據此,我們在拍照時,就必須觀察與判斷現場的色溫(Color Temperature),適當地去調整相機的白平衡。

色溫的 K 值(單位就是絕對溫度的 K 值,單位大小與攝氏溫度的單位大小相同),是由科學家透過黑體輻射實驗所發現的,整個過程是透過持續不斷地對黑體(例如金屬)加熱,那些被黑體所吸收的能量,有一部份會透過熱能散發掉,有一部份則會透過電磁波散發掉;當溫度還不是很高時,黑體所輻射出來的電磁波是紅外線,若再持續加熱使之溫度上升,黑體就會開始散發出可見光,剛開始是散發出橘紅色的光,而隨著溫度的上升,則會依序散發出橘黃、黃、黃中帶點綠的光,直到溫度上升至 7000K 以上,黑體就開始散發出偏藍的光。黑體輻射的另一個發現,就是光源所發出的可見光之頻譜只與光源本體的溫度有關,而與光源的材質無關,亦即光線的顏色決定於光源本體的溫度,故稱之為色溫(Color Temperature)。

在一天 24 小時之中,即將日出之際(天已泛白但太陽尚未升起)與剛日落後不久之際(太陽已落下地平線但天色仍有一些光線),此時的光線是偏藍(色溫較高);正中午時分的大太陽之光線,其色溫大約是落在 5200K 到 5500K 之間;太陽剛剛升起之際(大約升起後一個小時之內)與即將日落之際(大約日落前的一個小時之內),此時的色溫是偏橘黃(色溫較低);根據 Nikon D800 Manual 的敘述 ,一般常見光源的色溫如下:


其中的 Incandescent Light 是指由「熾熱燈泡」所發出的光(中英辭典常常將它翻譯成「白熾燈泡」,其中的「白」會稍微有點誤導,因為 Incandescent Bulb 所發出的光通常是偏橘黃色的光,與白光有點距離)。所謂的「熾熱燈泡」,就是利用電流對熔點很高的金屬做加熱,並使之發出可見光。鎢絲燈泡(Tungsten Bulb)就是一種「熾熱燈泡」。Incandescent Light 的典型色溫是 3000K 左右。

Fluorescent Light 是指螢光燈所發出的光。所謂的螢光燈,是將惰性氣體,例如氬(Ar)或氖(Ne)等,混和著些微的水銀,一同裝入長條形的玻璃管內,玻璃管內則塗佈一層螢光物質,當玻璃管的兩端通電,管內氣體因為氣體放電而發出紫外線,當紫外線被管壁的螢光物質吸收時,螢光物質就會發出可見光。以往常見的日光燈管就是一種螢光燈。Fluorescent Light 的典型色溫是 4000K 左右。

Direct Sunlight (直射陽光),色溫 5200K 左右。

Flash (閃光燈),其色溫一般是寫 5400K ~ 5500K 左右,但實際測試之後,推估可能之值是落在 5500K ~ 6000K 之間。

Cloudy (陰天,應為稍微有點暗的陰天),色溫 6000K 左右。

Shade (建築物的陰影下、有點暗的樹蔭下),色溫 8000K 左右。


上述各種光源與場景的色溫值只是個典型值,光源或場景的實際色溫,都會受到許多因素的影響,例如有數個不同色溫的光源、有某個光源特別強烈而成了主導光源、場景中有一些帶有顏色的反光物件或玻璃等等。

底下是筆者使用相機所預設的幾個場景色溫,加上透過白紙與珍珠板所調整出來客製化色溫,來拍攝在水泥夾縫中求生存的日日春 (時間是早上 11:45,接近正中午,天氣是太陽被遮住的多雲天氣,光線是還夠亮的漫射光,日日春的上方有不透明但能透光的採光罩;BTW,這日日春的生命力真是強韌,沒有泥土、也沒有澆水呵護它,它依然能在夾縫中發芽茁壯,而且還長得不錯)。


Auto WB (自動白平衡);透過 Lightroom 查出相機偵測到的色溫是 4450K。



Incandescent WB (熾熱燈泡白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是 2950K。




Fluorescent WB (螢光燈白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是 3950K。




Direct Sunlight (直射陽光白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是 5050K。




Flash (閃光燈白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是  6150K。




Cloudy (陰天白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是 5750K。




Shade (陰影白平衡);由 Lightroom 查出照片的色溫是 7200K。



筆者在場景中特意放了一張折成 1/4 大小的 白色 A4 紙張,以便在 Lightroom 之中透過 WB Selector 來選取這張白紙,看看 Lightroom 會將照片平衡成多少 K 的色溫。


答案揭曉:Lightroom 將照片平衡為 5200K。



接下來,筆者要為大家介紹「如何設定客製化白平衡」── 當場景中有數個不同色溫的光源、或者有某個色溫的光源非常強勢而成為主導光源、抑或場景中存有數個具有色彩鮮豔的反光物體或玻璃等等,導致相機內建的場景色溫都無法適用,此時就可採用「客製化白平衡(Preset Manual)」。


如何設定 Preset Manual:

1.
首先必須準備一張白紙或 18 度灰卡,抑或是一張珍珠板,將它放置於場景的被拍攝主體位置,然後按住相機的 WB button 不動,再撥動主轉盤 (Main Command Dial),將 WB 設定撥轉到 "pre" 位置,此時面板上可能會出現 d-1、d-2、d-3、或 d-4 (以 Nikon D800E 為例),此乃表示這台相機可以儲存四組「客製化白平衡」之值,接著則可撥動副轉盤(Sub-Command Dial)來選擇儲存的位置。

2.
先放開 WB button,然後再次按住 WB button 不放,直到面板上的 "pre" 開始「閃爍」為止。

3.
將鏡頭的自動對焦關閉,改採手動對焦(若不採用手動對焦而使用自動對焦,接下來的對準白紙或珍珠板做拍照的動作將因無法對焦而無法按下快門);將白紙或珍珠板置於鏡頭之前,讓它填滿整個畫面之後按下快門 ── 不需要準焦,只需保證它能填滿整個畫面就行。

4.
Preset 如果成功,面板上會閃爍 "Good" 字樣,右下角也有 "PrE" 字樣跟著閃爍;如果失敗,則面板上會閃爍 "No Gd" 字樣。

5. 使用 Preset 所設定的客製化白平衡(d-1、d-2、d-3、或 d-4)來拍攝照片。



Preset Manual 使用實例

1. 對準白紙做客製化白平衡;由 Lightroom 查出照片的色溫為 5150K。




2. 對準珍珠板做客製化白平衡;由 Lightroom 查出照片的色溫為 4350K。



個人對白紙與珍珠板的客製化白平衡之主觀判斷:根據筆者在現場的親眼所見,根據珍珠板所測出來的 4350K 之 Preset 色溫,比較接近場景的實際色溫,而根據白紙所測出來的 5150K 之 Preset 色溫,是稍微有點偏高而偏黃,筆者估算實際的色溫可能在 4500K 左右(就此例而言,相機的 Auto WB 表現不錯)。


<< 白平衡實際上是透過「互補色光」來做補償 >>

相機的白平衡,實際上是透過「互補色光」來做補償。之前提到,光源本體的溫度如果偏低,則其散發的光會偏橘黃(例如3000K),溫度如果偏高,則其散發的光會偏藍(例如7000K);據此,色溫偏低時,相機的白平衡會添加互補色「藍色」,將照片的橘黃色之色偏平衡回來;同理,色溫偏高時,相機的白平衡會添加互補色「橘黃色」,將照片的藍色之色偏平衡回來。所以,當相機的白平衡之 K 值高於場景的實際色溫,照片就會發生「橘黃色」補過頭而呈現偏黃的色調;同理,當 K 值低於場景的實際色溫,就會發生「藍色」補過頭而呈現偏藍的色調。

讀者可以根據筆者的闡述,依序去驗證筆者之前透過相機的預設場景白平衡所拍的日日春照片(場景的實際色溫值推估是落在 4500K 左右),看看這些照片是否「低於實值則偏藍、高於實值則偏黃」。


最後,筆者將以一張「小剪尾」的照片做結,這張照片是早上 06:48 所拍攝的,當時太陽已經升起,但有高山阻隔,因此高山之後是已泛白光,但高山之前則是陰影(場景位於高山之前的陰影下),而小剪尾是在溪床上,頭頂上還有一些樹枝與樹葉,當時筆者是以 5260K(相機上顯示 5260K,Lightroom 卻顯示照片只有 5100K;Lightroom 對照片所偵測而得的色溫總是比相機來得低,這點筆者還沒有搞清楚為什麼)的色溫來拍它,結果色調如下:



由於筆者已知小剪尾的額羽是白色,因此透過 Lightroom WB Selector 去點選它,試著將照片的色偏平衡回來,而 Lightroom 平衡回來的色溫是 10500K,與已知「陰影下的色溫偏高」之事實相符。





Wow!花了不少時間與心力寫這篇文章,有點累人,希望對喜愛攝影的初學者有所助益。






( 興趣嗜好攝影寫真 )
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引用
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