色温和白平衡的一些理论基础

李团长

条理清晰、语言风趣、内容详实，好文章！

课间休息的图最好更带劲儿些，要不有的同学要打瞌睡了，比如我楼上。
其中涉及到的多色温是个有意思的事情，比如玩闪光灯的用色片就是在玩色温，很有趣儿。

“屁股发痒”我们一般亲切地称其为“屁痒”或者“屁股”，tom可参照。

李团长

课间休息。

放一个跟色温有关的片子。图中的天空地面本来色温都基本正常的，但是到了人身上，情况有所不 ...
水泥地面的反射光是主要光源，这个光源中主要是长波分量，其色温偏低，用其做光源，人的皮肤就偏红。这是所有沙滩照的特色。

tom_xx_hu@yahoo 发表于 2011-11-14 03:51

    我凭想象认为背光色温低是主要原因，如果顺光就不是这样，所以不能说“这是所有沙滩照的特色。”

tom_xx_hu@yahoo

我凭想象认为背光色温低是主要原因，如果顺光就不是这样，所以不能说“这是所有沙滩照的特色。”
李团长 发表于 2011-11-14 16:46

谢团长关注。你说得对，色温低是直接原因。我的估计，阳光下的沙滩，色温比阳光要底。在沙滩上活动的人，肌肤上光照有很大一部分来自沙滩的反射，所以沙滩照上的人肤色会偏红——这是我的臆想，需要跟多的观察和比照。

tom_xx_hu@yahoo

堂客说，太饶了，扯太远了，理论要联系实际，联系摄影的实际。她说得对，但是现在还做不到，要联系摄影实际，还要等把“白”这个概念交待清楚，才能有机会联系摄影实际。
况且，本帖是“理论基础”，而且我已经被村长定位是“空想家”，阐述有关的理论是我的事情，实践这些理论是村长这样实干家的事情。他现在正在等待我的理论指导他的实践。

我们继续。

2.3 色温的一些常识介绍

那为了让大家感觉轻松一点，也为了使色温这个概念跟我们更接近一点，我说几个有关的例子，增加对色温的感性认识。

天文观测中，恒星的温度，可以用色温来估计。具体做法其实很简单，就是记录恒星的光谱。用恒星光谱与黑体辐射的光谱比照，光谱与之最接近的那个黑体的温度（色温）就是该恒星的温度。这么做，有一个前提，即假定恒星是黑体。这个假定是可以成立的，因为恒星因为温度比较高，其表面没有清晰的界线，基本上是高温离子状态的气体，任何光（任何电磁辐射）进入恒星外层大气，都会被恒星大气中的各种粒子各种物理过程所吸收。这个完全吸收的状态，即是我们说的黑体。

色温的概念，来自于辐射，自然就跟物理学关系密切一点，但跟其它学科也有紧密联系。
比如，用到宇宙背景辐射，色温就是常常说的3.7K的宇宙背景，换句话说，宇宙的“色温”就是3.7K。
再比如，用到对地观测，在微波波段，色温就称为亮温，用来分析和鉴别积雪、水灾面积估计等等，非常有用。在红外大气窗区，色温也称为亮温，估算海洋洋面温度很有用处。

文革后期恢复教育秩序的时候，各种讲义和授课，都要把工农兵如何天才地无师自通地运用相关科学知识的事例讲一讲，以说明这个科学知识学不学也没关系，劳动人民反正都知道这些道理。
色温也是这样。炼钢工人就是凭借肉眼观察铁水、高炉的颜色来判断温度的。不要说最聪明的产业工人，哪怕是无业游民类的小炉匠——补锅的——也是根据烧化的铁水的颜色，来判断铁水是否达到可以补锅的温度。

色温的基础是非常普遍的热辐射现象，它的用途广泛就不足为奇了。

tom_xx_hu@yahoo

2.4 常见光源的色温：

太阳的色温在一天中随时间变化，也受晴朗程度大气水份尘埃等影响，但基本上，日出日落色温为2000-4000K，中午5500K。

天空的色温变化也很大，蓝天9000K以上，阴天在6500K以上。

人造光源大部分的色温都比较低，烛光只有2000K，白炽灯2000-3000K。比较“冷”（也就是色温高）的灯都不是热发射性质的，而是受激辐射，比如常见日光灯、闪光灯可以达到5000K以上。

高品质的光源，是所有幻灯机的一个关键环节，要求色温最接近日光，而且色谱宽广。色谱宽广的发光机制，仍然首推热发射，可是在家庭办公环境使用的幻灯机，怎么可能使用这么高温度的灯泡呢？还要散热，散热的风扇又有噪声也不行。现在的人真的难伺候啊。

所以现在时兴“冷”光源——这个冷真的是指非热发光机制--LED光源。LED是发光二极管的缩写，其发光机制是半导体的电子-空穴对的复合产生相对固定波长的光。这个机制与热运动无关，小功率发光器件几乎就在常温下工作，常见LED手电筒或者起夜灯就是如此。用于幻灯机投影仪的光源功率大得多，电流流过半导体会生热，器件工作温度会高一点，但一般也不需要散热风扇。

细心读者可能会发现上面的一个漏洞，就是“固定波长”。如果是固定波长，那就不符合要求，因为为了展示各种颜色，必须有宽广的频谱。解决这个问题的办法是“荧光技术”——超出本专题范围太远，就不说了，但要说明的是，其光谱虽然看起来“白”，但比热辐射的全光谱还是少了很多色彩。目前高品质的幻灯机投影仪，依然选用“热”灯做光源。在这个方面，实干家村长是有教训的。因为没有理论的指导，他盲目地买了一个扫描仪，结果就是LED光源的缺色导致色彩还原失真，他不得不再次投入他无比珍惜的血汗工厂的工人用血汗换来的宝贵的外汇，购入了另外一个“热”灯做光源的扫描仪。虽然在微观经济上他浪费了宝贵的外汇，是对工人血汗的挥霍，但是宏观上他对中美贸易平衡作出了贡献，是值得称道的。

tom_xx_hu@yahoo

三 白

这一节只讲一个字：白，白色，白光。分两个方面讲，一个是从光的按波长分布的光谱角度理解白，而是从色度学角度理解白。最后还要将二者统一起来，并与色温的概念相联系。在讨论清楚“白”之后，我们就能够处理白平衡以及“感光色温”这样深入一点的内容。
我重申，白，对理解色彩至关重要，不可不详细考察。

3.1 白：色度学的白

色度学的白，是一个消色系列的顶端，该系列由白、灰和黑组成。

这话听起来好像没有解释清楚什么是白呀？让我们看看消色这个概念。消色的意思就是消除了颜色的那个东西，或者说就是人眼的锥状细胞（负责解析色彩）和杆状细胞（负责感受明暗）的感受是同样的那种“色”，就是没有色。除了消色之外，都是彩色。

在消色的最亮的那一头，就是白。
有些色彩对可以混合成白色，它们就叫互补色，如红与青。三原色也可以混合成白色。

所以，色度学的白，是视觉感受的白。

tom_xx_hu@yahoo

课间休息

这次课间休息上一幅图，图中场景，是从我的小学的后墙翻出去的江边，那挡住半个落日的城墙的尖顶，正是儿时午睡时间偷偷跑出来游泳跳水的跳台。



这个图片是别人拍的，通红的天空令人震撼，落日余晖下的“跳台”，使我感慨万千。但是，撇开这些感性元素，这个片子的偏色也是比较明显的，原因正在于数码感光对这个场景的色温估计偏高（没错，是偏高）。我的这个判断主要是基于云底部的颜色——尤其是是天顶云层底部的颜色——而作出的。因为没有原片的RAW，没法直接调整色温，只能用PS三点生花妙笔来点一点，做个大致的修正。矫枉过正，大概是过头了一点点，目的就是说明个意思。

tom_xx_hu@yahoo

“屁股发痒”我们一般亲切地称其为“屁痒”或者“屁股”，tom可参照。
李团长 发表于 2011-11-14 16:35

就像P版用“鸡的屁”来称呼GDP类似，我宁可叫那个家伙（我真的要拒绝它的网名）PY或者PG。

chichushanren

李团长

就像P版用“鸡的屁”来称呼GDP类似，我宁可叫那个家伙（我真的要拒绝它的网名）PY或者PG。
tom_xx_hu@yahoo 发表于 2011-11-15 02:00

    我也想直呼其为PY，但太淫荡低俗，叫不出口啊。