把一个物体加热到发红、发光,普朗克先生发现,它发出的光谱与温度有关,不管什么物体,只要温度相同,发出光的光谱都一样,也就是看见的颜色都一样。按照不同的加热温度,把发光颜色标记在色品图上,就是下图中间弯弯的那条曲线。这个图是我从网上随便找的,只是个示意而已,我“故意”去掉了这个图的出处。
登录后可直接显示原图 如果一个XYZ颜色点落在这条轨迹上,从这条轨迹查出一个温度,这个温度叫做,绝对色温就是一个温度值K。如果一个XYZ颜色点没有落在这条轨迹上,从这个颜色点向普朗克轨迹做垂线,与普朗克轨迹交点的温度,叫做相关色温(相对色温、CCT)。相关色温有两个值,一个是轨迹交点的温度值T;还有一个值是这个颜色点到交点的距离,这个量英文叫Tint,中文翻译成“色调”,我觉得叫色偏更合适,它是偏离普朗克轨迹的程度。
涉及到在图上计算距离,为了结果准确,在数学上做了两个处理。一是把xy坐标系转换为uv坐标系。在xy坐标系上,图上距离长短与人眼感觉到的颜色区别不一致,而uv坐标系上的距离就更接近人眼的感觉,所以uv坐标系也就叫做均匀坐标系。二是把色温K换算成迈尔德(mired,mired=1e6/K)。色温K的数值变化,与图上距离也不一致,换成迈尔德,迈尔德的差值基本上与uv坐标系的距离成正比。
做了这样两个数学处理后,把上图中普朗克轨迹的部分放大后,就是下图的样子。
登录后可直接显示原图 上图中的每个点,差不多是20mired,基本上是等距分布。蓝线上的相关色温CCT都是5000K,色偏(Tint)用mired数值表示。我为什么要隐去网上图片的出处?因为这张图片存在问题(错误)。首先,从相关色温的定义上看,相同的相关色温都位于普朗克轨迹的垂线上,而图中的相关色温短线与普朗克轨迹并不垂直。这是因为,图中的相关色温短线是按照uv坐标系计算出来的,换算到xy坐标系就无法垂直了。相关色温的定义并没有要求必须用uv坐标系计算,用xy坐标系也可以,只是误差稍大一点而已。第一个画图的人,肯定会做说明,相关色温的短线是怎么计算出来的。而后来引用者去掉了说明,就造成了歧义。前面说相关色温垂直于普朗克轨迹,后面的图上却是斜线,这就凌乱了。第二个错误是,图中“色调”(Tint)的正、负标反了。普朗克轨迹上方的应该是“正”值,下方的是“负”值。
我经常遇到这样的情况,有人找一堆网上的资料批判我,如果我说资料写错了,有人甚至会直接找原作者求炮弹轰炸我。德高者会果断承认是写错了,俗人往往顾左右而言他。不管如何,能自己写“资料”的,大都是有知识的人,不是纯吹的网上“搬运工”。
一个XYZ颜色,对应着色品图上的一个点(x,y),这个点也可以用相关色温的色温T,色偏Tint来表示。所以,可以把相关色温的T、Tint看成一个新的坐标系,专门用来说明光源的情况。也就是把普朗克轨迹曲线捋直了变成横坐标,竖坐标就是Tint,这就是照相机内部白平衡微调的原理。
登录后可直接显示原图 为什么要搞那么复杂,用色温来表示颜色?这是为了延续胶片摄影的习惯,胶片时代,每种彩色胶片都有固定的绝对色温,如果光源的绝对色温与胶片绝对色温不匹配,要用滤镜修正,否则没法正确还原颜色。滤镜修正的主要数据就是Mierd,按多少个迈尔德修正颜色。
胶片时代,光源都必须是绝对色温光源,也叫普朗克光源,如果是相关色温光源,对摄影师来说,就是不适合彩色摄影的光源,所以胶片时代几乎没有相关色温的概念。这种胶片绝对色温与拍摄光源绝对色温要保持一致的道理,胶片时代叫色温匹配。
到了数码摄影时代,光源可以是相关色温光源,数码照相机用CMOS的相关色温与光源相关色温相互平衡,就叫做“白平衡”。前面说过,所谓“白平衡”,就是测量出光源的颜色。对RAW的后期解码来说,光源的颜色用XYZ就足够了,没必要换算成色温、色偏(Tint),但是为了尊重老摄影师的经验,还是保留了用色温、色偏(Tint)调整后期白平衡的手段。
懂了上面这些道理就知道,“白平衡”与色温,绝对色温也好,相关色温也罢,没有必然的关系,“白平衡”就是找出光源的XYZ颜色,换算成色温这是兼顾老摄影师的传统,不是数码摄影的必须。
的确有照相机的RAW文件保存了拍摄时的相关色温CCT,但是更多的是保存“白”的R、G、B数值。很多照相机都有预设白平衡,比如“晴天”、“阴天”、“荧光灯”、“白炽灯”等等,这些白平衡的“白”会保存在RAW文件中,有人查看RAW数据标签,看到这一堆参数,由此推断RAW没有当前使用的白平衡数据,甚至认为ACR、LR这些解码软件初始的色温、色偏(Tint)参数是解码软件自定的,也是奇葩。