「色溫是色彩的溫度嗎?」

這個問題,連許多職業的攝影師都說不出個所以然,更多的人常常都會誤以「顏色越暖就是溫度越高」來解釋,畫面偏冷色系就以為是「色溫太低」、而畫面偏暖就說是「色溫太高」,先說這是錯誤的。

 

什麼是色溫?

色溫的由來,意指物理上的「黑體」(理想上能吸收所有電磁輻射、不會有任何透射或反射的物體),遇到高溫時會產生電磁波譜,也就是所謂的「黑體輻射」,隨著溫度變化,光譜也隨之變化。

黑體輻射:彩色區塊為人眼可見之色彩範圍,除外為紅外線和紫外線。(來源:科學月刊)

 

使用克爾文(Kelvin Scale,某種溫度的量測單位)可用這個光線的色彩來得知現在黑體的溫度,就是我們常說的”K值”。

在實際的實驗中,使用黑體的金屬進行加熱(如鐵、鎢),溫度提高後產生了色彩的光譜變化,這就是普朗克定律(Planck’s Law)。

 

普朗克定律在古代就已存在,「打鐵趁熱」就是最佳範例,鐵匠如何判斷鐵「正熱」? 就是由其色彩來判斷,直到近代可創造出人工高溫後,才衍生出準確量測的克爾文單位。

 

而這種克爾文的單位,最低溫也就是所謂的「絕對零度」=攝氏-273℃,該溫度為目前宇宙物理中最冷溫度,所以如果將克爾文溫度轉換為攝氏溫度,只需要減去273。換句話說:K值為0時等於攝氏-273℃。

太陽表面的溫度為5778K(攝氏5505℃),光譜相對較藍。而鎢絲燈為3200K(攝氏2927℃),光譜上較偏橙色。

 

以上是屬於熱力學的範疇,或許有些複雜,但那對攝影人來說其實不重要,用簡單的一句話來講重點:色溫越高,光譜就會走向藍色端,反之越低則越偏紅。想想瓦斯爐上的火是藍色的熱呢還是橙色的熱? 下次別再看到暖色的畫面就說「色溫太高」了。

 

相關色溫

前面說明了光線顏色和溫度的關係,但並非所有光源都像是白熾燈或太陽來自於熱輻射,在許多光源中,顏色並不取決於溫度,於是就有了「相關色溫」(CCT)的概念,也就是用相同的色彩來模擬不同K值下的黑體輻射。

比如說:地球大氣層的溫度,以克爾文溫度來說並非7100K,但光譜卻符合普朗克定律中的7100K溫度,也就是「相關色溫」的概念,這也表示:大多數情況用克爾文來代表溫度可能是不正確的,因為有其顏色不代表有其溫度,克爾文僅能運用在黑體加熱時的光譜分析。

所以燈的色溫越高(越藍)時,並不代表亮度越高,而攝影燈的色溫調整只是使用黃光和白光來模擬不同的K值而已,實際上和亮度無關。下次如果老闆跟你說:「這盞燈K值很高,很亮!」你就知道如何洗他的臉了。

 

原生白平衡

接著說到白平衡,大家應該都知道相機有所謂的「自動白平衡」(AWB)。在電影的拍攝中,則常用不同的白平衡來創造出畫面不同的感知和風格,也就是「冷暖差異」。

拍攝的理想狀況,就是白平衡要正確對應現在所接收的光源,不論是低色溫或高色溫,都要「校正」為相同的白光。

打開白平衡的快速設定中,有針對鎢絲燈、陰天、晴天…等多種設定,你也可以直接拿張白紙來針對現有光源設定白平衡,或是設定現在光線的對應色溫K值。而調整白平衡的背後,都是靠感光元件上,紅色及藍色通道的亮度增益來達成。

感光元件上的RGB(紅綠藍)感光單位

 

相較於講究所謂的「原生感光值」,我們都會忽略這個延伸出來的議題:「原生白平衡」。也就是說:環境色溫的不同,可能會影響到噪訊的多寡。

在預設的白平衡設定中,各顏色的感光通道,增益都是最小值,如 ARRI Alexa 的預設白平衡,就是對應克爾文5600K的光線。

感光元件上的感光單元,也就是「矽」,本質上對於藍光的敏感度低,對紅光敏感度較高。因此在環境色溫偏低(譬如鎢絲燈泡下)的環境中,需要針對藍光的通道進行較高的增益,這種時候就會容易產生較多噪點。然而,色溫對於噪訊所產生的差異並不容易察覺,或是說「除非特別比較,否則一般人根本就不會想到有差異」。

 

其實我們人的眼睛也自帶了自動白平衡的功能,甚至反應更快速。除非是極端的色燈,否則我們的眼睛都會將所在的光線判別為白光。

 

色溫衝突怎解?

在單一場景中,時常仍會遇到多重色溫的問題,也許是陽光、也許是日光燈、甚至是鎢絲燈泡。

這種時候相機的白平衡只能選擇對應其中一種光線,與此同時,另一種光源就會顯得很「藍」或「紅」,因為光源的色溫都不一樣。

相機設定為3200K,此時燈泡呈白色,窗外陽光呈偏藍。

 

早期的打燈做法,都是會用色片來糾正色溫,比如使窗外的光線變得更暖。而現燈光設備發達,各種高亮度的燈具開始都有雙色溫甚至是彩色光源的性能,讓你可以輕鬆的解決這一情況。

有意思的是,在傳統早期的電影拍攝中,劇組極力去解決色溫衝突的問題。而當今的攝影,反倒常利用「色溫衝突」或是「偏色溫」作為一種風格,人們也不再認為「正確的光源應該為白色」,使得白平衡也成為了一種藝術的手段。

來源:艾蜜莉的異想世界

 

有些攝影指導,會在電影場景中,固定使用4300K來拍攝,該色溫介於鎢絲燈與陽光的中間,使得室內顯得溫暖、室外則有著偏藍的高對比。這樣操作,好處一是內外風格鮮明,二是在場景內外穿梭時,不必再煩惱「此時白平衡該設多少」。

 

預先思考白平衡問題

下次規劃場景分鏡時,除了設計燈光,不妨也預先思考一下色溫分佈,免得到了開拍的時候,才為多重色溫所苦,甚至耽誤到整體的拍攝,這其實也算是過來人的經驗。

除了「刻意塑造內外色溫的反差」,否則還是會建議準備可調色溫的燈光,以避免色溫衝突。

例如:你希望場景仍呈現「窗外透光照明室內」的感覺,那為陰影補光時,可能就要設定好燈具的色溫,必須與窗外日光的一致,且陽光的色溫也會隨著日落逐漸降低,要十分注意,否則容易會造成後期調色麻煩、或者「不連戲」的困擾。

利用燈具幫窗外陽光補燈時,需確保色溫一致。(來源:Neil Oseman)

 

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參考來源:RedSharkNews