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数字影像的色彩管理与色彩控制讲座之十一(上)
时间: 2008-10-7     来源: 中国摄影     作者: 钱元凯

    在各种色彩管理的项目中摄影师最关心的是显示器与数字相机的色彩控制与色彩管理。摄影师对数字相机色彩还原的要求又分为:按习惯色还原与按真实色还原两大类。大多数摄影师仅希望我们熟悉的颜色(例如肤色、蓝天与绿树的颜色)令人满意,其他的颜色没有明显的偏色就可以了。这其中的“满意”经常是指更符合“理想”中的颜色,而不是更“真实”的颜色。对于这些摄影师的色彩要求,如果能够小心地控制数字相机的白色平衡,就已经能够满足他们的需要了。另外一些摄影师,如广告摄影、文物与艺术品复制摄影和某些对色彩还原有极其苛刻要求的科技摄影,则要求色彩要尽可能的真实、准确地记录被摄物的色彩,因此必须对数字相机实施严格的色彩管理。在本文中我们将从这两方面讨论数字相机的色彩控制与色彩管理。
    数字相机的白平衡


    白平衡是数字相机控制颜色的一种最简单、有效的方法。数字相机在加色法的基础上建立自己的色彩体系:在光电传感器芯片的前面设置红、绿、蓝三种滤光镜使传感器的芯片仅能接受这三种原色光,通过特定的算法将这三种原色合成为各种颜色。设计师知道自己相机的红、绿、蓝三种原色应该以何种比例混合才能形成中性(黑、灰、白)色。
而且一旦中性色得以还原,其他色彩也都能得到良好的再现。在拍摄中三原色的比例既与硬件的特性(如三原色滤光镜的颜色、光电传感器对各种色光的灵敏度)有关,还与光源的特性(如色温、显色系数……)有关。前者可由设计师控制,后者则是随现场拍摄光源而变化的。    
所谓“白平衡”是指通过测定被摄景物或光源的色彩特性,确定从红、绿、蓝信号合成彩色的算法(例如每种信号的放大倍率),如何使中性色(例如白色或灰色)的物体仍然被拍摄为中性色,以便能够更准确地还原各种色彩。例如(图1)中黄色光源照亮白色物体,使白板偏黄,因此使CCD元件上的红,绿信号较强,蓝信号较弱。数字相机减小红、绿信号的放大倍率。增强蓝信号的放大倍率,令最后算出的红、绿、蓝数字信号仍保持平衡,于是仍使白板的影像呈白色。数字相机实现白平衡的方法主要有以下几种:
    1.自动白平衡(代号为AWB或A)
    自动白平衡无需特殊的色彩设置,相机在测光、构图的过程中自动检测环境照明的特性并调整色彩合成的算法,以便实现较好的白平衡。自动白平衡快捷方便、简单易用,一般都作为厂家推荐的出厂默认设置。由于能够满足绝大多数环境下色彩还原的要求,也是摄影师首选的白平衡类型。当要表现特殊光源的色彩特性(例如日出、日落时要拍摄出低色温阳光暖调的效果)或自动白平衡的精度不足(例如在小功率的白炽灯下拍摄导致影像偏橙黄色),才需要考虑其它白平衡的方案。多数厂家自动白平衡能够适应的色温范围在3000—8000K之间。
    2.预置白平衡(又称为“手动白平衡”) 事先根据标准光源或典型光源的特性(例如光源的色温)设定相应白平衡的算法,拍摄时在白平衡选项中根据摄影光源的类型选择对应的图标(图2),启动预置的白平衡。表1中示出了常用预置白平衡的类型。典型图标及其相关的色温,可供读者参考。
    表中的钨丝灯又称为白炽灯,荧光灯又称为日光灯。还有些厂家将荧光灯细分为暖白荧光灯(约4100K),冷白荧光灯(约8450K)及三基色荧光灯(5000~6500K)等三类。晴天室内利用自然光照明时可以采用阴影白平衡。各光源的相关色温值并无公认的标准,表中是多数厂家经常采用的范围。每个厂家在设计预置白平衡时都会在表中所列的范围中选择一个确定的值,例如日光的相关色温常用5200K,钨丝灯则常用摄影溴钨灯作为定标的标准。而我们遇到的自然光或使用的人造光时常与厂家认定的光源有极大的差异,导致预置白平衡的效果难以令人满意。因此建议在自动白平衡失效时,用预置白平衡试拍,并通过预览(民用数字相机)或回放(数字单反)判断预置白平衡的适用。

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