色溫原理

開爾文認為，假定某一純黑物體，能夠?qū)⒙湓谄渖系乃袩崃课?，而沒有損失，同時又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮狻钡男问结尫懦鰜淼脑?，它產(chǎn)生輻射最大強度的波長隨溫度變化而變化。

例如，當(dāng)黑體受到的熱力相當(dāng)于500—550℃時，就會變成暗紅色（某紅色波長的輻射強度最大），達到1050—1150℃時，就變成黃色……因而，光源的顏色成分是與該黑體所受的溫度相對應(yīng)的。

色溫通常用開爾文溫度（K）來表示，而不是用攝氏溫度單位。打鐵過程中，黑色的鐵在爐溫中逐漸變成紅色，這便是黑體理論的最好例子。通常我們所用燈泡內(nèi)的鎢絲就相當(dāng)于這個黑體。色溫計算法就是根據(jù)以上原理，用K來對應(yīng)表示物體在特定溫度輻射時最大波長的顏色。

根據(jù)這一原理，任何光線的色溫是相當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時所受到的“溫度”。顏色實際上是一種心理物理上的作用，所有顏色印象的產(chǎn)生，是由于時斷時續(xù)的光譜在眼睛上的反應(yīng)，所以色溫只是用來表示顏色的視覺印象。

因為這是種跟別的光源比較時相逆的標(biāo)準(zhǔn)，黑體輻射體的色溫等于它表面的開爾文溫度, 使用了以19世紀(jì)英國物理學(xué)家威廉·湯姆遜，第一代開爾文男爵為名的溫標(biāo)。

白熾燈就非常接近于一個黑體輻射體。然后，不少其他光源，諸如熒光燈，并不按照黑體的放射曲線輻射能量，所以其經(jīng)常和相關(guān)色溫（CCT）聯(lián)系在一起，這是找到光源的感知色溫跟黑體最相近的方式。因為白熾燈并不需要這種處理，白熾燈的CCT其實相當(dāng)簡單，就是它那未經(jīng)調(diào)整的開氏溫標(biāo)值，像加熱的黑體輻射體那樣。

根據(jù)太陽在天空移動的位置，太陽的顏色會轉(zhuǎn)變成紅色、橘色、黃色、白色。在一天中，太陽光顏色的改變主要是大氣層的反射作用造成的，更通俗的話：是光線被改變了，跟黑體輻射無關(guān)。

由于白天的自然光源屬于較高的色溫，而到了黃昏的自然光源屬于低色溫，因此人類的大腦在高色溫照明下會比較有精神，而在低色溫照明下則會認為該睡了；照明色溫宜依照時間調(diào)整高低。

就算當(dāng)太陽僅僅比水平線高一點，還是可以通過估計它的視色溫（視色溫會根據(jù)大氣情況改變）而計算出它的有效溫度。因此，就算太陽看起來是紅的，并且此時視色溫為2500K，通過簡單的計算，就可以證實它實際上的有效溫度大約是5770K。

天空的藍色不是因為黑體輻射，而是由于大氣瑞利散射會將陽光“打散”，藍光比紅光更容易被大氣干擾，這個現(xiàn)象跟黑體的特性無關(guān)。

光源的顏色常用色溫這一概念來表示。光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫。在黑體輻射中，隨著溫度不同，光的顏色各不相同，黑體呈現(xiàn)由紅—橙紅—黃—黃白—白—藍白的漸變過程。某個光源所發(fā)射的光的顏色，看起來與黑體在某一個溫度下所發(fā)射的光顏色相同時，黑體的這個溫度稱為該光源的色溫?！昂隗w”的溫度越高，光譜中藍色的成份則越多，而紅色的成份則越少。例如，白熾燈的光色是暖白色，其色溫表示為2700K，而日光色熒光燈的色溫表示方法則是6000K。

某些放電光源，它發(fā)射光的顏色與黑體在各種溫度下所發(fā)射的光顏色都不完全相同。所以在這種情況下用“相關(guān)色溫”的概念。光源所發(fā)射的光的顏色與黑體在某一溫度下發(fā)射的光的顏色最接近時，黑體的溫度就稱為該光源的相關(guān)色溫。

光源色溫不同，光色也不同，帶來的感覺也不相同：

色溫與亮度：高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種陰冷的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。光色的對比：在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對比將會出現(xiàn)層次效果，光色對比大時，在獲得亮度層次的同時，又可獲得光色的層次。

有人以為在色溫上的喜好是因人而定的，這跟我們?nèi)粘？吹骄拔锞吧嘘P(guān)，例如在接近赤道的人，日?？吹降钠骄珳厥?1000K（8000K（黃昏）～17000K（中午）），所以比較喜歡高色溫（看起來比較真實）；相反的，在緯度較高的地區(qū)（平均色溫約6000K）的人就比較喜歡低色溫的（5600K或6500K）。也就是說如果您用一臺高色溫的電視去表現(xiàn)北極的風(fēng)景，看起來就感覺偏青；相反的如果你用低色溫的電視去看亞熱帶的風(fēng)情，會感覺有點偏紅。

上述說法是一種很常見的誤解。地球上不同人種、不同種族的正常人，對顏色的感受是一樣的，不要以為地區(qū)或者虹膜顏色不同?？吹降念伾蜁胁町?。試想在美國有來自世界各地不同的種族，如果大家對同一種顏色的感知是不一樣的，那為什么從來就沒聽說過電影、電視節(jié)目、雜志會接到不同人種所投訴的不同偏色呢？由此反過來也證明了，所有人看到的顏色應(yīng)該都是一樣的（色盲除外）。詳見《Video Demystified》和《D65，你不知道的正確彩色世界》。

判斷顯示器性能

我們知道，通常人眼所見到的光線，是由七種色光的光譜疊加組成。但其中有些光線偏藍，有些則偏紅，色溫就是專門用來量度和計算光線的顏色成分的方法，是19世紀(jì)末由英國物理學(xué)家洛德·開爾文所創(chuàng)立的，他制定出了一整套色溫計算法，而其具體確定的標(biāo)準(zhǔn)是基于以一黑體輻射器所發(fā)出來的波長。

色溫（ColorTemperature）是高檔顯示器一個性能指標(biāo)。我們知道，光源發(fā)光時會產(chǎn)生一組光譜，用一個純黑體產(chǎn)生出同樣的光譜時所需要達到的某一溫度，這個溫度就是該光源的色溫。15英寸以上數(shù)控顯示器肯定帶有色溫調(diào)節(jié)功能，通過該功能（一般有9300K、6500K、5000K三個選擇）可以使顯示器的色彩能夠滿足高標(biāo)準(zhǔn)工作要求。高檔產(chǎn)品中有些還支持色溫線性調(diào)整功能。

彩色膠片的設(shè)計，一般是根據(jù)能夠真實地記錄出某一特定色溫的光源照明來進行的，分為5500K日光型、3400K強燈光型和3200K鎢絲燈型多種。因而，攝影家必須懂得采用與光源色溫相同的彩色膠卷，才會得到準(zhǔn)確的顏色再現(xiàn)。如果光源的色溫與膠卷的色溫互相不平衡，就要靠濾光鏡來提升或降低光源的色溫，使與膠卷的色溫相匹配，才會有準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)。

通常，兩種類型的濾光鏡用于平衡色溫。一種是帶紅色的81系列濾光鏡，另一種是帶微藍色的82系列濾光鏡。前者在光線太藍時(也就是在色溫太高時)使用：而后者是用來對付紅光，以提高色溫的。82系列濾光鏡使用的機會不如81系列的多。事實上，很多攝影家的經(jīng)驗是，盡量增加色溫，而不是降低色溫。用一枚淡黃濾光鏡拍攝最平常的日落現(xiàn)象，會產(chǎn)生極其壯觀的效果。

美國一位攝影家的經(jīng)驗是，用微紅濾光鏡可在色溫高達8000K時降低色溫，而用藍濾光鏡可使日光型膠卷適用于低達4400K的色溫條件。平時，靠使用這些濾光鏡幾乎可以在白天的任何時候進行拍攝，并取得自然的色調(diào)。但是，在例外的情況下，當(dāng)色溫超出這一范圍之外時，就需要用色彩轉(zhuǎn)換濾光鏡，如琥珀色的85B濾光鏡，可使高達19000K的色溫適合于日光型膠卷。相反，使用燈光型膠卷配以82系列的濾光鏡，可使色溫下降到2800K。

倘若需要用日光型膠片在用鎢絲燈照明的條件下拍攝時，還可以用80濾光鏡。如果當(dāng)時不用TTL曝光表測光的話，須增加2級光圈，以彌補光線的損失。而當(dāng)用燈光型膠片在日光條件下拍攝時，就需用85B濾光鏡，需要增加2/3級光圈。

然而，市場上通用的濾光鏡代號十分混亂，不易識別，并不是所有的制造廠商都用標(biāo)準(zhǔn)的代號和設(shè)計。因此，在眾多的濾光鏡中，選出一個合適的濾光鏡是不容易的。為了把濾光鏡分類的混亂狀況系統(tǒng)化，使選擇濾光鏡的工作簡化，加拿大攝影家施瓦茨介紹了國際上流行的標(biāo)定光源色溫的新方法。

如何準(zhǔn)確地進行色溫定位？這就需要使用到“色溫計”啦。

一般情況下，正午10點至下午2點，晴朗無云的天空，在沒有太陽直射光的情況下，標(biāo)準(zhǔn)日光大約在5200~5500K；新聞攝影燈的色溫在3200K；一般鎢絲燈、照相館拍攝黑白照片使用的鎢絲燈以及一般的普通燈泡光的色溫大約在 2800K；由于色溫偏低，所以在這種情況下拍攝的照片擴印出來以后會感到色彩偏黃色。而一般日光燈的色溫在7200~8500K左右，所以在日光燈下拍攝的相片會偏青色。

這都是因為拍攝環(huán)境的色溫與拍攝機器設(shè)定的色溫不對造成的。一般在擴印機上可以進行調(diào)整。但如果拍攝現(xiàn)場有日光燈也有鎢絲燈的情況，我們稱為混合光源，這種片子很難進行調(diào)整。

綜上所述，拍攝期間對色溫的考量、設(shè)定以及調(diào)整就顯得非常重要。無論你是使用傳統(tǒng)相機還是數(shù)碼相機以及攝像機。都必須重視色溫！

色溫是照明光學(xué)中用于定義光源顏色的一個物理量。即把某個黑體加熱到一個溫度，其發(fā)射的光的顏色與某個光源所發(fā)射的光的顏色相同時，這個黑體加熱的溫度稱之為該光源的顏色溫度，簡稱色溫，單位用K表示。

色溫低的光偏黃，比如白熾燈、2800K左右，色溫高的光偏藍，比如紫光燈，9000K以上。一般認為，標(biāo)準(zhǔn)白色光色溫為6500K，CRT所發(fā)出的白光約為5500K，所以稍微改變?nèi)幕旌媳壤?，即可模擬出增減色溫的效果，利用色溫的原理實現(xiàn)的攝影、攝像、顯示等設(shè)備的變化的過程稱為色溫效應(yīng)。

在影視鏡頭的拍攝中，常用兩種以上光源照明，一般情況下都要求其色溫相一致。在外景或?qū)嵕芭臄z中，在以日光照明為主的情況下，常用如燈光作輔肋光，如果用低色溫?zé)艟撸?200K）就要向日光（5600K）的色溫調(diào)整，其常用的方法是用升高色溫的燈光紙或直接用高色溫?zé)?，也有時特意用兩種色溫的燈光分別照明同一景物，不進行平衡，以取得冷暖相間的照明效果。

光源與彩色膠片、攝象機之間的色溫協(xié)調(diào)關(guān)系：日光片只能在5600K色溫條件下拍攝；燈光片只能在3200K色溫條件下拍攝。攝像在日光下拍攝加5600K濾色鏡，在3200K燈光下拍攝加3200K的濾色鏡。2100433B

光源色溫不同，光色也不同：

色溫在 3000K 以下，光色偏紅給以溫暖的感覺;有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺;

色溫在 3000--6000K 為中間，人在此色調(diào)下無特別明顯的視覺心理效果，有爽快的感覺;故稱為 " 中性 " 色溫;

色溫超過 6000K ，光色偏藍，給人以清冷的感覺。

a. 色溫與亮度 高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種陰氣的氣氛;低色溫光源照射下，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。

b. 光色的對比 在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對比將會出現(xiàn)層次效果，光色對比大時，在獲得亮度層次的同時，又可獲得光色的層次。

采用低色溫光源照射，使紅色具有鮮艷感;

采用中色溫光源照射，使藍色具有清涼感;

采用高色溫光源照射，使物體有冷的感覺。2100433B

色溫 ( Color Temperature )

單位：絕對溫度 ( Kelvin, K )

色溫度以絕對溫度 K 來表示，是將一標(biāo)準(zhǔn)黑體（例如鉑）加熱，溫度升高至某一程度時，顏色開始逐漸由黑變紅，轉(zhuǎn)黃，發(fā)白，最后發(fā)出藍色光，逐漸改變，利用這種光色變化的特性，其光源的光色與黑體的光色相同時，我們將黑體當(dāng)時的溫度稱之為該光源的色溫度。色溫度在 3000K 左右時，光色偏黃。色溫度在 5000K 以上時，光色偏藍。不同色溫度的光，具有不同的照明和視覺效果。不同色溫對應(yīng)不同顏色的光。不同的波長給人眼造成不同的顏色感覺，從紅、橙、黃、綠、藍、靛（藍紫）、紫。眼睛的敏感度隨波長的變化而強烈變化。例如，在很好的照明條件下，眼睛對 550nm 波長的光（綠光）的敏感程度是紅光或藍光的 20 倍。這也是為什么大部分車的霧燈和馬路的路燈采用黃光的一個重要原因。色溫是度量顏色溫度的標(biāo)準(zhǔn)，并不是度量燈的亮度。鹵素?zé)舻纳珳乜梢杂?300K到7000K；HID燈的色溫由4200K到超過8000K；燈的色溫越高，它對霧和雨的穿透力越差（越不亮）。大廠如飛利浦至今只生產(chǎn)色溫最高6000K的氙氣燈。

以下是不同色溫的表現(xiàn)：光色溫 光效果

3000K　黃色光，強穿透力

4200K　白中帶黃，原車配氙氣燈

5000K　光全白，歐規(guī)最高色溫

6000K　光全白，略帶藍色

6500K　陽光下的白天

7000—8000K白中明顯帶藍

8000K以上藍光，穿透力極差推薦6000K左右的色溫正好是最白略微開始轉(zhuǎn)藍的色溫，人眼容易接受，不易疲勞，提高安全性，而鹵素?zé)魟t較差2100433B