白平衡為何總不準？攝影師最容易忽視的問題

幾乎所有專業的攝影影片與電影攝影機都錯誤地進行白平 衡這可能導致照片或影片出現這種、或這種嚴重偏色的情況 色彩難以修正 校正 白平衡是一種讓數位影像補償整體色偏的方法 讓場景中的白色物體看起來是白色 紅色物體看起來是紅色 以此類推 確保光源的色彩還原準確 在大多數人使用的相機中 白平衡大多自動完成 這本身已是個 相當複雜的議題 但在專業拍攝工作中 白平衡設定則需手動調整 通常會以開爾文為單位 手動按相等的增量進行調整 在我的相機中 我有5100K、5200K、5300K、5400K等多種選擇 基本上在 市面上最奢華且昂貴的電影攝影機 色溫刻度如5110K、5120K、5130K 以此類推 阿麗卡 Alexa 為 5100K、5150K、5200K 黑馬 Ursa Cine 則為 5100K、5150K、5200K 或紅鷹中的5100K、5200K、5300K 以此類推 問題在於這些 所有溫度變化皆為相等的開氏度增量 但相等的開氏度增量並不會產生相等的色 溫偏移 以下是相隔相等開氏度增量拍攝的一系列影像 然而其色彩變化卻不一致 並非均勻分佈 左側僅有幾張帶藍調的影像 而右側則有大量 右側的黃色調影像 以下是改用相同色彩拍攝的類似影像序列 增量 這樣看起來不是更為平緩 藍色與黃色的分布也更為均勻嗎 這是原先等 Kelvin 增量的序列 再來看看它的實際樣貌 如果我們根據影像的顏色來定位 黃色一端的數量要多得多 而另一端則少得多 藍端的量已足夠 Kelvin值與色溫並非線性關係 另一種觀察方式是： 繪製每張等 Kelvin 增量影像中的藍色含量 你會發現它並非 一條平滑的直線 從實用角度來看 在 Kelvin 值較低的一端 比例上 白平衡的微小變化會導致顏色產生顯著差異 因此更容易出現 嚴重扭曲色彩 導致影像過於偏黃或過於偏藍 僅僅是開爾文溫度稍有變化而已 差異 雖然處於量表的高端 白平衡的大幅變化僅會導致微小的 顏色的變化 因此如果你在上方出錯 影響也沒那麼大 但你 也可能覺得顏色之間的距離比實際上更遠 我絕對不可能需要把這個 數字改動這麼多 因此你可能會對實際光照情況補償不足 重點在於 並非無法使用這些工具達到正確的白平衡 你當然能做到 但它們的設 計方式卻始終與你作對 這就像試圖用一把不斷偏移的槍射中目標一樣 岩石 有時你用鉗子夾著一粒沙 有時卻用投石機發 射一塊巨石 造成這種凱爾文混亂的原因在於 白平衡並非…… 遵循一條優美的線性尺度 這源自發光熱物體的物理特性 來自發光熱物 體的光線遵循所謂的維恩定律 該定律將光的顏色與物體的溫度聯繫起來 溫度 而維恩定律並非線性定律 而是 1/x 那種關係 或者說大概是 1/t 的關係 由於這是溫度的倒數 看起來熟悉嗎 儘管維恩定律廣為人知且具有 非線性特性 數位相機與攝影機 以及影像處理軟體仍需面對此問題 色彩校正幾乎全部都將白平衡視為線性處理 正如我先前所提到的 即使是價格約為十萬美元的數位電影攝影機 也配備了白平衡設定 以相等的開爾文間隔 這實在荒謬 據我所知 在這段影片製作當時 唯一能將事情處理得近乎正確的相機或軟體 僅有佳能的電影級相 機系列 它們可讓您在開爾文溫度的等量變動與等間距刻度之間切換 色彩的變化 但佳能的相機卻使用相等的開爾文增量 事實上 整個情況是攝影中還有另一個核心概念並非線性變化 無論是哪種規模 哪些相機能準確呈現曝光效果 都與人眼對光線的敏感度有關 這種敏感度呈對數關係 表示光線強度加倍時 看起來總是亮度增加相同的程度 無論你增加多少光線 1秒、2秒、4秒或8秒的曝光時間都一樣 所有光源的亮度看似等距分佈 儘管光線強度實際上正呈 指數級增長 相機以及部分但非全部的軟體會考慮到這一點 當你調整任何影響曝光的設定 例如快門速度、 鏡頭光圈大小或相機訊號增強程度時 曝光並非呈線性變化 感應器 稱為 ISO 它們均可按等量亮度變化級距進行選擇 例如 選擇1秒、2秒、4秒、8秒或16秒的曝光時間 而非1秒、2秒、3秒、4秒或5秒的曝光時間 曝光程度 或光圈值如 f2、2.8、4、5.6、f8 等的選擇 而非 f2、3、4、5、6 但在相機與軟體中 白平衡並非如此處理 儘管白平衡與曝光一樣並 非線性刻度 相機與軟體中白平衡的調整步驟仍採用特定的設定方式 軟體的設計是線性的 我其實不太清楚原因 但我猜這 可能與白平衡過去由底片化學特性決定有關 因此相機並未…… 直到數位攝影開始盛行 才出現可調節白平衡的設定 在底片時代 如果你使用的是針對某種色溫光源所設計的底片 但如果你拍攝的對象使用了不同顏色的光源 就會在 燈光前放置一張彩色塑膠片 或在鏡頭前加裝彩色濾鏡 而且這些濾鏡或濾片確實是以相等的色彩增量出現的 由於某 種原因 當轉向數位攝影時 這個概念並未被正確地納入考量 當某位原本不是攝影師或物理學家的軟體工程師 因覺得相等的 開氏度增量數字整齊好看 便決定採用此方式 隨後便人人效仿 導致現在白平衡非線性 但在數位相機與軟體中 僅能 以線性步驟調整 不過這只是我的猜測 我實在無法確定 想法 我應該說明的是 白平衡並不像曝光那樣 因為非線性的情況有很多種 曝光是以對數尺度計算的 光線強度加倍時 其數值變化並非線性 導致亮度多出一個步驟 我們有時會將每次加倍稱為增加一檔光圈 光線 如前所述 白平衡採用 1/x 的尺度 其中相等的增量或檔位 以2260開爾文、3200開爾文、5500開爾文及19 600開爾文等序列為代表 已經用來描述白平衡的正確等色增量單位 稱為 MIREDS 代表微米倒數開爾文 這些單位並非科學上正確的單位 因為開爾文並非以「度」為單位衡量 而「mi」可能代表毫或微 正確的 單位是每兆開爾文的倒數 但更重要的是 我們不需要更換單位 我們原本就不需要 調整快門速度、光圈或ISO等參數的單位 相機與軟體會自動 選擇間隔設定 以應對曝光的非線性特性 例如僅允許你設定特定的步進值 選擇五十分之一秒、百分之一秒或兩百分之一秒的曝光時間 或同樣是 f2 8、f4、f5 6 等光圈值 我們僅能使用相等的那些 曝光的增量 我們對色溫也應採取相同做法 保留開爾文單位 因為 everyone 都使用 熟悉它 但使用相同色溫增量的設定 例如2260、3200、5500、19600 以此類推 而非2200、2300、2400、2500 實際上 你會希望對其有更細緻的控制權 比這裡所說的還要多 這正是佳能在其電影攝影機中所做的事情 如果你是攝影師或攝影從業者 這段影片的重點很簡單 要更加 調整低色溫值（例如2700與2800開氏度）的白平衡時務必謹慎 在數值較小時差異顯著 而在較大數值時則呈現類似顏色變化 對應於從 5000 增加到 5350 或從 9000 增加到 10 000 如果你為攝影機工作 無論是科技公司、照明公司 還是照片或影片編輯軟體公 司請更新您的軟體 加入色溫變化等距的設定 例如色溫濾色片 電影照明中的標準做法早已採用這種方式 而非線性刻度 其實並不太難 你原本在調整曝 光時就已經在使用快門速度、光圈與ISO 這正是如此操作 而佳能也早已在這麼做了 他們將其應用於電影攝影機中 一些照明公司甚至已技術性地實現了對LED燈 的類似處理 這些燈可透過數位化的方式設定 如同過去使用彩色濾片的時代一樣 電影 但他們仍無法獲得寬恕 因為其開爾文設定值仍以相等間隔調整 軟體公司 你們沒有藉口可找 只需一個微小的軟體更新 就能讓白色獲得 應有的尊重 哦 順帶一提 這還可能讓客戶的照片與影片品質更上一層樓 如此而已 附註：是的 我知道色彩遠比這複雜 它涉及感知 還有綠色與洋紅色的對比 並非所有光源的光譜都符合黑體輻射特性 諸如此類的情況還有很多 歡迎你隨時告訴我更多細節 在評論區裡 附註：是的 我知道專業攝影師會測量色溫 在現場拍攝時 或使用灰卡校正 但仍會有無法達成的情況 或光源發生變化 而且他們仍需瀏覽大量幾乎完全相同的畫面 溫度增量介於5 000至10 000開爾文之間 我想他們也會樂意看到這種情況有所改變 另一個補充說明：在這段影片中 我對藍色代表低開氏溫度、橙色代表高 溫的標示方式有些不一致 儘管維恩定律明確指出低開氏溫度對應的是較長的波長 光線越偏橙色 開爾文值越高則越偏藍色 我如此處理是因為當你 設定數位相機的色溫參數 或為底片相機選擇開氏溫標標示 的底片 若所選開氏溫標值低於光源溫度 影像將過於偏藍 而光源色溫過高會導致影像過於偏橙 這部分其實我另 外拍了一整支影片來說明這個容易讓人混淆的色溫概念 最後補充一句：在你說這一切都能透過拍攝RAW檔解決 之前首先 我當然知道 其次 拍攝RAW檔在影片製作中通常並非可行之選 第三 原則上 即使不以RAW格式拍攝 你也應該能夠事後調整 白平衡 我認為RAW不過是解決這個問題的一種有點欺詐性的方法 但這要留到另一支影片再說了