灰卡 (白平衡)

上一篇討論相機的基本功能 - "測光"
這篇來討論一下"白平衡 (White Balance)"的問題

白平衡就是將照片中的白色"調回它原本的白色"
大家應該都有這樣的經驗
同樣一件白色的衣服在中午和在黃昏時
看起來的顏色會不太相同...
黃昏時白色的衣服看起來會有些黃黃的
我們說這時的色溫是比較低的
而色溫高時 白色的衣服看起來稍微偏藍
為什麼用色溫來形容呢？
這是來自黑體幅射的實驗
當溫度加高時 黑體幅射出來的光波會是偏藍色的光
當溫度變低時 黑體幅射出來的光波則會是偏黃紅的
所以才會用"色溫"來形容
跟顏色給人感覺的溫度是沒有關係的

人眼是很厲害的
即使色溫差異很大
我們看白色還是可以多少分辦出它是白色
相機就沒那麼厲害了
不同色溫的情形下所拍出來的顏色可能會差非常多
使用傳統相機攝影時
通常會用有色的濾鏡或不同特性的底片來修正這個問題
到了數位時代
雖然還是可以用濾鏡來達到相同目的
但大部份已經用相機內部的運算來校正了

所以白平衡的目的就是將原本的白色還原
一般數位相機通常已內建幾種白平衡模式
一般會有
"自動白平衡(AWB)"、"晴天(Day light)"、
"陰天(Cloudy)"、"鎢絲燈(Tungsten)"、
"日/螢光燈(Fluorescent)"以及"手動白平衡(Manual)"
我相信大部份的人在拍照的時候都是用"自動白平衡"的模式
現在相機內AWB的演算法都不錯
在大部份的情形下都可以得到滿意的結果
但，還是會有誤判的情形出現

先來看看不同的白平衡設定拍攝同一個物體時的差異

1. 自動白平衡 (Auto White Balance)


2. 晴天 (Day light)


3. 陰天 (Cloudy)


4. 鎢絲燈 (Tungsten)


5. 日/螢光燈 (Fluorescent)


可以發現不同的設定會有一些差異
尤其是鎢絲燈的那張
因為鎢絲燈的色溫和拍攝時的現場光差異最大

不一定所有的相機都會有手動白平衡的選項
如果有的話
可以用試試手動白平衡的效果
方法是先用一張白色(或灰色)的紙
然後在相機的手動白平衡選單下讓它去紀錄


之後用這個設定去拍攝一光源下的場景
以上面同樣的物體為例
手動白平衡的結果為:

6. 手動白平衡 (Manual White Balance)


這樣拍出來的成果就會很接近物體原來的顏色
這個例子你也會發現
相機的自動白平衡在這個場景下其實做得很不錯

自動白平衡的原理我們就不多做討論了 (我也沒很懂)
在自動白平衡的演算法上有很多專利
而且多為日本廠商的專利

我們來講講手動白平衡時
相機是大概是如何動作的
當你給它一張白色或灰色的紙
就等於告訴它正確的白色對應於它感應器的數值(RGB)的差異
它會將這個的RGB值分別乘上一個修正數值
讓RGB的值會相同 (也就是白色或灰色)
然後將之後的影像都乘上這個修正數值
那得到的影像就會很接近原來的顏色了
我這兒講的只是大致的原理
很多廠商也許還有自己更複雜的演算法
那就是題外話了

要注意的是
你給相機取樣的白紙或灰紙要儘可能是中性的
中性的意思是它不能摻雜有其它顏色
你可以觀察一般你拿得到的白紙(影印紙)
雖然是白的
但其實不同廠商所生產紙張
彼此之間還是有著些微的差異
即使如此
隨便拿一張白紙來做手動白平衡
通常還是會比相機的自動白平衡還來的好
如果能有一張Kodak或專門供攝影用的灰卡
那效果就更可以信賴了

我了解如果每一次拍照都用手動白平衡是很不方便的
甚至常會忘了調回來
所以我還是建議直接使用自動白平衡
我自己也是這樣的
除非有足夠的時間或有需要的場合
我才會用手動白平衡這招
另一個比較類類的白平衡用法是
故意使用和現場光不同的白平衡設定
去拍出特異的顏色
營造不同的感覺

另外 如果是使用 DSLR (單眼數位相機)
都會有RAW的圖形檔案格式
使用RAW的好處很多 (也有壞處，就是比較麻煩且檔案大)
其中一個就是可以在後製時再慢慢地選擇想要的白平衡
當然使用JPG的格式也可以
但RAW還是比較能保留原有照片較多的資訊

講完了...
希望看的人至少比較了解白平衡是什麼了
如果覺得完全看懂了
那就幫自己拍拍手、也幫我拍拍手吧！ :-)