数码摄影表面上看只是改变了摄影过程中的感光介质,但是这个感光介质的改变,却导致了革命性的后果。 胶片是用物理和化学的方法记录影像,而数码则是采用了数学和数字的方法来记录影像。摄影本身是一门艺术,艺术似乎是很难用数学来衡量和评价,如何能用数学 来解决摄影呢?因此首先需要了解的是在数码的世界里是如何用数字来表达与摄影相关的各种颜色信息的。
首先看看颜色到底是啥东西。人眼看到的颜色是人的视觉神经对光线波长的一种反映,实际上是一种心理和物理的相互作用,所有颜色印象的产生,是由于时断时续 的光谱在眼睛上的反应,不同的波长,在我们的头脑中形成不同的颜色反射(感觉),波长越长的光线,穿透力越强,给人印象也越醒目。波长由长到短排列的顺序 就是我们熟知的“赤橙黄绿蓝靛紫”。感谢上帝,在动物界里,能够象人一样区分如此丰富的颜色的并不多,许多“视”力敏锐的动物如狗,其实都是色盲。这可能 是摄影成为全球最广泛的爱好之一的生理解释吧。
理解数码摄影中色彩的数码特性,必须理解以下概念:
1、三原色,RGB表示法。有理论认为,人眼看到的所有颜 色都是由三种基本的颜色:红、绿、兰混合而成的,在现实中该理论得到了很好的验证,因此该理论被广泛应用。数码世界里,也普遍采用该方式表示颜色:用红 (R)、绿(G)、兰(B)三种纯色的不同亮度数值的组合来表示某一特定的颜色,每一单色的数值代表了颜色亮度,0最暗,数值越大越亮。因此如 (r,0,0)不同的r值,如255表示某种亮度的纯红色,(0,g,0)表示某绿色,而(0,0,b)则是某种兰色。(r,g,0)则是某种橙色或黄 色。RGB数值表示颜色,是数码摄影中最基本、最普遍采用的记录颜色的方法。
2、HSB表示法。颜色也可以由色相(Hue)、亮度(灰 度,Brightness value)和饱和度(Saturation)来定义。 色相指的是色彩的外在表相,即是一定波长的光照射产生的人眼感觉的颜色,如红、黄等。饱和度(色度)指的的是颜色的纯度,或者浓度。在图像处理软件中的调 整操作如颜色选择等,因HSB描述颜色形象而直观,一般采用该方式来进行功能描述,但数据记录依然采用RGB方式。
我们可以把常用的“赤橙黄绿蓝靛紫”的七个字,记忆成一个顺时针(或逆时针)循环的颜色轮,在该轮上紫色和红色相接。
该图转贴自:
http://www.cgan.net/book/books/print/packcolorli<x>nk/5-1-1.html
【该图更为精细,补充以为参考】
这样,容易记住颜色色相的变化方向,在相机的颜色平衡和后期调整过程中,我们就可以对红绿兰三种原色的色相进行调整从而获得我们想要的颜色。比如,红色物 体的色相顺时针(向右)调整将会向黄色和橙色过渡,向左将会向紫色或者(MAGENTA)过渡;绿色的色相向右将会朝蓝色(湖兰,CYAN)过渡,向左会 朝黄色过渡等。
从这个色盘我们可以找到某种颜色的补(对)色和过渡色,这样在拍摄时,可以更好地选择补色或者过渡色来制造对比或者柔和的色彩气氛。其中相邻的是过渡色, 在一起会比较柔和,而实线相对的是补色,可以产生强烈的对比效果;当然也可利用补色此销彼长的原理来调整画面色偏色。图不大,但用处很多,可将它打印随身 携带。
除常用的RGB,HSB以外,软件后台处理也常采用CIE Lab等与设备无关的色彩空间对色彩进行“精确地”数字定义。不管什么方法,我们知道颜色在抽象的数字世界里,可根据引起人眼不同视觉反映的特点的强弱进行数字化的描述。
3、
色温和白平衡:
色温的概念,是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的。开尔文认为,假定某一纯黑物体,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将 热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如,当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时,就会变 成暗红色,达到1050一1150摄氏度时,就变成黄色,等等。因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对应的。只不过色温是用开尔文(K)色温 单位来表示,而不用温度单位。黑色的铁在加温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时,它就变成 白色,通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理,用。K来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理,任何光线的色温 是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。
通过其定义可见,色温和RGB、HSB相同,也只不过是颜色物理特征的一种数学表示方法而已,但是不同的是,
色温一般是用来描述光源发射的光谱的颜色物理特征的,而RGB等色彩的数码表示法是用来描述拍摄主体发射光的颜色特征的,二者从两个方面对拍摄现场的颜色信息进行了描述和表达。
人眼看物体的颜色会因光源投射光线颜色的改变而产生改变,也就是说物体的颜色会随着光源的色温而改变。白色物体在不同色温的光线下,也会反射出不同的颜 色。无论是胶片还是数码相机的CCD或CMOS感应器,并不能准确记录和还原不同色温下白色物体所反射的光源的色温(颜色)。为获得准确的颜色还原,准确 记录现场的光源色温,数码摄影需要对感应器进行校正,传统摄影需要选择能够准确还原现场光源色温的胶片。白色是所有颜色的混合光,因此校正了白色物体的色 彩还原,就可以获得所有色光的准确还原,故一般选用白色物体作为校正参考,该校正过程也被称为
白平衡的校正过程。
知道了
色温是用来描述现场光源(光线)的,白平衡是针对感光器材如何还原现场光线的色温的,颜色的RGB表示是描述拍摄主体的,就掌握了摄影中决定摄影主体色彩感觉的主要因素,我们知道从哪里下手对摄影作品的颜色进行精细控制和调节了。
4、摄影数码化和摄影艺术的关系
由上面的定义可以看出来,在传统摄影里,那种拍摄者对拍摄主体和现场光线的颜色特征的心理“感觉”,在数码摄影里却以RGB和色温这两个数学方式进行了“ 精确”描述。因此,摄影好象从玩“感觉”变成了对现场的所有颜色和光线的数学函数的求解。但这只是表面现象,这物体颜色和光线特征这两方面的记录都只是对 颜色的记录,与摄影作品的艺术表达没有直接关系,数码摄影仅仅是把颜色数码化了,而不是对艺术进行数码化,因此数码摄影不但不会有损摄影的艺术性,而是对 摄影艺术的丰富和扩充。
5、颜色的相对性和色彩空间;
颜色对于人来说,只是心理感受,因此无论是色相、亮度还是饱和度都是相对的。如果人向许多动物一样,只能识别黑白图像,颜色这个词可能就仅指黑白两个字了。而中灰色放在黑色旁,人们认为它比较“白”;而在白色旁边,人们会认为它比较“黑”,如下图(出处同上):
因此即使是这“无色”的状态,因为有亮度的区别,人的感觉也是相对的。人眼和人脑本身是一个复杂的图像处理器,它总是根据人的主