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颜色的形成与控制

2010-08-11 08:14:17 作者:祁连山 来源:中国教程网 浏览次数:0
本文由 中国教程网 祁连山 原创,任何网站、出版品均可转载,但必须注明出处和作者!

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本文为中国数码摄影与后期处理系列教程,在本文中中国教程网祁连山老师将向我们介绍数码摄影与后期处理中颜色的形成与控制等基础知识,本系列教程将陆续发布,敬请朋友们关注~~

跟我一起色迷迷-颜色的形成与控制

本章导读:光与色的基础知识是摄影与后期处理不可少的,建议想深入学习的朋友好好看看。

颜色是个好东西,祁连山第一个告诉你的……

人们总是欣赏美的东西,同时希望留下自己最美的时刻让别人欣赏,于是世间有了照相机。美又是通过色彩的展示表达出来的,很多人不知道色彩产生的原理,他们被称为“色迷迷”。

如果你对光和色的关系有所了解,知道色彩是怎么来的,如何控制色彩,那么再学摄影和后期处理就会容易很多。来吧,带上你迷迷的双眼,我们一起“色”,本章的主题,跟我一起色迷迷。

数码摄影与后期处理系列教程之颜色的形成与控制_中国教程网
《愿者上钩》祁连山摄 尼康D700 蔡斯85mm F1.4zf定焦镜头 感光度ISO800 光圈F1.4 快门1/400秒

世间万物,五彩缤纷,这些颜色是从哪里来的呀?

1. 色光的分解

很多年前,一个大苹果砸中了树下一个人的脑袋,于是他变得非常聪明,这个人就是牛顿。牛顿除了被苹果砸过之外,还很好色,经过研究,他发现了光的色散现象,从而为影像学拿到了开门的金钥匙。

当一束白光通过三棱镜时,因为折射的关系,光线会被改变方向。神奇的一幕出现啦,原来的白光,被折射后分解为彩色光带。人们根据光带颜色的分布,将它排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种可见光。

从这个实验我们可以看出,射入的白光其实是由这些彩色光复合而成的。我们使用三棱镜将它们分解开来,不同颜色的光在离开三棱镜时,由于折射的角度不同而各自分散,在屏幕上留下彩色光带。

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光的色散示意图,白光被分解为彩色光带,复色光变成了单色光

我们得出结论:白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光组成的,不能再分解的色光叫做单色光,由单色光混合而成的光叫做复色光。经过实验得知,红、绿、蓝三种色光为单色光,使用这三种色光可以混合出其它复色光来。

2.色光的混合

我们可以将复色光分解,也可以将色光相混合(包括单色光和复色光相互混合),得到新的复色光。

我们用这样一个实验来验证一下。在一间房子里,墙壁和地面全是白色的,这样它可以反射任何颜色的光到我们的眼睛。当屋内没有任何光线透入的时候,这间房内应该什么也看不到,视觉上是纯黑色。

我们用红、绿、蓝三盏灯同时投射在地面上,可以看到当不同的色光汇合在一起时,可以混合出其它颜色的光。

在光量相等的前提下,红光与绿光混合可以得到黄色光,红光与蓝光混合可以得到洋红色光,绿光与蓝光混合,可以得到青色光,而红绿蓝三色光混合到一起,可以混合出白光。这些色光混合后从地面反射入我们的眼睛,我们就可以感知颜色。

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色光混合实验示意图,注意各色光相交区域颜色的变化

红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种色光为单色光,使用不同数量的这三种色光可以混合出任意颜色的色光。这种由色光复合产生新的颜色的方式,我们称为RGB颜色模式。

3.色的产生与感知

有了光,有了色,我们还要接收到它,才能感知颜色。

我们来看一看光是如何转化为颜色并被我们感知的。

首先看一看光源色,所谓光源,是指自身可以发光的物体。比如太阳、灯泡、焰火等。它们自身可以发光,并且光线带有色彩。

我们看一下下面这张图。可以发现楼上的灯光色光发黄,而左侧楼上的霓虹灯则发出蓝色光,个别窗户中的灯光是绿色的,还有红色的交通信号灯。这些都是带有色彩的光源。我们称光源所带的颜色为光源色。

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祁连山摄 《郑东CBD夜景HDR合成》
尼康d700 24-85mm/F2.8-4d变焦镜头 感光度ISO100 光圈F8 包围序列3张合成HDR图像

我们再来看看固有色。物体本身的颜色特征,我们称为固有色。比如苹果是红的,香蕉是黄的,树叶是绿的。固有色是人类对物体颜色特征的基本看法,往往认为在照片中的物体,就应该显示为它的固有色。其实这个看法是非常片面的。

如下图所示,粉红的花朵、桔黄的蝴蝶,绿色的树叶,人们认为在任何时候看到它们,都应该是这样的颜色。

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祁连山摄 《蝶恋花》
尼康D700 腾龙90mm F2.8微距镜头 日清Di622闪光灯 感光度ISO200 光圈F9 快门速度1/320秒

我们看一看眼睛感知颜色的过程,如下图所示,光源为太阳,发射出白光,由前面我们学过的知识得知,白光是由彩色光复合而成的。所以其中含有红、绿、蓝三种基础色光。当白光照射在有颜色的物体上时,它会吸收一些色光,反射某种特定的色光。本例中这张红花的照片,吸收了大量的绿、蓝色光,反射的是红色光。反射的红光照射入眼睛的时候,我们就看到了红色的物体。所以我们说它的固有色就是它反射色光的特性,即红色。

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而在照片中物体显示的颜色,并不一定是固有色。它和光源色也有非常密切的关系

比如我在清晨拍摄的这张照片。此时的太阳光颜色带有黄色和红色,当它直接照射在物体上时,物体反射的颜色偏向光源色。

下图中部分绿草被东方的阳光照射,它的颜色就发黄,而阴影里的绿草,则被西边的蓝天照亮,它的颜色发青。

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《洒金晨路》 祁连山摄 尼康d70 50mm F1.4D定焦镜头 感光度ISO200 光圈F1.4 快门1/1250秒

绿草被阳光照射后为什么偏黄,阴影里的草为什么会偏青呢?我们来看看颜色混合示意图。

红,绿,蓝三色为单色光,在光量相等的情况下,红光加绿光得到黄光,绿光加蓝光得到青色光,蓝光加红光得到品红色光。如果光量不相等,则什么颜色光线强,在色环上最终颜色就偏向于哪方。比如说大量的绿加少量的蓝,可以得到青绿色,接近绿;大量的绿加少量的红,可以得到草绿色,接近绿。

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物体不可能完全吸收某种颜色,也不能完全反射某种颜色,物体在反射自己的固有色的同时,也会反射微弱的其它色光,尤其是与自己固有色接近的光源色,表现在色环上是一个颜色范围,绿草可能会变得青一点,也可能会变得黄一点,变化取决于光源的颜色倾向。太阳在初升时,阳光偏向黄色,黄色光是由红色光和绿色光复合而成,草地吸收了大量的红色光,反射绿色光和少量的红色光,因此被太阳照射的草地呈现出发黄的草绿色。

同样道理,我们再看阴影里的草地。只要我们能够看到物体,就说明物体会发光或者反射了光线。草地当然不会发光,所以它一定是反射了某个光源的光线。阳光没有直接照射在阴影中,所以光源不是太阳,那是什么呢?是青蓝色的天空和周围环境反射的阳光。

周围环境主要是树和建筑,反射的光线主要成分是绿光和少量的红光,这个光线比较微弱。而主要光源天空则发出大量的蓝色光和少量的绿色光,草地的固有色为绿,它从光源中选出绿色反射出去,同时还反射了微量的蓝色,所以阴影里的草地偏青。

所以说自然界的光源是非常复杂的,我们拍摄的物体也不可能都是它的固有色,光源可以直接照射到我们的眼睛,让我们感知颜色,也可以通过物体反射后照射入我们的眼睛,让物体的固有色和光源色相结合得到有色彩倾向的图像。

环境可以反射带有颜色的色光,成为二次光源,会影响到其他对象的颜色。在摄影与后期处理过程中,环境色的影响是非常常见的。下面我们看一个非常简单的实例。我家宝宝祁芮冰很喜欢玩的气垫玩具,有着非常鲜艳的颜色。当人的面部靠近带有鲜艳色彩的物体时,它反射的色光会影响到人的肤色,因此可爱的小家伙面部皮肤看上去很黄。

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祁连山摄 尼康D70 50mmf1.4定焦镜头 光圈f1.8 感光度ISO200 快门速度1/400秒

修改这样的图像,我们需要借助Photoshop。简单地两步操作即可将肤色“还原”。这样的修复过程有着很多主观因素,因为我们改变了图像真实的面貌。

后期处理是一个渐进地学习过程,后面我们会细讲,在本例中大家只要知道大概流程即可。

在图像上方加一个可选颜色调整层,对黄色部分进行去黄增白处理。

将可选颜色调整层的蒙版反相为黑色,用白色画笔在蒙版上将面部涂出来,使这个调整只针对面部生效。可以看到,皮肤改善了很多,黄色的反光被去掉了,皮肤也增白了。

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前面我们讲了色光的混合,下面我们来看看颜料的混合。

我们都用颜料画过画,记得小时候美术老师就曾教过我,用红、黄、蓝可以混合出好多好多种颜色,可好玩啦。

而我们在学过颜料的混合之后,就应该纠正一个观念,颜料的三原色是品红、黄和青。老师说的红黄蓝只是一个近似的说法而已。

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小小的颜料,寄托了我对童年的思念,那个时候拥有一盒这样的颜料是多么幸福的事呀。

为了写这么一段,我专门去买了颜料,可是奸商没有单支的颜色卖,成盒的颜料只有买了才可以打开。打开之后,我发现里边没有纯正的品红、青和黄色。不过不要紧,我们可以通过它先直观认识颜色,再使用Photoshop画出颜料混合的示意图来讲解。

我使用了最接近于青和黄色的两种颜料进行混合。可以看到,青色和黄色混合在一起,可以得到绿色。

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如果我们将品红、青和黄色混合到一起,可以得到接近于黑色的很深的颜色。

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为什么颜料在混合之后可以得到其它颜色呢?这还要从前面我们学过的地方谈起。我们知道绿色光和蓝色光混合,可以得到青色光,青色颜料,可以反射绿色光和蓝色光。所以人眼看到它的颜色是青色的。同样道理,黄色颜料可以反射红光和绿光,所以我们的眼睛可以看到黄色。当这两种颜料混合在一起的时候,它们能够共同反射的色光就只有绿色了。所以这是一个减色过程。

同样道理,当等量的品红、黄和青色颜料混合在一起时,从理论上讲它们没有可以共同反射的色光,此时混合颜色应该是黑色。但是前面我们讲过,世界上没有任何物体可以完全反射色光,或者完全吸收色光。因此我们不可能得到纯黑色这种完全不反射色光的颜料。只能得到近似的黑色。

下面引出我们对颜料混合的一个总结,通过刚才的知识点,我们可以推导出:青与黄混合可以得到绿,青与品混合可以得到蓝,品与黄混合可以得到红。

在印刷行业,由于无法提取出纯正颜色的染料,为了还原颜色,我们还需要加入一种颜料“黑”(Black),它和青(Cyan)、品(Magenta)、黄(Yellow)一起,组成了颜料混合的颜色模式:CMYK颜色模式。之所以将黑色简写为K,是因为RGB颜色模式中已经使用了B,为了避免混淆,使用黑色英文单词的最后一个字母K来表示黑色。
为了让大家直观了解颜色的混合,我们来看一下理想状态下颜色混合示意图:

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可以看到,它和RGB混合模式是相互交叉的关系,相通而又对立,矛盾而且统一。RGB是色光混合,是光的相加得到新的色光的过程,越加会越亮,而CMYK 是颜料的混合,混合的颜料种类越多,反射的色光越暗,所以它是减法混合。

随光而动-色温

  不少初学者在拍摄时会遇到色温这个词。他们首先会想到颜色和热量。这个词也确实与颜色和热量有关,我们来看一下色温的定义

[■本段如果看不明白,可以跳过]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,它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如,当黑体受到的热力相当于500—550℃时,就会变成暗红色,达到1050一 1150℃时,就变成黄色,温度再升高,则向蓝色转变。因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的温度相对应的。色温通常用开尔文温度(K)来表示。[■本段结束]

本人无意将本文写成生涩难懂的技术书籍,我想我们可以感性理解,我们见过焊工使用的气焊枪,刚刚打开时,它会喷出红黄色的火苗,温度比较低,当调试好的时候,它会喷出蓝白色的火苗,温度比较高。我们用这种思维方式将颜色和温度对应起来,就容易理解了。

  色温的用途是对环境中主要光线的颜色进行度量。比如早晨和傍晚的阳光、昏暗的白炽灯光、摇曳的烛光,它们的光色都偏黄,色温比较低;而明亮的闪光灯光、正午的太阳、蓝天发出的光线,它们的光色相对偏蓝,色温比较高。

  比较低和比较高是非常模糊的概念,所以用K(开尔文温度单位)来表示色温的高低。一些常用光源的色温近似值为:万里无云的蓝天的色温约为10000 K,阴天约为7000-9000 K,晴天日光直射下的色温约为5000K-6500K,荧光灯的色温约为4700 K,碘钨灯的色温约为3200k,钨丝灯的色温约为2800 K,日出或日落时的色温约为2000 K,烛光下的色温约为1000 K。

  我们在拍摄的时候,要根据现场光的色温情况对相机进行设置,由相机对偏色现象进行纠正,这样拍出来的图像中物体的颜色才会接近自己的固有色。如果拍摄时没有注意色温的设置,可能会出现这样的情况:

  相机设置为较高的色温,拍摄现场光线则是较低的色温,拍摄出来的画面必然会偏黄。

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《婚礼现场》祁连山摄
尼康D700 50mmF1.4d定焦镜头 感光度ISO1600 光圈f5.6 快门速度1/8秒 色温5100K

下面看一下如何在后期处理中将它的偏色现象进行校正。

首先我们要安装完整版的Photoshop,这样我们就可以使用Adobe Camera RAW对图像进行修饰了。如果你拍的是RAW文件,可以直接双击打开。如果拍摄的是JPG文件,可以使用Photoshop中的“文件”-“打开为”命令,文件类型设置为“Camera RAW”,选择文件将其打开。

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我们使用RAW文件来讲解调整。将“色温”降至2500K改善了偏黄,“色调”由-6改为+7改善了偏绿的整体颜色,“曝光”+1.45,提高整体亮度, “恢复”设置为50,将高光处过曝现象进行了修正。

JPG的调整过程类似,不过色温选项的单位不再是K,而是改成了百分比。这是因为RAW文件保留了图像最原始的信息,而JPG文件已经被处理过了,很多重要的图像信息已经丢失。相比RAW文件,JPG的调整效果也并不理想。

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相同道理,如果现场光色温很高,我们相机的设置却是较低的色温,那么图像一定会发蓝,在Adobe Camera RAW中同样可以使用色温与色调滑块进行校正。

我们也可以使用窗口左上角第三个工具“白平衡工具”(像吸管一样的图标)在图像中中性灰(即没有色彩倾向)的地方,比如白色桌布,白色顶篷处单击,让软件自动修复偏色。

我们拍摄的目的并不是完全还原物体的固有色。有时适当的色偏能得到非常有意境的环境,而且世界上只有相对的中性灰,不存在完全没有色彩倾向的物体。中性灰也仅仅是一个调色工具,不是主宰,一切以实际需要为准。

利用色温我们还可以制作特殊效果的照片,比如将相机色温设低一些拍摄夜景,可以让蓝天更蓝,甚至于我们可以利用闪光灯加上滤色片,人为地制作出色光进行拍摄,再利用色温调整功能制作出眼睛看不到的颜色来。

关键词:颜色形成