阿鶴的部落格

0223_2013 Update

緣起：

【白平衡】

底片時代，在鎢絲燈下我們會選擇鎢絲燈底片拍照，以配合大約3200K的色溫。在大太陽底下，我們會用日光底片拍照。晚上我們會打色溫約5700K的閃燈光作為燈源，以便在日光底片獲得正確的顏色。這裡會因光源的色溫不同而需要做調整。但是在數位相機時代，因為無法改變底片，所以需要做白平衡。白平衡是把不同色溫下的白色區塊「調整」為白色，但是大部分會有誤差，可以在5600K的環境下拍照（大太陽下或棚內打閃光燈），就不要使用白平衡。在這裡使用Canon 450D機身做例子，證明大部分的白平衡會造成顏色上面的誤差，Nikon和Sony數位相機也會有這個問題。

【18%灰卡】

白平衡有自動白平衡和自訂白平衡兩種，兩種白平衡和18%灰卡沒有關係，不能混為一談，不需要拍攝18%灰卡也能做白平衡。白平衡是白平衡，18%灰卡是18%灰卡。18%灰卡是用來測光，協助測光錶獲得適正的曝光（國家地理雜誌攝影師把適正曝光改為到13%灰卡）。

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實驗動機：

一、設定Canon 450D數位相機的白平衡是日光（約5200K色溫），拍攝鎢絲燈泡，燈泡顏色是黃色，因為此時燈泡的色溫約為3200K。在3200K鎢絲燈下拍攝白紙，可拍到一張黃色色彩的紙張，以這張照片為基準，使用Canon 450D的自訂白平衡，是否可把黃色校準為白色？這需要實驗驗證。因為相機認定的正確測光是以18％（註一）灰卡的測光為準，照片拍出來是否為純白色？這需要實驗驗證。

二、接續上述動機一，三張不同灰階的紙，在鎢絲燈照射下，呈現不同程度的黃色。假設把3200K鎢絲燈光使用自訂白平衡校準為5200K的色溫，拍攝這三張不同灰階的紙，如果自訂白平衡有用，那麼結果是否是這三張紙只呈現不同灰階的顏色（黑色），而不帶有黃色光，這需要實驗驗證。

三、在高色溫下一個白塊區塊的顏色會偏藍，如果正確曝光且使用自訂白平衡，那一塊區塊會呈現灰色。如果增加1-2個EV值後再自訂白平衡，區塊應該呈現純白。如果此時拍照恢復成正確曝光，那麼原本的區塊會呈現什麼顏色？是否有需要增加1-2個EV值後再進行自動白平衡，這需要實驗驗證。

四、前三個實驗是針對單一變因（固定色溫的色光）做實驗。如果對3200K的黃色自訂白平衡，拍白色物體會偏藍；如果對9000K的藍色自訂白平衡，拍白色物體會偏黃。以3200K的黃色光為例，想知道自訂白平衡是把照片中黃色光刪除剩下白色光（減法）？還是補上藍色光，讓黃色和藍色混成白色光（加法）？在5200K燈光下照射三張色紙下，分別為黃色、橙色和橘色。如果使用自訂白平衡是使用減法方式，那麼相機是否是把之後拍到的照片都通通扣到剛剛設定的黃色顏色？這需要實驗驗證，如果是，那此時拍攝之前的黃色、橙色和橘色色紙，就應該是呈現灰色、低彩度紅色、高彩度紅色。

實驗結果：

實驗一：

圖1：相機設定5200K拍攝鎢絲燈下的白色色票，色票呈現黃色。

圖2：使用自訂白平衡，在相機反射測光下曝光，白色色票呈現灰色。不是純白色。

圖3：增加1個EV值，白色色票更接近純白。

圖4：增加2個EV值，白色色票呈現純白色。

結論：圖1和圖2說明使用Canon 450D的自訂白平衡是可以把鎢絲燈的顏色由黃校準為日光的白。但是因為相機「正確曝光」的依據是18％的灰卡，所以在此「正確曝光」下拍攝白色色票，色票呈現灰色，這是正常。圖4說明在正確曝光下，增加2個EV值才能拍到純白色的色票。

實驗二：

圖5：在鎢絲燈下拍照，不同灰階的色票呈現不同程度的黃色。

圖6：使用自訂白平衡後，6張色票呈現不同的灰階，沒有黃色光在內。但是因為是使用18％的灰階曝光，所以最下方那一張純白的色票呈現灰色。

圖7：增加1個EV值，純白色票更接近白色。

圖8：增加2個EV值後，純白色色票接近純白色。其他不同程度的色票此時呈現的灰色才是肉眼看到的灰階，才是正確的灰階。

結論：圖5和圖6可知使用自訂白平衡，可以把鎢絲燈下的黃色校準為日光的白色。圖7和圖8可知使用自訂白平衡後，色票呈現不同的灰階，不帶有黃色的顏色。圖8可知如果要拍出正確的灰階色票，則需要增加2個EV值才行。

實驗三：

圖9：相機設定為5200K，拍攝省電燈泡，燈泡呈現藍紫色。表示燈泡色溫高於5200K。

圖10：使用自訂白平衡， 高色溫（藍紫色）校準為5200K（白色）。

圖11：增加2個EV值後，兩燈泡中間的白色區塊顏色接近純白色。使用此一曝光值（即比正常曝光多2個EV值）拍攝白色物體，可得到接近純白色的照片。

圖12：如果降低一個EV值（仍比正常曝光多1個EV值）拍照，則發現白色區塊變成灰色。

圖13：增加2個EV值後再進行自訂白平衡，發現效果和圖11差不多，所以以後自訂白平衡不需要多增加EV值。

結論：使用自訂白平衡時，不需要額外增加到2個EV值再進行自訂白平衡。如果增加2個EV值拍照，可以使顏色接近純白色，那麼降1個EV值，則會讓顏色變灰。但是這都是針對白色再進行討論。如果拍攝一般人像或建築照，則請使用正確曝光，這樣的曝光量可以讓照片看起來亮度適正，如果增加2個EV值，則照片會過亮。

實驗四：

圖14：先拍攝三張色票，以瞭解色票的顏色。由右往左分別是黃色、橙色和橘色。之後以單獨一張黃色色票進行自訂白平衡。

圖15：黃色色票此時的顏色是灰色，表示自訂白平衡是除去黃色剩下灰階。

圖16：橙色色票約是由黃色加上紅色色系的顏色而成。此時扣除黃色，剩下低彩度紅色。

圖17：橘色色票是由黃色加上彩度更高的紅色色系顏色而成。此時扣除黃色，剩下彩度較高的紅色。

結果：Canon 450D自訂白平衡屬於採用減法的方式。可以用來解釋為何對3200K黃色光進行自訂白平衡，那麼之後拍的白色物體會呈現藍色。因為白色光＝黃色光(紅光+綠光)+藍色光，所以白色光扣掉黃色光剩下藍色光。

討論：

實驗四可知針對黃色光做自訂白平衡，則之後拍到的照片是扣除黃色。如果拍攝現場是高色溫的偏藍光和低色溫偏黃光的兩盞燈照明，且兩盞燈距離算遠。對黃色燈泡進行自訂白平衡，則不要拍藍光照到的地方，反之，對藍光燈泡進行自訂白平衡，則不要拍攝黃色燈泡照到的地方。因此當處在不同色溫的混合光地方時，要自行決定要以哪一色溫進行自訂白平衡。

備註：

註一：一般相機是以18％的灰卡曝光使為正確曝光，但是國家地理雜誌是使用13％的灰卡為準。