2000K到底是冷還是熱?

如何正確描述色溫與與顏色的氛圍

Weifu Lin | 林渭富
獨眼龍の國
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12 min readApr 8, 2021

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標題並非疑問句,先不要急著回答。

色溫(Color temperature)是高中理化的基礎,按理來說是常識而非問題。但,攝影圈互動交流園地總會出現幾篇振振有詞的反動言論,意圖顛覆科學定義與客觀事實。仔細檢視其邏輯迴圈後,你慨然發現,原來又是一位堅持「眼見為真」的盲劍客。

攝影圈重視「我見」,極易落入感官陷阱而不自知,這在過去屢見不鮮。譬如「片幅系統影響景深」的理論基礎,三不五時就會被業餘玩家直接裁切格放大圖檔後再比較影像(完全無視觀賞距離、標準視力與放大倍率變化之間的關係),得出兩者無關的謬論。按照這類「親眼所見想當然耳」的素樸邏輯,那麼魔術師成天切割女助手美麗胴體,必然就是連續殺人魔了。

於是討論色溫成了一件沒有必要又異常尷尬的智力評量測驗。任何人都可以從高中理化課本、維基百科、甚至搜尋進階學術論文得到基本定義,但你無法保證別人的理解程度究竟到達哪一個層次。或許看圖說故事、以毒攻毒是治療理盲的靈丹妙藥。

我們先談定義。

色溫來自一個理論上完美且不考慮反射的黑體(Black Body)吸收能量後向外發散的電磁波。它是黑體發散的輻射,與其發散的電磁輻射(光源)對應,單位是克耳文(K)。早期和攝氏華氏的標示習慣相同使用°K,1967年後,直接標示為K。

所以,要確認的第一件事是:色溫首先是「黑體輻射的電磁波頻譜能量分布」,而非顏色。

為了實用上的需要(特別是照明用具的製造標準),國際照明委員會(Commission internationale de l’éclairage, 以下簡稱CIE)在1931年制訂了「相關色溫」(Correlated Color Temperature),將黑體輻射為基準的色溫與相匹配的光源色度對應起來,並給予單一數値標示。按此標準制訂的商用燈具光源的色溫,大致落在2700K到6500K的範圍內。

這裡開始就遇到一些認知障礙了。在CIE 1931的色彩空間圖中有一道「普朗克軌跡」(Planckian locus)曲線,3000K線段上任一點的相關色溫皆相同。如下圖的A點,符合規範即標示為3000K。同一線段上的B點色光與A點,即使人眼可以感受到明顯差異,兩者皆可標示為3000K。若將垂直於普朗克軌跡的線段延長的話,差距會更加明顯。

國際照明委員會的CIE 1931色彩空間圖,中央的普朗克軌跡(Planckian locus)與色光對應的線段即為相關色溫(CCT)。波長從380nm~700nm的單色光,則分布於邊緣的黑線上。圖片:維基百科(公共版權)
色溫特性與說明範例。圖片來源:維基百科德文版,翻譯:Weifu Lin
以克耳文溫度標示的色溫線性尺標。暖色調色溫低、冷色調色溫高。値得注意的是,黑體輻射沒有綠光或紫光。圖片來源:Bhutajata@Wiki via CC BY-SA 4.0,製圖:Weifu Lin

此外,製造業者習慣將低色溫(2700–3000K)燈具稱為「暖色光」,而將高色溫(4000–6500K)燈具稱為「冷色光」。

這些感覺來自日常生活的經驗法則。人類的先祖在草原上狩獵,就地生火烤食時,也感覺篝火「讓人溫暖」,而火焰的色溫大致在2000K–3000K左右,接近於鎢絲燈發出的黃光;相反,HMI電影燈、晴朗藍天、雪地色溫至少從6500K起跳,甚至到將近10000K,卻讓人「覺得涼爽」。

這樣的標示對許多人來說, 顯得十分突兀,錯用與誤用事件始終不曾間斷。

CIE 1931色彩空間圖的局部。A、B點在色彩空間座標不同,其「相關色溫」都視為3000K。圖片來源:維基百科(公共版權)

白平衡,平衡了什麼?

數位攝影、影像處理軟體中可以找到「色彩平衡」(Color Balance)的選項。它到底平衡了什麼?

用最直白的話來說,色彩平衡是針對色彩強度(intensities of the colors)的整體調整,色彩強度指的是紅、綠、藍三原色的亮度。調整的目的是為了要「重現」一個中性色彩,像是白色或者中灰色,因此也有「白平衡」、「灰平衡」的說法。

當代數位相機必備的白平衡設定,是傳統底片難以匹敵的超實用功能。

人的視覺系統包含了眼睛與大腦視覺皮質區,對同一件事物,在自然光源或人造光源下都能自動校正,以獲得一致的色彩感受。數位感光元件與其影像處理韌體的自動白平衡(AWB)也能做到類似功能,但容易受到干擾而產生異常的成像。

業餘愛好者毫不在乎CIE 1931的色彩空間定義或黑體輻射理論。只要讓他感覺到溫暖的燭光晚餐、酷熱正午陽光有沙漠的照片,一律描述「色溫很高」;雪地明顯偏藍的陰影、日落後華燈初上的藍色時刻(Blue hour)、或是任何天寒地凍,肉眼看起來涼颼颼地的場景,必然是「色溫很低」。

一旦你篤信眼見為真,也就深信了刻板印象,即使是國際機構的定義也無法讓你的腦波轉彎。

往昔曾有風景攝影玩家執著晨昏時刻拍照 — — 不是重現色彩,而是追求色彩飽和的極大化。他們利用黑紙板、特殊天氣與特定時段、以及相機韌體的暗助(台面上唾棄Photoshop,堅決以JPG檔直出作為口號)來遂行目的,名之為「色溫照」。這是個極其含混,方便上下其手的描述。慣常展示的手藝是在鏡頭前方搖動黑紙板,狀似作法,效果則等同一張ND漸層減光鏡。

如下圖所示,一張以自動白平衡拍攝的RAW格式檔案內紀錄的色溫,以2837K為中性白(LED燈出廠預設2700K),使用AWB校正功能後,以2525K的色溫値較能呈現圖瑪力歐白色套裝的正常顏色。若強制設定2000K為中性白,則原有2525K色溫數値過高,畫面偏藍;同理,若設定日光色(預設色溫5200K)為中性白,則2525K色溫低,色調明顯偏黃;刻意將白平衡調到20000K,整體色調就完全崩潰了。如果你直接根據指定的色溫和照片顏色來聯想,勢必會得出「2000K很冷所以照片偏藍,而20000K簡直是熱爆了,照片當然偏紅……」,與定義恰好完全相反的、妙不可言的答案。

數位相機同一數位檔案RAW資料變更色溫後的色調變化。應該根據色溫定義或眼前所見即為真實?兩者可能會出現溝通障礙。

底片的敘事基調

傳統銀鹽底片的色彩平衡,來自於感光乳劑中對於三原色光的靈敏度比例,遺憾的是:配方與化學反應是固定的。消費級底片製造廠商會提供「日光片」(Daylight)與「燈光片」(Tungsten)兩種選擇,而燈光片色溫冗餘空間,也僅在3000–3200K的狹窄範圍內。底片出貨後能變更白平衡的手段不多,使用者可以透過特定濾鏡調整,但會損失半格至一格的曝光指數(Exposure Index)。電影業界內有專業燈具可以補光,一般休閒玩家只能自求多福。

以富士電影負片ETERNA 500為例,它是一款以鎢絲燈為中性白基準的燈光片,光源色溫設定為3200K。從頻譜靈敏度曲線圖可以發現,製造商出廠預設就將藍色感色層的靈敏度拉高,如此才能在室內鎢絲燈(或攝影棚燈)的黃光環境下達到白平衡效果。當你在戶外環境使用燈光片,戶外色溫相對比較高於3200K,底片的藍光感色層又更為敏感,畫面自然就一片泛藍。

富士軟片電影負片ETERNA 500(燈光片)的頻譜靈敏曲線。利用濾鏡可以調整色溫,但曝光指數(EI)會受到影響。圖片來源:富士技術文件

柯達陣營的電影底片,同樣提供日光片與燈光片兩種選擇,常見的是Kodak VISION3 250D與Kodak VISION3 500T。其中500T是燈光片,光源色溫設定同樣是3200K,為了要平衡鎢絲燈光的色溫,藍光感色層同樣比其他兩個感色層要敏感,日光片就相對平衡許多。但無論哪一種底片在6500K的螢光燈(fluorescent lamp)下拍照都會得到詭異的綠光(green spike),因為廉價的螢光燈所發出來的看似白光的頻譜,其實並不連續,其中的綠色光有很強烈的突起所致。

當然,這樣的白平衡特性對某派攝影玩家來說又是一種「可玩性」。尤其是買燈光片在戶外陰天拍照更容易出現意外的、超現實的憂鬱藍調,這比每日耐心等候日落前一小時左右,大約只有20分鐘的短暫「藍色時刻」更加便利,於是世界又再度變得更美好了。

Kodak VISION3 250D(圖左)與Kodak VISION3 500T(圖右)的頻譜靈敏曲線。其中「R、G、B」為另行補充的字樣。圖片來源:柯達技術文件

色彩心理學與煉金術士:想像的顏色

眾所周知,色彩的變化能影響人類的情緒、感覺與行為 — — 即使難以量化,又有種族、地域、文化差異,效果並不明顯。

這使得色彩心理學(Color psychology)的地位很像是流行占星術或大眾心理測驗,充滿了各式各樣的籤詩解謎。像是:色溫低、偏黃的暖調色光可以提升食慾、輔助睡眠;而色溫較高、偏藍的冷調光能使人冷靜、集中精神而有助於工作……等等。但說到哪一種色溫的燈光最適合閱讀……每個人都有自己的偏好。

瑞士心理學家榮格(Carl Gustav Jung)可能是最早投入對色彩心理研究的當代學者。他領軍的分析心理學派(Analytical Psychology)對色彩的歷史性研究提出了相當豐富的文本,今天我們對於顏色的各種既定印象,或許大多源自於榮格的心理學分析。這也難怪顏色(包括與色溫對應的色光在內)與心理狀態會有如此緊密的聯繫。

這套分析方法如今廣泛地運用在工業設計、時尚服飾、商業行銷、心理治療、媒體藝術領域中,其中最廣為人知的莫過於商標設計、電影色調了。

企業莫不希望透過色彩來打造自己的品牌形象,建立消費者信任,這在激烈競爭的攝影產業中更是如此。無論是中性的黑白,或是使人感覺到「熱情、力量」的紅色、「環保、健康」的綠色、「能力、信任」的藍色、「快樂、能力」的黃色……都是企業組織希望消費者產生的正面情緒與聯想,並藉此推廣商品與服務 — — 至於「能力」要優先使用哪一種顏色,就不是科學或客觀證據能決定的。

攝影產業內知名品牌使用的商標及色彩,或許都遵照著色彩心理學準則?

才華洋溢的電影導演將電影色調視為他(她)們的敘事手法。閉上眼睛,我們其實就能回想起許多名作的片段,充滿了某種色光構成的基調。像是《布達佩斯大飯店》(The Grand Budapest Hotel)、《銀翼殺手2049》(Blade Runner 2049)、《駭客任務》(Matrix)、《艾蜜莉的異想世界》(Le Fabuleux Destin d’Amélie Poulain)、《小丑》(Joker)……,每位觀眾都有自己的最愛,所以這名單可以一直列下去直到世界末日。

如果我們知道榮格本人也醉心於東方神秘哲學、密教曼陀羅與中古世紀煉金術轉化(alchemical transmutation) — — 也就是,點石成金術 — — 那麼我們應該用哪一套標準來檢視色彩心理學的理論基礎?是「賢者之石」(philosopher’s stone)?歌德和席勒的《氣質的玫瑰》(The Rose of Temperaments)?或是……更古老的體液學說(Humorism)?

英國詩人海倫・莫特(Helen Mort)曾為昔日人稱「鋼鐵之都」的雪菲爾市(Sheffield)文化活動《製造之年》(Year of Making)寫了一首十四行詩,如此描述紫色:

想像的雨色
亙古地落在你的故居之上。
他人的苦痛染著紫丁香。
新衣衣帶下的瘀青,
正在綻放,而你心知你從未失足,
你深知你自己從未被撫觸,
不,不是肌膚,是一口深井的紫,
一滴,紺青卻又永遠不够黛紫。
女孩在寄宿學校習得永生,
伊妮・布萊敦的書皮。
她的黑髮,紫鳶尾花之瞳,清爽的
平視眼神,她的白色襯衣小心地收束整齊
一間房子。你夢見你不在的那一夜。
閉上雙眼卻與她四目交會。
The colour of imaginary rain
falling forever on your old address.
The lilac tint of someone else’s pain.
A bruise beneath the strap of your new dress,
blooming, although you’re sure you never fell,
you’re certain that you never even touched,
no, not with skin. The purple of a well,
a drop, too deep and never deep enough.
A girl immortalised at boarding school,
the cover of an Enid Blyton book.
Her black hair, violet irises, her cool
and level gaze, her white shirt carefully tucked.
A house. The night you dreamed that you weren’t there.
Or how you shut your eyes and met her stare.
—海倫・莫特,十四行詩《紫色》( Purple, Helen Mort)

顯然,更豐富的色彩並不存在於大自然。既不在CMOS上,也不在燈光片的感光乳劑,而在你(妳)的腦內啡產生的迷幻效果、憂鬱物,與幸福感之中。

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