認識色彩的起源 - 第 1 頁 | T17 討論區

★ 夜晚，昏暗漆黑，形色難辨。白天，光芒耀目，色彩斑斕。青山、碧海、綠樹、藍天都借助於光來呈現形色。沒有光線就沒有色彩，人們憑著光來辨別物體的色彩形狀，藉此獲得對客觀世界的認識。現代物理學證實，光和無線電波、X光等同樣是一種電磁波、輻射能，而色彩則是由光的刺激去產生的一種視覺效應。了解基本的色彩原理，將能多方運用在拍攝技法上哦~

光譜

雨過天晴，天空中映照的彩虹，人們只欣賞它的美麗而不知道它發生的原因，直到1666年英國科學家牛頓（1642∼1727年）在劍橋大學的實驗室裡才發現它的成因，並揭開了光色原理的祕密。牛頓把太陽光從一個小縫引入暗室，透過三棱鏡後，結果在映幕上顯現出一條美麗的彩帶，從紅開始為橙、黃、綠、藍、靛、紫，這種現象就被稱作光的分解或光譜。

光譜的出現，說明太陽光是由光譜中的色光所構成的。光從空氣透過玻璃介質再到空氣，在不同介質中產生了兩次折射，由於折射率大小不同和三棱鏡各部位的厚薄不同所引起的差異，將本來的白色光分解成為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

▲光的分解

單色光和複色光

牛頓以前的學者，認為白色是最簡單的光線。沒想到牛頓用三棱鏡證明白色光是由不同顏色的光線所組成，所以白色光也被稱為複色光。經三棱鏡分解的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫任意一個色光，如再經過三棱鏡則不能再次分解，映幕上仍然是原來的色光，所以這種不能再分解的光叫作單色光。

可見光譜與不可見光譜

用三棱鏡分解太陽光形成的光譜，只是人類眼睛能夠看到的範圍。從380nm（奈米）到780nm的區域為可見光譜。紫端380nm以外是紫外線、X線、放射性的γ射線和宇宙射線。紅端780nm以外則是紅外線、無線電波等不可見光譜，只能透過儀器才能看到。

人眼能看到的光線在光譜中只佔很少的一部分。其中最佳可見光範圍是在400nm∼700nm之間。不同波長的可見光在人的眼睛中就會產生不同的顏色和感覺。

▲可見光與不可見光的光譜

色彩的基本特徵

顏色一般可用下列三個基本特徵（也稱三個基本屬性）來表示，即色相、飽和度和亮度。色相指的是色與色之間的主要區別；光譜中單色光的色相取決於波長，複色光的色相則用具有相應視覺顏色的單色光波長來表示，所以光譜中的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色被稱為不同的色相。

飽和度，也稱色純度，是指一種顏色與相同亮度的消色（即白、灰、黑色）之間差別的程度。當某種色彩與消色對比，消色成分越高該色彩飽和度越低，顏色也就越不鮮豔；當色彩成分越高，該色的飽和度越高，顏色也就越鮮豔。在所有的色彩中，最飽和的顏色是光譜色。

亮度，是指顏色的明暗、深淺，取決於物體表面的反光率。反光率高的顏色亮度大，反光率低的顏色亮度小。在所有的顏色中，消色當中的白色物體亮度最大，黑色物體的亮度最小。如果將人眼對不同色光視覺敏感度的相對亮度定為100％，則同功率的其他各色光在人眼視覺中的相對亮度百分比，即為該色光的視見函數（也稱光譜光視效率）。

攝影的色彩與時段

上一小節簡要地分析了色彩與光線之間的關係，即使我們看到的太陽光或燈光是白色的，但實際上它不僅包含了所有顏色，也包括了不同比例的顏色組合。這樣就間接地導致在攝影中，對同樣的一個被攝體，由於拍攝時間的不同，而產生不同的顏色變化。

色溫

中午的陽光要比日出時的陽光和鎢絲燈的光線藍一點。如果要還原成讓我們看起來普通或準確的色彩平衡，所拍攝的圖片就必須包括原始景物中的顏色。不過這些顏色是會受到光源顏色的影響，而色溫就是用來描述光源顏色的一種方法。

表示色溫的方法有兩種，一種是用絕對溫度來表示，符號為K（Kelvin的縮寫）。絕對溫度值是用0K表示，但是統一標準後去掉前面的「0」符號，只留下用K來表示。色溫還可以用微倒度（又稱微倒值或麥瑞德值）來表示，符號為MIDED或MRD。麥瑞德值是微倒度的譯音，英文原文為Micro Reciprocal Degree。用微倒度來表示色溫的有效變化時，在整個範圍內都將具有相同的數值。

色溫級別的範圍包含了從微紅光線的低色溫到藍色光線的較高色溫。日光相應地包含了傾向光譜藍色一端更多的光線。螢光燈包括了傾向紅色一端更多的光線。這就是把日光稱為「冷光」，把螢光燈稱為「暖光」的原因。

如下表所示的就是常用光源的色溫或相關色溫系數及微倒度值，由其中列舉的各種光源可以看出，光源色溫的高低代表著各自所含光譜成分的不同。如果光源的光譜成分所含紅光成分多於藍光成分，色溫就會偏低；反之，色溫則偏高。

類別	光源	絕對溫度Ｋ	微倒度ＭＲＤ
自然光	日出日落時的陽光	2000	500
日出一小時的陽光	3500	285
日出兩小時的陽光	4700	213
上午九點到下午四點	5000-5800	200-172
正中午的陽光	5500-5800	185-172
日光	5500	185
晴天的陰影處	6000左右	167
多雲	6400-6900	156-145
陰天	6500以上	153以下
人造光	火柴的火焰	1700	588
蠟燭光	1850	541
標準英國燭光	1930	518
40W∼60W日光燈	2600	385
100W∼200W日光燈	2800	358
500W鎢絲燈	2960	338
攝影用日光燈	5500	182
電子閃光燈	6000	167

▲常用光源的色溫或相關色溫系數

當光源色溫為5500K時，光譜成分中所含的紅光、綠光、藍光三種色光的比例大致相同，這時所發出的光在人的視覺感受上為白光，顯色指數最高為100。當光源色溫低於5500K時，光源光譜成分中的綠光保持不變，但是紅光的比例就明顯高於藍光。隨著光源色溫值逐漸下降，紅光的比例不斷上升，而藍光則逐漸減少。反之，當光源色溫高於5500K時，光譜成分中綠光仍然不變，反而是紅光的比例逐漸降低，藍光的比例在逐漸升高。因此，光源色溫的高低，是會隨著光源的比例不同，而有所變化的。輻射是連續性光譜，色溫值的高低代表著紅光與藍光的變化，所以可以用校色溫濾鏡來調節，使畫面正常還原。

透過上面的介紹可以知道，雖然都是「白光」，實際上裡面卻包括了不同顏色和不同比例的光線。整個色彩是會隨著顏色比例的變化而變化，雖然不同的白色光源有不同的「色彩」，但我們無法看出其中的細微差別，因為人的大腦能進行自動補償。

在攝影中，面對上述的各類光源，數位相機需要使用影像感測器來平衡由於不同光源導致的場景色溫差異，以便看起來跟人眼所看到的相同，這個功能就是前面章節當中介紹的「白平衡」。「白平衡」能用不同的感測器以自動或是手動來平衡不同色溫的光線。「日光」（室外光）設定能平衡冷色調、偏藍的日光，而「暖光」（室內光）設定能平衡暖色調、偏紅的室內光。

（了解不同時段對攝影有什麼影響，能讓照片的魅力大增哦！）

不同時段對攝影的影響

外景自然光的變化規律，是由於的宇宙運動，是地球自轉、自然天體、氣象變化的結果。整個地球是在太陽光和天空反射光組成的自然照明下，隨著地球的自轉，不斷地改變著太陽光的投射角度，這一投射角度的變化，就會不斷地改變著太陽光的照明效果。從而形成了晨曦、日出、上午、中午、下午、傍晚、黃昏、晚上以至深夜。

▲一天光線的變化

因為地球的自轉運動，所以太陽光的光譜變化明顯。而此光譜的改變，就會在一定程度上影響到了景物的色彩。比較顯著的有以下三個時段：

1. 日出前和日落後，景物被太陽散射光照明，光源色溫偏高，光譜中有較多的藍紫光，所以天空呈淺藍紫色，而景物的色彩也會受到微弱的淺藍紫色影響。

▲日出的景物

2. 日出後和日落前的短暫時刻，景物色彩豐富，冷暖對比鮮明。日出時所拍攝的色調，多為金黃色；而日落後所拍攝的景物色彩多為橙、紅色調。這也是由於空氣中介質不同，對光的投射、反射的程度不等，以至於色光的純度有較大的區別所造成。要注意的是，日出前或日落後的光線通常是柔和並具接近於單色的，這時候的光比較暗淡，所以拍攝時通常要用較長的曝光時間。

▲日落的景物