色溫在燈光中的作用

季和平

（中原油田歌舞團(tuán)，河南 濮陽 457001）

為了討論和比較光源的彩色品質(zhì)，燈光技術(shù)引進(jìn)了色溫這一物理量，色溫究竟是指什么？我們知道，通常人眼所見到的光線，是由7種色光的光譜組成。但其中有些光線偏藍(lán)，有些則偏紅，色溫就是專門用來量度光線的顏色成分的。

1 色溫的概念

色溫的概念是19世紀(jì)末由英國物理學(xué)家洛德·開爾文提出的。開爾文認(rèn)為，假定某一純黑物體能夠?qū)⒓釉谄渖系乃袩崃课?，同時(shí)又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮狻钡男问结尫懦鰜淼脑?，它便?huì)因受到熱力的高低而變成不同的顏色。任何人都可注意到金屬在加熱時(shí)溫度在升高，同時(shí)，金屬的顏色也在變化，例如，打鐵過程中，黑色的鐵在爐溫中溫度升高逐漸變成紅色，這便是黑體理論的最好例子。當(dāng)黑體受到的熱力相當(dāng)于500 ℃ ～ 550 ℃時(shí)，便會(huì)變成暗紅色，達(dá)到1 050 ℃ ～ 1 150 ℃時(shí)就變成黃色……當(dāng)黑體受到的熱力使它能夠放出光譜中的全部可見光波時(shí)，它就變成白色，通常我們所用的燈泡內(nèi)的鎢絲就相當(dāng)于這個(gè)黑體。

色溫計(jì)算法就是根據(jù)以上原理，用“K”來表示受熱鎢絲所放射出光線的色溫。因而，光源的顏色成分是與該黑體所受的熱力溫度相對(duì)應(yīng)的。只不過色溫是用開爾文（K）單位表示，而不是用攝氏度單位。根據(jù)這一原理，任何光線的色溫是相當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時(shí)所受到的“溫度”。

色溫的概念如下：如果某光源的顏色與黑體在某一溫度下的顏色相同（對(duì)氣體放電光源來講是相似）時(shí)，則黑體的這個(gè)溫度就稱為該光源的顏色溫度，簡稱色溫。單位是K（開爾文，即絕對(duì)溫標(biāo)，它與攝氏溫標(biāo)的換算關(guān)系是K= ℃ + 273.15）。

2 色溫的特殊性與典型光源的色溫

這里所講的色溫與光源的實(shí)際工作溫度可能完全不同，它們本質(zhì)上是兩個(gè)根本不同的物理量，千萬不要混淆。

絕對(duì)黑體在溫度升高時(shí)不僅輻射的光通量增強(qiáng)，而且，其波峰也逐漸有長波向短波方向偏移，即光譜中的藍(lán)紫成分逐漸增加。所以，色溫較低的光源其光色趨于橙黃，比如普通白熾燈；色溫適中，比如日光；色溫過高，則光色發(fā)藍(lán)，比如北方的晴朗天空。

由于陽光透過云層時(shí)所發(fā)生的散射和擴(kuò)散的影響程度不同，以及太陽的高度和各季節(jié)太陽距離地球軸線的夾角不同，太陽光的色溫是因時(shí)而異的。

當(dāng)然，電光源的色溫也是隨著它的電壓而異的。若電壓值為正常水平，則可達(dá)到原設(shè)計(jì)的色溫，當(dāng)降低電源電壓而使燈光變暗時(shí)，其色溫也會(huì)隨之降低。表1列出了典型光源的色溫值。

3 色溫對(duì)攝像設(shè)備和燈具使用的影響及技術(shù)要求

3.1 在室外拍攝時(shí)的色溫控制

在拍攝電影、電視或新聞時(shí)，由于色彩要求相對(duì)單一，對(duì)燈具和攝像設(shè)備的要求相對(duì)也較容易達(dá)到。電視攝像的燈光色溫，內(nèi)景一般要求為3 200 K，外景（自然光）為5 600 K 或4 500 K。內(nèi)景錄制時(shí)，一般照明采用色溫是3 200 K的鹵鎢燈，攝像機(jī)的3 200 K色溫檔與之相匹配即可。外景錄制時(shí)，只要攝像設(shè)備采用5 600 K色溫檔與室外陽光色溫相匹配即可。

太陽升起15°角時(shí)，正常情況下，色溫為5 400 K ～ 6 000 K。一般情況下，在太陽升起15°～ 60°角之間，拍攝日景為有效時(shí)間（這時(shí)太陽光色溫已正常到5 000 K ～ 5 800 K）。

拍彩色片時(shí)，燈具的色溫差異一定要搞清楚再用。一般外景用金屬鹵素鏑燈，它的輻射光譜在可見光區(qū)與太陽光譜接近，色溫在5 000 K ～ 6 000 K 之間，在所有的高色溫的光源中，只有氙氣燈才有這個(gè)特點(diǎn)。拍彩色片差異200 K 色溫是用人眼睛看不出來的。如人工光燈具和太陽光色溫相差高到200 K 色溫以上，就要用濾色紙進(jìn)行調(diào)整。太陽光色溫標(biāo)準(zhǔn)為5 400 K，如高于5 600 K 色溫，燈具就要用淺品紅濾色紙進(jìn)行調(diào)整；如果低到5 200 K 色溫以下，就要用淺青藍(lán)濾色紙進(jìn)行調(diào)整。

傍晚時(shí)刻拍攝室外夜景，可運(yùn)用天體自然光亮度，人物或景物都采用5 400 K色溫的鏑燈光源照明，這樣可解決天體、人物或景物光的色溫上的差異。

高色溫鏑燈（色溫10 000 K 以上，普通鏑燈色溫5 400 K），光線呈銀白色，屬于冷調(diào)，對(duì)拍攝燦爛的星空很好。

表1 典型光源的色溫 單位：K

表2 不同色溫的光源與氣氛效果之間的聯(lián)系

3.2 拍攝綜藝晚會(huì)時(shí)的色溫控制

由于攝像機(jī)對(duì)光源的色溫比較敏感，光源的色溫比攝像機(jī)要求的色溫高，拍攝出來的畫面就會(huì)偏藍(lán)；光源的色溫比攝像機(jī)要求的低，拍攝出來的畫面就會(huì)偏紅。所以，在錄制晚會(huì)時(shí)，常常與晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的效果存在很大差距。這是由于晚會(huì)燈光現(xiàn)場(chǎng)色溫與攝像機(jī)色溫不匹配的原因造成的。

燈光師為了營造特定的意境、氛圍使燈光效果能達(dá)到輝煌、宏大、美如仙境的效果，不僅要使用色溫5 600 K以上的高色溫?zé)艟?，而且，要同時(shí)使用色溫為2 800 K ～ 3 200 K左右的低色溫?zé)艟咭约岸喾N色溫瞬時(shí)變換的舞臺(tái)電腦燈具。對(duì)攝像機(jī)而言，一般分為3 200 K和5 600 K兩個(gè)色溫檔，不管使用哪個(gè)檔位，都會(huì)使很多色彩嚴(yán)重失真。例如在攝像機(jī)上只能看到藍(lán)色、桃紅色、黃色，其他顏色如綠色、橙色、紫色、紅色卻看不見。

所以，在錄制晚會(huì)時(shí)，盡量讓現(xiàn)場(chǎng)各種燈具色溫盡可能地保持一致性。舞臺(tái)電腦燈具也要保證各種顏色片單獨(dú)或重疊時(shí)投射出來光斑顏色的純正度，并與現(xiàn)場(chǎng)各種燈具色溫盡可能地保持一致性，才能保證電視晚會(huì)、大型場(chǎng)館、演示場(chǎng)所在錄制后的播放效果。一般情況下，演播室演區(qū)光的色溫為3 050 K± 150 K。

4 色溫對(duì)人們心理的影響及現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

色溫除了直接影響攝像機(jī)的黑白平衡和膠片的感光情況外，還對(duì)人的心理有著重大影響。一般來講，色溫越低，顏色越接近于火焰色，就越會(huì)給人以溫暖、熱烈的感覺；色溫越高，光色藍(lán)中帶青，就給人以寒冷、文雅的感覺。色溫為5 400 K的光源，相當(dāng)于直射陽光，故仍是一種偏暖的白光。表2列出了不同色溫的光源與氣氛效果之間的聯(lián)系。

由于色溫對(duì)人們心理的這種影響，所以，在選擇燈具光色前，要先決定需要什么樣的色溫。

（1）不同色溫的光源適用的范圍

2 700 K以下：經(jīng)常用作與熒光燈2 700 K條件混用的重點(diǎn)（加強(qiáng)）照明；

3 000 K ～ 3 200 K：用作超市零售使貨品顯色有吸引力的原色光源；

3 700 K：用于需要“柔和”光的地方；

4 000 K：用于通用照明，如工廠、停車場(chǎng)、倉庫等；

5 000 K ～ 5 500 K：日光型泡，用于園藝、水池等高光色反差場(chǎng)所。

（2）特殊光色適用的場(chǎng)所

藍(lán)、綠、絳紅、品紅、黃等，適用于需要色光而又不因?yàn)V色片損失亮度的專用場(chǎng)所，如主題公園、古建筑、雕塑等。

（3）在體育場(chǎng)內(nèi)或體育館里安裝的燈光設(shè)備

一般在田徑體育場(chǎng)的跑道之外兩端，分別立有多個(gè)鐵架，鐵架上分別放置多臺(tái)5 400 K色溫、2 kW功率的鏑燈，它可把夜間體育場(chǎng)照得如同白晝一般。

總之，色溫在燈光中的作用無處不在。不論是用于影視藝術(shù)的拍攝，舞廳、舞臺(tái)的燈光，還是各種建筑的照明、生活中家庭裝飾的照明，到處都能見到色溫作用的影響。正確掌握色溫的作用并運(yùn)用好，會(huì)使文藝演出富有更多的變化，使人們的生活更豐富多彩。