色溫在燈光中的作用

季和平

（中原油田歌舞團，河南 濮陽 457001）

為了討論和比較光源的彩色品質(zhì)，燈光技術引進了色溫這一物理量，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，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世紀末由英國物理學家洛德·開爾文提出的。開爾文認為，假定某一純黑物體能夠?qū)⒓釉谄渖系乃袩崃课眨瑫r又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮狻钡男问结尫懦鰜淼脑挘銜蚴艿綗崃Φ母叩投兂刹煌念伾Ｈ魏稳硕伎勺⒁獾浇饘僭诩訜釙r溫度在升高，同時，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。當黑體受到的熱力相當于500 ℃ ～ 550 ℃時，便會變成暗紅色，達到1 050 ℃ ～ 1 150 ℃時就變成黃色……當黑體受到的熱力使它能夠放出光譜中的全部可見光波時，它就變成白色，通常我們所用的燈泡內(nèi)的鎢絲就相當于這個黑體。

色溫計算法就是根據(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應的。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于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時所受到的“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（對氣體放電光源來講是相似）時，則黑體的這個溫度就稱為該光源的顏色溫度，簡稱色溫。單位是K（開爾文，即絕對溫標，它與攝氏溫標的換算關系是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際工作溫度可能完全不同，它們本質(zhì)上是兩個根本不同的物理量，千萬不要混淆。

絕對黑體在溫度升高時不僅輻射的光通量增強，而且，其波峰也逐漸有長波向短波方向偏移，即光譜中的藍紫成分逐漸增加。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，比如北方的晴朗天空。

由于陽光透過云層時所發(fā)生的散射和擴散的影響程度不同，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而異的。

當然，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，則可達到原設計的色溫，當降低電源電壓而使燈光變暗時，其色溫也會隨之降低。表1列出了典型光源的色溫值。

3 色溫對攝像設備和燈具使用的影響及技術要求

3.1 在室外拍攝時的色溫控制

在拍攝電影、電視或新聞時，由于色彩要求相對單一，對燈具和攝像設備的要求相對也較容易達到。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，一般照明采用色溫是3 200 K的鹵鎢燈，攝像機的3 200 K色溫檔與之相匹配即可。外景錄制時，只要攝像設備采用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，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，拍攝日景為有效時間（這時太陽光色溫已正常到5 000 K ～ 5 800 K）。

拍彩色片時，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特點。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，就要用濾色紙進行調(diào)整。太陽光色溫標準為5 400 K，如高于5 600 K 色溫，燈具就要用淺品紅濾色紙進行調(diào)整；如果低到5 200 K 色溫以下，就要用淺青藍濾色紙進行調(diào)整。

傍晚時刻拍攝室外夜景，可運用天體自然光亮度，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 拍攝綜藝晚會時的色溫控制

由于攝像機對光源的色溫比較敏感，光源的色溫比攝像機要求的色溫高，拍攝出來的畫面就會偏藍；光源的色溫比攝像機要求的低，拍攝出來的畫面就會偏紅。所以，在錄制晚會時，常常與晚會現(xiàn)場的效果存在很大差距。這是由于晚會燈光現(xiàn)場色溫與攝像機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以上的高色溫燈具，而且，要同時使用色溫為2 800 K ～ 3 200 K左右的低色溫燈具以及多種色溫瞬時變換的舞臺電腦燈具。對攝像機而言，一般分為3 200 K和5 600 K兩個色溫檔，不管使用哪個檔位，都會使很多色彩嚴重失真。例如在攝像機上只能看到藍色、桃紅色、黃色，其他顏色如綠色、橙色、紫色、紅色卻看不見。

所以，在錄制晚會時，盡量讓現(xiàn)場各種燈具色溫盡可能地保持一致性。舞臺電腦燈具也要保證各種顏色片單獨或重疊時投射出來光斑顏色的純正度，并與現(xiàn)場各種燈具色溫盡可能地保持一致性，才能保證電視晚會、大型場館、演示場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 色溫對人們心理的影響及現(xiàn)實生活中的應用

色溫除了直接影響攝像機的黑白平衡和膠片的感光情況外，還對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，就越會給人以溫暖、熱烈的感覺；色溫越高，光色藍中帶青，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（加強）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、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所。

（2）特殊光色適用的場所

藍、綠、絳紅、品紅、黃等，適用于需要色光而又不因濾色片損失亮度的專用場所，如主題公園、古建筑、雕塑等。

（3）在體育場內(nèi)或體育館里安裝的燈光設備

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

總之，色溫在燈光中的作用無處不在。不論是用于影視藝術的拍攝，舞廳、舞臺的燈光，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用好，會使文藝演出富有更多的變化，使人們的生活更豐富多彩。