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文/萬歲爺 校驗/君 圖/Jeremy Vickery(皮克斯燈光指導) 知更常青藤原創出品,轉載請註明出處,版權所有,侵權必究。
給讀者的話
我不知道設計師如何看待色溫,但是色溫的確帶來了「真實性」。影響作品好壞的因素太多,為什麼有些作品看似平凡,卻具有說服力;為什麼有些作品給人虛妄的印象。
色溫不同於色彩的冷暖,恰恰相反,我們所認為的暖色恰巧溫度很低。事實與我們的心理感官相反。
我曾經見過許多想要將攝影作品或者平面設計調整得十分完美的例子,但是我們必須重視一個問題:藝術作品是依附於環境的,沒有完美的冷色調,也沒有完美的暖色調,他們都是完美的,只是你用錯了地方。
這一章對繪畫、3D、建模或者攝影有很大的基礎作用,甚至對於平面設計依然有效果。在設計中考慮色溫的情況是必要的,我們應當從一個底層的基礎知識構建色溫理論,而不是立即打開直方圖討論明暗的曝光問題,或者色溫的問題。
從開爾文到色溫
在學習色彩溫度或者色彩原理的時候,我們都能看到開氏溫標。它是國際單位制中的溫度單位,常用符號K表示,這個單位稱作「開」。你常常會在相機、手機的專業模式中看到這個單位,它就是指溫度。
在開始介紹色溫之前,出於對科學家的尊重,按照慣例,我們要提一提為人類做出貢獻的科學家們。
開爾文是英國物理學家、發明家。他對物理學的主要貢獻在電磁學和熱力學方面,是熱力學的主要奠基人。依照科學慣例,1927年,第七屆國際計量大會將熱力學溫標作為最基本的溫標,以開爾文的名字為符號——K,但不加「°」這個符號來表示溫度,僅僅使用K來表示,足以可見開爾文在該領域的貢獻。
開爾文生前獲得了可能的一切榮譽,他於1907年12月17日去世,得到了幾乎整個英國和全世界科學家的哀悼。
開爾文的一生謙虛勤奮,意志堅強。他曾說:
「我們都感到,對困難必須正視,不能迴避;應當把它放在心裡,希望能夠解決它。無論如何,每一個困難一定有解決的辦法,雖然我們可能一生都沒能找到。」 —— 開爾文
回到開氏溫標。開爾文是沒有零下溫度的。不同於攝氏度,人們將冰水混合物的溫度當作起點0°。開氏溫度以絕對零度作為起點,絕對零度是宇宙的最低溫度,當物質的粒子不發生熱運動時就是絕對零度。當然,這種情況幾乎不存在,目前人類能夠做到的極限接近絕對零度幾乎等於絕對零度了。
因此,開爾文就是從絕對零度-273.15℃開始的。開爾文與攝氏度總是相差約273.15這個數值。因此:1攝氏度(℃) = 274.15開爾文(K)。
但是開爾文和色彩又有什麼關係呢?如果你還記得前幾章的色彩知識,你一定記得色相和波長說的是同一件事。那麼,對於開爾文來說,他認為:如果一個黑體可以完全吸收熱量,並且轉化的能量完全以光能的形式釋放,那麼它產生輻射的波長根據溫度的變化而變化。
換言之,如果一個物體受熱發光,那麼溫度的變化會導致色彩的變化。當然,開爾文的假設是理想情況。總而言之,任何光線表現的色彩的色溫就是:當黑體發出同樣色彩光線的時候受到的溫度。
根據這個理論,我們得到了色溫,請看下圖:
圖中的溫度從左到右依次升高,色彩從暗紅色、橙色、黃色、白色、藍色過渡。這些色彩分別可以對應:
燭光日落黃昏陽光明媚藍天
目前許多專業領域在使用色溫,開爾文的貢獻應用到了天文和工業領域。你的顯示器同樣使用了開爾文來表示屏幕的色溫,並且這是衡量一個優質顯示器的主要參數。
色溫的實際案例
現在我們就使用角度出發,來觀察色溫和色彩的關係,以及通過色溫達到的效果。我們通過Photoshop畫一個火爐的火焰變化色彩:
【火爐的火焰】
正如色溫圖所示,這個色溫恰好顯示了火爐的溫度變化引起的色彩變化。從明亮飽和的紅色漸漸變化到暗紅色,溫度是逐漸降低的。我認為這種方式是OK的,但是這不是最好的。因為,實際情況沒有這麼簡單,有些設計師在進行建模設計的時候,對待場景的細節十分粗糙,他們的觀察並不細緻,這是現代遊戲建模和設計領域沒有優秀中國設計師的原因之一。
如果你具備足夠細緻的洞察力,或者有足夠豐富的知識體系,那麼你應當考慮到實際情況,那就是色溫的分布,請看下圖:
如上圖所示,你會發現上圖表現的火焰更加真實,更有說服力。這個火焰的色彩遵循了開爾文色溫分布。請你從左到右觀察這個圖像,它的色彩分布是暗紅色、紅色、橙色、黃色、白色。剛好是色溫的的左側分布情況。
【聖誕彩燈上的色溫】
我們來看看更加實際的例子,下圖是一些彩燈,每個小小的燈光看似是紅色、藍色或者橙色的,但是當你更加細緻地觀察會發現,每一個燈光都有色溫的變化,這些變化同樣遵循最開始的色溫圖。
上圖我標註了一個橙色彩燈的色溫,你會發現它的色彩從最中心的白色,到最外層的紅色,期間經歷了黃色和橙色的過渡。
我想我不必再標註其他幾個彩燈的色彩變化,你也應該能夠表述出其他彩燈的色溫變化。對於那個藍色的彩燈而言,從最外層的光暈到中心可以看到深藍色、藍色、淡藍色、白色的過渡。
儘管從人的感官而言,會認為紅色、黃色、橙色的色溫是溫暖的,而藍色的溫度是極低的,不過事實剛好相反,要在黑體中發射出藍色波長的輻射,需要上萬度的高溫才能夠做到。
人們的對色彩的感官來自於自然界和周圍環境,對於這部分色彩心理學,我們會留到後面的課程。總之,我們要做的是色彩體系的完整化,當你建立自己的UI界面或者海報設計的時候,你就會很自然地使用色彩原理去操作和表達設計意圖:色彩的調配、色溫的表達、冷暖的調節等。
【陽光下的撞球】
我們繼續觀察一個撞球例子,這是一個完美的案例,它的陽光非常充足,並且是減色模式。
當你通過肉眼觀察橙色撞球你會發現這些撞球似乎是均勻的橙色或者黃色。但是「真實的世界」並不是這樣,如果你的作品總是通過這種認知來渲染,那麼一定得不到想要的效果。
這種更真實的色彩溫度還有一個現象,那就是色彩的飽和度與色溫的關係。我們通過取色器發現色溫越低,色彩飽和度越高。
下圖的飽和度隨著色溫的降低逐漸增強:
【洞穴原畫】
請看下面的洞穴原畫。
我們在洞穴內繪製了幾處水晶,這些水晶的色彩溫度完全是按照上述理論進行表現的。水晶的中心使用黃色點綴,在逐漸遠離水晶中心的部分,遵循色溫原則逐漸降低溫度,色彩從黃色逐漸左移,依次是橙色和紅色,最終是溫度極低的暗紅色。
除了水晶的色溫,整個洞穴的色調採用冷色,洞內的光源是洞口的陽光。洞穴前景和背景的變化同樣採用了上述的色溫原理。這種方式要比以往那種不清楚的方法更加成功,也更有說服力。
這是另一幅作品,你完全可以將這個作品的燈光和色溫看做一個橙色的聖誕彩燈。從場景中心明度最高的黃色,到明度適中的橙色,再到紅色,最終抵達色溫最低的暗紅色。
【小結】
通過上面多個例子,你會發現,色溫會影響很多內容,這些內容的表現更有活力,也更有真實感。這種真實感來自於色溫的合理運用。
感謝你的觀看,我們將在下一章繼續拓展色彩有關的內容。
總結
色溫是開爾文,開氏溫度,用符號F表示色溫從低到高影響色相變化,依次是:紅、橙、黃、白色、藍色作品色溫的變化應當在色溫的合理範圍移動
下章內容
色彩的冷暖和色彩關係
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