2009年11月23日 星期一

亂白

甚麼?我是不是寫了別字,是不是‘嫩白’才對呢?非也,我真是想寫‘亂’和‘白’。

量子物理學內有所謂‘黑體幅射’(black body radiation),先不談甚麼是‘黑體’,簡單來說,這門學問便是研究溫度與幅射之間的關係。先舉一個較簡單的例子,你可能都會在紀錄片中看過鐵被加熱的情況,被加熱的鐵先會放紅光,當溫度上升到某水平,鐵便會發白光,‘黑體幅射’就是研究溫度和幅射光譜間的數學關係。

量子物理學是絶不可以用常識去理解的,一用常識的類比,便不是在說真正的量子物理,但在科普的角度,又如何可不用常識來理解事情呢?所以,我還是要做一些常識的類比,請大家想像,對物體加熱,就是增快其分子運動的速度,物體發光(幅射)便可簡單理解成分子運動的結果,運動的速度不同,其幅射的頻率分佈也會有分別。

舉個例子,鎢絲燈發光時,鎢絲便約被電力加熱到3,000K(註),它的光就是有點黃。太陽表面溫度約6,000K,其光就比較白。按熱動力學的原理,溫度越高,即分子運動得越快,就越‘亂’!這即意味著‘白’比‘黃’光‘亂’。

這正正就是我想說的概念,大家都可能會聽過,白光可通過三稄鏡‘還原’成彩虹七色,事實上,這是過於簡單化的理解,所謂‘白光’其實就是有廣闊和均勻的頻譜。簡單來說就是甚麼光都有。

物理學上又有所謂‘白噪聲’(white noise),不要被‘聲’這個字所誤導,‘噪聲’當然可以指某種聲音,但亦泛指各種不同的訊號和數據。有次我在評論數碼相機時提到‘噪音’大,後來才從好友口裏得知,原來他誤以為我指相機操作時的聲响,不是啊!我是指相片的‘雜訊’。言歸正轉,‘白噪聲’就是指其有廣闊而均勻的頻譜的‘雜訊’,傳統電視出現的‘雪花’便很接近是‘白噪聲’,人類主觀上會覺得‘白噪聲’煩悶。自然界同樣會產生很多噪聲,如蟲叫、小溪流水聲等等……但這些很多時反會令人覺得心曠神怡,分別這是這些是歸入粉紅噪聲(pink noise)的範疇,‘白’與‘粉紅’主要分別就是其頻譜分佈的差別,有機會再另文詳細討論罷!

‘均勻’就可以理解為‘亂’,‘白噪聲’就是在某一範圍內,甚麼頻率的聲音都有,而‘白光’亦是在某一頻譜內,甚麼顏色的光都有。

用菲林攝影時,我們便有所謂‘日光菲林’與‘燈光菲林’的分別,這就是因為‘燈光’偏黃,所以要在燈光下拍攝彩色照片,菲林便要作出適當的調節。但就算用了‘燈光’菲林,很多時我們還要加上適當的濾鏡(filter)以修正顏色。而光源的顏色,我們便會以色溫來表達,例如,熓絲燈的色溫為3,000K,陽光(直射無雲)為6,000K,光管一般為7,000K左右。於菲林攝影時,若要色彩準確,就必需用適當的菲林再加濾鏡了。但就算如此,色彩都不能百份份準確,例如用燈光時,藍光就是不足,可以補救,但絶不會完全準確。豐富的色彩,其實就是建基於光源的‘混亂’!以‘有序’的單色光為光源,當然拍不出多采多姿的彩色相!

到了數碼攝影時代,色溫的處理就相對簡單,因為由感光器收回來的原始訊號,都會先經處理才存入記憶媒體內,這處理過程便可對色溫作出修正,一般數碼相機都會提供自動色溫,這就是按一些統計學的原理,估量正確的色溫。但在一些會明顯偏色的場合,如夜景等……自動‘白平衡’便會失效,例如一個紅字的光管招牌,當然是偏紅,若你選了自動色溫,紅色便會消退不少,遇上這種情況,就要使用手動色溫(白平衡),就以夜景為例,我便會喜歡把相機鎖定於‘日光’模式。

我最近發現,這部我用四十元買回來的相機,若把色溫鎖定於‘陰天’,其偏色便會更好看和有趣。有些相機可有‘偏色’的選項,但其實鎖定‘色溫’(白平衡)經已會有偏色效果。Lomo一族,可特別留意!

註:在色溫的場合,K和攝氏(C)可以大致上等同,實際的關係是C = K -273。

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