攝影與色彩:中性灰與標準灰板

06-14

　　欲知中性灰標板的作用，我們則先以測光表為例來講，由於測光表分為照度測光表（入射式）和亮度測光表（反射式）兩種，所以這個問題得先從光說起。

　　我們知道，世上萬物的色彩是靠物質對光線的反射來呈現的，人類在對光線的亮度測試研究中發現，無色的白雪反光率為98%左右，碳黑是2%左右，測得它們之間中點的反光率約為12.5%，故被稱為「中灰」。而「標準灰板」即是反光率12.5%左右的中間灰；通過實驗人們得知，物質18%的反光率與白種或黃種人的外露皮膚的臉與手背十分相近，故攝影師有用手背或面部為測游標準的慣例和實踐。

　　現在我們把問題回到測光表測得並確定的參數上來看，照度測光表對物體測光得到的曝光參數作為相機正確暴光的依據，我們看到相機上的感光表現不但被攝物中18%的灰得到了真實的還原，而且其它不同亮度的景物同樣也獲得較真實的還原。這裡照度測光表是以被攝物的角度來測量光源照度的，而亮度測光表的讀數和曝光則意味著無論被測物是炭黑或是白雪，其最終的結果都將還原成反光率為18%的中性灰。其中亮度測光表是以相機的角度來測量被攝物亮度的形式；而照度測光表則與被攝物的反光率無關，其兩者均不會因為拍攝記錄的是白雪還是碳黑，而得到的測光參數都是一樣。

　　不同的是，亮度表在測量照度的同時，還兼顧測量了被攝物的反光率，在同樣的照明條件下，測碳黑和雪白的讀數懸殊極大，所以我們在原理上了解它們各自的特點後才能更好地運用。

　　另，凡是與影象記錄和還原有關的測光表或設備測光探頭的乳白色測光頭都是用來模糊平均化影象顏色的，最終得到的入光率仍是18%的中性灰。現在市面上的各種相機內的測光表多為亮度測光形式，它們的測光讀數僅為我們提供實際曝光參數的參考依據，而不是實際的準確曝光值。準確的曝光值是靠攝影師根據預先設計的並欲達到的拍攝效果以及被攝物的具體情況，再以測光讀數為依據經過分析判斷取得的。

標準灰板

　　這裡，判斷的基點並不考慮被測對象是什麼，只要按測光讀數曝光最終還原得到的都將是反光率為18%左右的中性灰。這種建立在中性灰概念上的「數學式」可以成全在所有與攝影有關的故事中，例如你想使相機內的亮度表具有相當於照度表的功能時，只需將一塊18%反光率的灰板放在和被攝物同樣的照明條件下，對灰板測得的數據基本上就是照度表所測得的數據，而且無論所測的物質是彩色或是純灰度，這個中性灰檢測是通吃的。實踐中，標準灰板和中性灰的應用不僅是對攝影曝光的準確控制及定義，它在研製、鑒定感光材料的性能以及攝影后期的製作中對最終產品的質量有著重大的決定性意義，例如彩色暗房的減色法CMY或加色法RGB濾鏡對像紙的暴光控制就是基於中性灰的測光原理，還有彩色沖印設備的調校、電影攝影和攝象、數碼相機的測試以及光學儀器的校驗等等。因此無論在任何光線下，只要將灰板置於所拍對象光源所及處，都能使影象設備得到準確的白平衡和暴光參數這裡我特別要澄清一下18%標準灰板的概念和定義，在轟轟烈烈尋覓標準灰板的運動波及著廣大有專業思維的攝影愛好者們時，所謂18%標準灰板竟然沒人知道它的真正定義，有人破費幾百大元去買柯達的標準灰板，有的則自己動手製作，但不得原理和要領者們往往犯的是同一個低級錯誤。所謂18%的灰板大家現在搞清楚了沒有，你還是很糊塗啊？其實文章前述已經有答案了，看你理解沒理解清楚而已。

　　顧名思義「反光率」就是物體在光線照射下所反射光的效率，18%的灰是確定在光線照射在黑色與白色物體上後用測光儀器所測得它們反光率滿刻度讀數的中間那個點上的18%，也就是說這個18%是儀器讀數的非線性變化值，而不是Adobe　Photoshop或其它什麼圖形軟體的RGB=1:1:1線性變化的18%灰度的參數。事實上AdobePhotoshop和著名的圖象瀏覽軟體ACDSee等圖形軟體的主程序界面的底灰，即R:G:B=128（或R:G:B=127），Web色號為#808080或#7F7F7F的灰色正是大家苦思冥想要得到的反射率為18%這個標準灰！

　　我們知道，在RGB模式的黑白影象定義上，所有圖象軟體都將RGB=1:1:1的由白到黑的均勻線性過度用數學方式定義為0-255；而灰度模式則用0-100%的百分比來定義。

　　我們做個實驗來驗證一下這個18%反光率的灰在PS軟體中的RGB模式的屬性吧（見上圖示），先運行Photoshop不要打開任何圖檔，然後PrintScreen鍵抓屏、新建文檔後粘貼，用吸管工具點測粘貼圖檔上的PS的底灰，信息板顯示R:G:B=128:128:128。好了，咱們將這個RGB模式的新建圖檔再轉換為灰度模式圖檔（見下圖示），再看看信息板參數灰度K為50%。現在你別管我先前說過R:G:B=128（128×2=256）還是R:G:B=127（127×2=254）比PS定製的255多或少了那麼0.5，也勿理會C55%M42%Y42%K8%。事實上，此時當我們將PS的色板設定在灰度模式和灰度圖檔後，系統已將你帶入了灰度概念的50%x2=100%了，這就是中性灰的定義（從中性色概念上來理解，凡是RGB=1:1:1都應認為是中性的灰色，而本文的中性灰是指灰度0-100%的那個中間點的灰，即反光率為18%的灰）。如果有人認為18%是指灰度0-100%之間的參數，那麼我請他在PS中設定一個R:G:B=208或R:G:B=209的灰度，在信息板上看看18%的灰度K有多麼「亮」。

　　請注意，圖中信息板上顯示的C:55%M:42%Y:42%K:8%是圖檔輸出到印刷或列印時設備根據50%的灰度計算出來的CMYK圖檔模式的參數。也就是說油墨或墨水的CMYK四色最終在還原50%（18%反光率）的灰色時所使用的顏料混合比例。

　　需要強調的是，CMYK來自原始顏色祖系RGB，在實際印刷中由油墨保證，而油墨生產上也是按這個規律研製染料的顏色反射色度，因此設備使用正統染料油墨才能保障印頁色彩的準確。

　　從實驗數據來看，灰度係數均為50%，區別在於前者K:8%，後者K:9%，這個1%的CMYK印刷模式K的誤差我們可以忽略不去計較，事實上大多用於測試顯示器的灰階等級條上也並沒有128%和127%這個灰塊，它們是將0-100%（0-255）劃分為12級或26與27級不等，而測試灰階條的125和130常被用做校驗顯示器的中等灰度。但是用來測試最終輸出列印到白色紙張上用的灰度條則不同，比如上圖中Kodak(柯達)公司的19級灰階，它避開了白雪的「死白」A（255）與「死黑」19（0）；「A」是軟體與顯示器的255「死白」，在像紙或印刷紙張上「死白」被作為底色白，這裡「B」不是黑「0」，「B」描述了反光率為2%左右的所謂黑色絲絨或碳黑，這種灰度等級是根據感光材料色素及視覺對比因素的客觀性質所作出的；「M」是50%（R:G:B=128）中性灰；「1」是高光即將溢出形成「死白」的臨界值。

　　假設我們繪製一個長度分為19段的10條水平直線為橫坐標來代表灰度的100%，再將水平線上19個等級段用豎線繪製19條縱坐標來代表灰階等級和灰度0-100%的圖表，用一根斜線對角線將圖表連貫起來表示，當我們將1-19中的「M」（7）對應到橫豎坐標的中點時，它們之間一定是呈對數式非線性曲線的變化關係（類似於拋物線），此時雖然「M」被拉在了橫豎坐標線的中點上（相當於9.5處之上的水平坐標線中點），但是「M」（7）卻並非處在它本身曲線的中點上！即這個「M」（中性灰）描述了測光儀的18%反光率的讀數，這也是18%標準灰板叫法的由來。Kodak的這個測試卡是用來校驗相機灰階表現的專業工具。

　　這是Kodak(柯達)公司為專業掃描儀設計的校驗測試圖卡，此卡分透射膠片和反射照片兩張為一套裝。圖中的灰度等級分為22級，其中無標號的白為R:G:B=255表示影象中高光溢出的「死白」；「1」是它臨界點，與橫坐標「A」對應的13-19是CMYK與RGB色階接近到「死白」的臨界點（不是白）。在這個22級灰度中「11」正好是50%（R:G:B=128:128:128）的中性灰。可能是考慮到掃描儀測試需要在顯示器上得到視覺效果。很明顯，這個灰度條設計呈指數式線性曲線變化關係，這對於校驗膠片的掃描數字化影象的層次表現與還原有很大幫助。另，這個標準測試卡也可用於相機的中性灰及色彩還原的測試。此校驗卡的膚色部分另文敘述，這裡不做介紹。

到這裡大家已經清楚地知道了被人們吆喝成天價的18%標準灰板的灰色正是灰度圖象中50%的黑色K。國家標準化管理委員會GB3556-83攝影用標準灰板色板的技術規範也是按這個技術原則制定的。

　　在數碼攝影中，利用標準灰板(TargetGray)測光的意義不僅僅是確定了正確的暴光參數，更重要的是它還確定了現場環境下相機的白平衡參數。用單點測光對標準灰板的反射現場光源的光譜分量可以確定設備準確RGB適時平衡。

　　作為一個攝影愛好者，擁有一塊標準灰板是大家所企求不得的。這裡，你只要按照文尾所述的方法自己製作一塊18%反光率的標準灰板是件不難的事。不過筆者還是要特別提醒一下，製作灰板一定要先將RGB模式轉換為灰度圖象模式存檔。不要耍小聰明喔，你不要拿去沖印店沖個灰色照片或是黑白暗房裡自己洗張灰度照片，我告訴你那是不可靠的，除非你自己是操作員或不厭其煩地在設備或暗房中實驗得到標準的灰板。因為沒有廠家標準灰板做實際對比，一般無法對像紙進行精確暴光控制而得到精確的標準灰！最好的做法是用印表機列印一張灰板出來，而且必須是性能優秀的黑白印表機，例如灰度激光印表機。因為印表機受控於圖檔的數字信息，得到的灰板也相對標準。如果你試圖用彩色印表機的話，那張灰度圖檔最終將被系統設備轉換成CMYK模式列印出來，你將會因設備固有的CMY顏料墨水的參與而混合出來的「灰」不是非常純正的標準灰板，而我們需要的是一塊50%純灰度的中性灰標板，也即：具有18%反光率的純灰色標板。

　　柯達標準灰板套裝內容為：尺寸255×202mm面積硬卡紙顆粒絨面亞光灰板2塊（背面為白色），127×102mm面積硬卡紙顆粒絨面亞光灰板1塊（背面為白色），英文使用說明書一份，包裝封面彩印，封底為白色，下部有註冊UPC識別條碼和EAN註冊識別條碼，兩條碼間是SilverPixelPress及Tiffen商標golo，最右邊是Kodak商標logo。灰板套裝價格為130元RMB