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什么是光晕:胶片红晕的原理与科学模拟技巧

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光晕(Halation)是胶片上强光源周围形成的红橙色光辉。光线穿透感光乳剂层,从胶片片基背面反弹回来,在最初落点稍微偏向外侧的位置从背面第二次曝光感光乳剂。数码传感器不具备这种物理机制,因此在手机上必须通过算法合成,而目前大多数软件的模拟方式都漏洞百出。

本文将解析光晕的物理成因、它为什么呈红色、防光晕涂层为何存在,以及逼真的数码模拟需要遵循哪些光学法则。文末还将分享我们如何在 Chobial 中建立物理模型,以及如何把握克制的度。

摄影中的光晕究竟是什么?

胶片是在透明塑料片基上涂布多层超薄感光乳剂构成的。照射到它的大部分光线都会被感光乳剂吸收,但并非全部。对于路灯、霓虹招牌或金属反光等极端明亮的光源,相当一部分强光会径直穿透感光层直接射入片基内部。

在片基背面,一部分光线会发生反射:发生在片基与背后空气的接触界面上,某些资料指出还会从相机的压片板上反弹。这部分光线以一定角度斜向折射穿回片基,从背面再次进入感光乳剂,落点距其原始射入点产生了一定距离的空间扩散。这第二次意外曝光便形成了光圈。“halation”一词正是源自表示光环的“halo”。

由于光线在往返穿透片基的过程中逐渐向外扩散发散,光芒形成的是环绕在光源周围的一圈柔和红圈,而不是盖在光源本体之上。光源本身通常早已过曝溢出为纯白色,因此这圈红圈在暗色边缘衬托下尤为扎眼:暗调一侧的高光边缘泛出一层温暖的光晕。Analog.cafe 的解析文章对反射几何形态进行了更深入探讨,并论证了片基与空气交界面的反射比压片板反射更为显著。

为什么光晕偏偏是红色的?

主要有两个物理原因,且两者叠加生效:

首先是感光乳剂层的涂布顺序。在彩色负片中,光线首先进入感蓝层,接着穿过一道阻止蓝光继续前行的黄色滤光层,再进入感绿层,最后才是最靠近塑料片基的感红层。从片基反弹回来的光线,第一个撞上的恰恰就是感红层。

其次是在往返旅途中幸存下来的光波。蓝光在顶层已被大幅吸收并被黄滤镜完全阻断;绿光在中间层也已消耗殆尽。能够长途跋涉穿透片基并反弹回来的几乎全是长波长的红光,而此时正好有感红层在最底层以逸待劳。在最终的照片印相或数码扫描件中,感红层接收到的这笔额外曝光就体现为鲜艳的红色光晕。对于极度强烈的光源,反弹光足够强劲以至于能进一步击穿感红层并波及感绿层,这正是为什么在最强烈的光晕内部中心通常呈现为橙黄色而非纯红色。

在黑白胶片上,由于全片基只有单一类型的银盐乳剂,光晕体现为纯中性的白色发光边缘。你在凝视老照片上的明亮窗户或使用缺乏防光晕保护的黑白胶卷时,最常目睹这种现象。

防光晕层、remjet 与 CineStill

在摄影技术史的大部分时间里,光晕都被视作一种恼人的光学瑕疵。它会软化破坏高反差亮部边缘的锐利细节。因此,胶片制造商发明了各种防护机制:一种吸光层,在光线反弹前将其彻底吸收。

由于炭黑脱落会严重污染普通民用冲印店的 C-41 药水管线,CineStill 的创举在于:采购 Kodak 电影胶卷盘片,并在出厂分装前提前物理脱除 remjet 炭黑背层,使普通冲印店可以直接使用 C-41 工艺冲洗。这个副产物反客为主成了该品牌的招牌特征:片基背后空空如也,强光肆意反弹,每一盏街灯都泛出迷人的红橙色光晕。CineStill 官方的 常见问题解答将其描述为光线在“胶片片基内部或从相机压片板”反弹到感红层所致。这就是当今摄影师在搜索“光晕”时所指的标志性效果。我们在iPhone 上的 CineStill 800T:自带红晕光晕中对此做了深度探讨。

为什么大多数数码光晕效果看起来都很假

在网上搜索光晕滤镜,你能找到数不胜数的工具。但绝大部分都在以下一个或多个关键物理法则上翻了车:

优秀的工具能尊重这些物理规律。Dehancer 的光晕工具在桌面端提供了亮度阈值以及针对不同胶片画幅(含与不含 remjet)的专业模型。在 iPhone 上,mood.camera 受 800T 启发的预设也包含了光晕模拟。

Chobial 如何科学模拟光晕

在 Chobial 中,光晕是胶片“效果”模块的一部分,与颗粒并列。它严格遵循上述物理光学规律,分四步执行:

  1. 提取亮度高于阈值(明度阈值,50–100%)的像素。低于该阈值的像素绝不产生光晕,从而保护人脸肤色与中间调不受干扰。
  2. 对这个仅含极端高光的图层进行模糊处理。扩散以画幅短边的固定比例设定模糊半径,因此无论输出分辨率如何,光晕在画面中的视觉相对尺寸始终恒定。
  3. 将模糊后的光芒渲染为红橙色,因为长波长红光在穿透与反弹中幸存得最多。
  4. 将其以滤色(Screen)混合模式叠回原图之上。滤色混合模式会有效提亮暗部像素,而对原本已是纯白的像素几乎不产生任何改变,因此光晕自然显现在高光周围的较暗背景上,而灯泡本身保持纯白。

它位于胶片“强度”转盘之后应用,正如颗粒一样:它属于物理胶卷本身的介质特性,而非色彩阶段。在黑白胶片中,光晕以完全相同的亮度分布呈现为中性灰色光芒,如同真实黑白胶片上的反应。所有这一切都能在拍摄时于取景器中实时目睹。长按取景器可随时偷看一眼未套用胶片时的纯净场景。

四款光晕胶卷型号

先挑选一款胶卷型号作为起点,再按需微调数量、阈值与扩散:

胶卷型号数量 / 阈值 / 扩散适用题材
轻微(Subtle)18% / 90% / 20%防护层完好的普通民用胶片。在灯泡和镜面高光边缘泛出极其含蓄的暖边。白天拍摄安全不突兀。
标准(Standard)35% / 82% / 30%在夜景光源周围呈现清晰可见却不喧宾夺主的光晕。彩色负片风格的绝佳默认值。
无防光晕层(No Remjet)60% / 72% / 45%移除了防光晕层的电影胶卷,即 CineStill 风格。每一盏街灯与霓虹招牌都泛出耀眼红圈。
无防光晕层(强)(No Remjet, Heavy)85% / 62% / 70%浓烈夸张的戏剧化效果。专为霓虹街景、舞台灯光以及光芒本身就是视觉焦点的夜拍而设。

在 Chobial 中操作

  1. 打开胶片(控制 › 胶片 › 管理胶片,或前往“设置”),轻点 + › 新建胶片 并挑选一款起点胶片。Chobial Negative 是调制夜拍色彩的绝佳基准。完整步骤请参见制作自己的胶片。
  2. 进入效果 › 光晕,挑选一款胶卷型号。建议从“标准”开始。
  3. 在图库中挑选一张带有光源的夜景照片作为预览。按住预览图可与初始胶片对比。
  4. 调节阈值,直到仅有真正的明亮光源泛出红光,然后设定扩散和数量。
  5. 轻点存储。这款胶片现已加入相机胶卷条,可在取景器中实时生效,并能在编辑器中冲洗图库已有照片。Chobial 的每张照片都是 RAW 底片,因此你可以随时用新胶片重新冲洗以往的夜景老照片。

怎样才算过犹不及?

光晕讲究恰到好处。几个自检要点:

光晕在胶片上之所以打动人心,正因为它是一场遵循光学定律的意外产物:只在画面中最明亮的璀璨处悄然绽放,绝不越界。严守物理法则的模拟让人难以察觉数码痕迹;而让整张照片到处红光闪烁的劣质滤镜,一眼就会露馅。

CineStill 是 CineStill Film 的商标。Kodak 和 Vision3 是 Eastman Kodak Company 的商标。Chobial 与两者均无关联。

常见问题

为什么光晕是红色的?

红光的波长最长、穿透力最强,且在彩色胶片中感红层最靠近片基。从片基反弹回来的光线最先接触到感红层,因此光圈主要记录为红色;在强光源周围则会渐变为橙色。

所有胶片都有光晕吗?

几乎所有现代胶片都通过染色片基、防光晕底涂层或在电影胶卷上涂覆黑色碳黑层(remjet)来阻止光晕产生。只有在被剥除了这层保护涂层的胶片(例如 CineStill 800T)上,才会看到极为明显强烈的光晕。

在 iPhone 上能拍出光晕吗?

光学上不行:数码传感器没有胶片片基去反射光线。你必须在后期处理中添加。Chobial 支持将其作为胶片的一部分在取景器中实时呈现;参见制作自己的胶片。

光晕与镜头柔光(Bloom)是一回事吗?

不是。柔光(Bloom)是由镜头眩光或柔光镜引起的无色软化光芒,各波长均匀扩散。光晕则发生在胶片内部且带有浓烈色彩(主要是红橙色),它呈现为亮光源周围的一圈红晕,而不会让整幅画面发虚。