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漫天綻放的煙花下，我們總想用手機留住這片刻的美好。但看著手機屏幕中色彩黯淡的煙花，再抬頭望向天空，我們不禁懷疑：這和我看到的是同一片景象嗎？為何煙花在手機屏幕上總像被洗去了顏色，顯得如此黯淡呢？

撰文 | 不周

審校 | 王昱

每次選購新的 " 身體器官 " ——手機時，看著令人眼花繚亂的配置，我們總會糾結許久。大部分人都會關注幾個重要參數(shù)，比如處理器、續(xù)航、屏幕素質等，其中屏幕素質中最直觀的參數(shù)是分辨率。遺憾的是，即使你買到目前屏幕技術最先進、分辨率最高的手機，它也無法為你呈現(xiàn)最真實的煙花景象。

夜幕中，煙花點燃后升空，在黑暗的背景下快速炸開，展示給我們的是明亮而絢爛的視覺盛宴。然而，對手機屏幕而言，完美呈現(xiàn)色彩復雜多變的煙花綻放卻是最艱難的挑戰(zhàn)。

色彩的呈現(xiàn)

在理解這個挑戰(zhàn)之前，我們需要了解：色彩是如何被感知和呈現(xiàn)的？色彩的感知，本質上取決于物體反射、發(fā)出或透過的光線。視網(wǎng)膜上的視錐細胞（cone cell）在接收到不同波長的光線時，會將信號傳輸給大腦，大腦繼而識別出不同顏色。紅、綠、藍三種色光的隨機組合，能調(diào)出其他顏色，因此被稱為光學三原色（比如紅光和綠光的疊加是黃光）。

明度（lightness）可以描述顏色的明暗深淺，它與白色的摻雜比例相關。如果我們設定黑色明度值為 0，白色的明度值為 10，那么所有顏色的明度都介于 0 與 10 之間。同一個顏色摻入的白色越多，明度就越高，顏色看上去就越淺。有趣的是，如果一個物體的亮度（luminance，單位面積光通量，單位是尼特，nit）更高，那么它的顏色看上去也會更淺。

看起來，明度與亮度都會影響顏色的深淺。但明度是色彩的屬性，而亮度反映的是人眼感知物體表面發(fā)光或反光的強弱。亮度既與光強有關，也與人眼對不同波長光線的敏感程度有關。比如，光強相同的綠光和藍光，我們會本能的認為綠光更亮。而亮度過高或過低時，你甚至無法看清物體的顏色。

自然界中多數(shù)物體通過反射光線呈現(xiàn)不同的顏色，人造的電子屏幕則必須主動發(fā)射光線到人眼。電子屏幕只要有三色的發(fā)光器件，并可以調(diào)整三色摻雜的比例，便能呈現(xiàn)出不同顏色。

但事實上，手機屏幕從早年的 LCD（Liquid Crystal Display, 液晶顯示）技術發(fā)展到最新的 OLED（Organic Light-Emitting Diode, 有機發(fā)光半導體）技術，依然受硬件所限，無法顯示出所有顏色，比如高純度的綠色和紅色。

人眼對光線的明暗變化極為敏感，不僅能察覺顏色極細微的動態(tài)變化，也能感知極大的色彩動態(tài)范圍。因此為了提升視覺體驗，無論是手機還是電視屏幕都在推進 HDR（High Dynamic Range，高動態(tài)范圍）技術的發(fā)展——亮度范圍更寬，承載的色彩信息量更大、也更接近現(xiàn)實。但即使這樣，這些屏幕也還是無法完全還原真實世界的色彩與亮度。

手機屏幕多以 RGB（red，green，blue）形式顯示顏色。圖中是 OLED 屏幕的微觀結構：紅綠藍三色像素。圖片來源：Matthew Rollings

最艱難的挑戰(zhàn)

說回到煙花，它與電子屏幕相似，都是主動發(fā)射光線到人眼。但煙花的顯色原理本質上是焰色反應——金屬原子在受熱時，電子會吸收能量，而后再以特定波長的光線釋放能量。這種顯色方式?jīng)Q定煙花的光譜主要發(fā)射線構成——光的能量集中在非常狹窄的波長范圍內(nèi)。不同金屬及金屬化合物在灼燒時，火焰會呈現(xiàn)不同的顏色。比如金屬鈉灼燒時的火焰呈黃色，而金屬鋇則是黃綠色火焰等。

從左至右依次為氯化鋰、氯化鍶、氯化鈣、氯化鈉、氯化鋇、硼酸三甲酯、氯化銅、氯化銫和氯化鉀的焰色反應。圖片來源：Hegelrast

為了讓煙花的顏色絢麗多彩，煙花制造過程中通常會加入顯色劑，也就是金屬鹽，如呈現(xiàn)紅色的鍶鹽、鋰鹽；呈現(xiàn)橙色的鈣鹽；呈現(xiàn)藍色的銅化合物；呈現(xiàn)銀色的鎂粉等。經(jīng)煙花設計師調(diào)配，高溫作用下的金屬鹽會隨溫度和時間改變煙花火焰的顏色。但電子屏幕以 RGB 三色顯示顏色的方式，注定它無法顯示所有單色光（波長固定的光 / 無法色散的光）

顯示屏通過 RGB 色彩模型（圖片展示的是 sRGB）呈現(xiàn)顏色，注定無法呈現(xiàn)一些單色光的顏色。圖片來源：Dicklyon

煙花在空中炸開的一瞬間，顏色可能會從極高溫的白色、變?yōu)辄S色、再過渡到橙色（若添加鎂粉，還會有銀白色的火花四散）；亮度會從爆發(fā)時耀眼的光芒轉變到消散時的黯淡。在夜幕黑暗背景的襯托下，這些跨度極大的變化，在電子屏幕上看卻是由明至暗的黃色花火，細節(jié)與層次盡失。煙花在手機屏幕上與現(xiàn)實中的差距，很可能就像你肉眼看煙花禮炮與仙女棒煙花的差距。因為煙花綻放時色彩和亮度的變化，精細且跨度極廣，其復雜程度已遠超目前電子屏幕的顯示能力。所以不難理解，耀眼奪目的煙花在手機屏幕上定然會大打折扣。

煙花與仙女棒的對比。圖片來源：Pixabay

畫面的捕捉

事實上，如果不考慮電子屏幕色彩輸出的局限，想完美呈現(xiàn)煙花綻放也依舊是個難題。因為輸出真實畫面的前提需要輸入端——攝像設備的完美配合。當你用手機或相機拍攝時，設備能捕捉到的色彩和明暗區(qū)間，決定了影像的質量。照片和視頻中高光區(qū)與陰影區(qū)的信息越完整，作品的細節(jié)與層次也就越豐富。攝像設備捕捉畫面亮度從最暗到最亮范圍的能力，也稱為動態(tài)范圍，它是圖像傳感器的一項重要參數(shù)。

圖像傳感器在不同設備間的差異很大，專業(yè)攝像機的動態(tài)范圍可能達到普通手機的兩倍。所以你會發(fā)現(xiàn)，有時用手機自拍好像怎么調(diào)都不好看：對焦到自己面部時，背景亮到一片慘白；但若對焦到身后，倒是能看清背景了，面部又暗得一塌糊涂。這說明，你正背對著光源拍攝。手機圖像傳感器較小，導致動態(tài)范圍也小，所以很難用手機高質量地拍攝出明暗對比較強的影像。

逆光拍攝的照片：背景清晰，拍攝主體信息缺失（但這張照片逆光是為拍攝主體的剪影）。圖片來源：Pixabay

專業(yè)的相機雖然成像質量高，但下班路上看到天邊金紅色的夕陽，想隨手一拍，人們還是會傾向使用更便攜的手機。雖然手機照片可能會與真實所見有微妙的不同，但記錄生活嘛，已然足夠了。

夜色下的煙花，美好而震撼，卻是手機拍攝和屏幕顯示的噩夢。下一次，還是放過手機，用我們可靠的雙眼來欣賞煙火大會吧！