红外十问------修改版

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        对于绝大多数朋友来说，红外摄影还是一个比较新奇的领域。随着数码相机的日益普及和换代，相信会有更多的朋友投入到红外摄影领域内来。过去我发过一个红外十问的帖子，使用问答的方式，将新入门的发烧友比较集中的问题逐一进行了解答，受到了很多朋友的喜欢，可惜的是去年年底网站遭遇灾难，那个帖子也不见了。当时帖子基本上是随写随贴的，基本上没有留下底稿。幸运的是红外十问被很多网站转载过，留下了一些资料，上次的那个红外十问，实际上只写了7问，这次一起补齐，大家来看新版的红外十问吧。
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  g! H  r/ ]7 W& |; \1 z) h中国红外摄影在线首发，转载请注明出处和作者。保留追究盗用者的权利。

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第一问，什么是红外线和红外摄影？

6 J% ?2 S% E* `: w) R    物理学里讲光是一种物质，具有波和粒子两种属性。根据光的波动理论，光是电磁波的一种。把各种电磁波按照波长的大小依次排列开来所形成的连续图案，就是光谱图。
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    红外光由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射。光线的波长通常用nm（毫微米）表示，可见光的波长范围是380-780nm，超过这个范围，人眼就看不到了。我们通常把低于380 nm波长的称为紫外光波段，而高于780nm波长的则被称为红外光波段。
    一般红外线可分为三部分，即近红外，波长为750 nm～1500nm之间；中红外，波长为1500nm～6000nm之间；远红外线，波长为6000nm～14000nm 之间。
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        一般人眼是看不到红外线的，不过数码相机的传感器是可以感应红外波段的光线的，红外摄影利用的是近红外波段，或者近红外波段与部分可见光波段在相机传感器上的混合成像。
    如图1-01，这就是光线的光谱构成：

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第二问，数码红外摄影需要哪些器材？
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      简单地说，想尝试红外摄影的话，只要有一台数码相机和一片红外滤镜就可以了。当然如果想创作高水平的红外作品，就不是这么简单了，除了数码相机和红外滤镜之外，我们还需要对数码相机进行红外改造，也就是改装一台红外专业相机。
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1、红外摄影滤镜
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& s# r) U3 G1 l$ ?3 B          红外滤镜是进行红外摄影的最基本器材。红外摄影滤镜是一种对光线进行截止的光学镜片制造的，通常我们会看到红外滤镜上会标注着680nm、720nm、850nm等数字，刚刚接触的朋友可能会感到一头雾水，弄不明白是什么意思。其实很简单，如果你手中的红外滤镜上会标注着680nm，就意味着你的滤镜可以把680nm以下的光线几乎全部被截止过滤掉，而高于680nm的光线被允许通过，达到数码相机的传感器上进行成像。不过对于普通的数码相机来说，仅仅简单地在普通的数码相机上使用红外摄影滤镜，是很难达到满意的效果的，难以创作满意的摄影作品。
7 E1 h, e: g8 O3 Z# S0 n; z      目前国内用于红外摄影创作的滤镜主要波段有:590nm\630nm\680nm\720nm\760nm\850nm\950nm，其中590nm\630nm\680nm\720nm因为允许一部分可见光波段进入，可以进行半彩色红外摄影创作，850nm\950nm主要用于黑白纯红外创作。760nm波段比较独特，介于可见光和红外光的交界处，大多数情况下可以保留一小部分色彩，接近黑白纯红外。
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2、经过改装的红外数码相机

- y$ m2 g( c. P1 [$ x        如果你想创作高水平的红外摄影作品，那么你需要对手中的数码相机进行一下改装才可以，这就是所谓的改机。改装实际上就是把数码相机拆开，去掉传感器前面过滤红外线的ICF镜片，代之以红外镜片或透明玻璃。这时截至红外线进入的ICF镜片被去掉，红外线可以顺利达到传感器，就能够进行高质量的红外摄影了。
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1 D! r  p' n3 Z6 U# L# N* [$ }8 t3、三脚架、快门线等附件

    如果是没有进行过改装的数码相机，进行红外摄影创作，因为通常曝光时间比较长，还想要使用三脚架、快门线、遥控器等相关附件。这里就不一一列举了。

    如图2-01，用于红外摄影的各个波段的滤镜
& R) h8 Y$ w8 E: Y: f6 T    如图2-02，对数码相机进行红外改造

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第三问，红外摄影是改机好，还是直接用滤镜好？

8 q% f5 C! T8 {. Q, v% ~- Y/ {    这个问题是初涉红外摄影的朋友问得最多的一个问题，当然选择哪个方案，要根据个人的实际情况来确定。从专业的角度来说，改装相机要比直接用滤镜创作好。
   
( _4 ^2 O2 g4 J) u    下面我们先来分析一下改机和直接用滤镜的各自的优劣：

红外摄影的两种方案以及比较：

, ^& l  h: `3 V1、不改机，外挂红外滤镜：
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       优点：没有风险，只需要买个红外滤镜就可以进行拍摄。
8 ~9 C5 S& u& U8 s' d# W       缺点：曝光时间长，很难获得高质量的红外摄影作品。通常目前的在售数码相机，使用720波段红外滤镜，夏季也需要曝光15-30秒左右，所以三脚架必不可少，而因为曝光时间比较长，造成只要有一点风或者振动等因素影响，拍摄的照片很容易焦点模糊，发虚，很难拍摄运动的物体，同时噪点比较严重，也是不可忽视的缺点；另外的一个缺点是取景不方便，720波段以上红外滤镜是无法通过取景器直接取景的，你需要先把滤镜取下来，取景、构图后，再把滤镜拧上拍摄，过程繁琐复杂，容易丧失拍摄的良机；此外，不对数码相机进行改装，可以使用的最低波段一般不要低于720nm。
   
    适合人群： 只有一台数码相机或者不想改机的朋友。如果你只是普通爱好，只想尝试一下，还没有到发烧的地步，那么用外置红外滤镜体验一下也是可以的。当然如果你拥有像尼康D70、D70s、D100、D50、D40，宾得ist D、ist DS、ist DL这些早期的机型，直接外挂红外滤镜进行拍摄也是可以接受的，这些机型通常用720波段红外滤镜只需要曝光1/8-5秒之间就够了。当然和改装相机来比较，不改机的拍摄效率比较低，效果比较差。
   
2 c- s9 d) }0 j+ i+ m' {: Z$ g      不改装相机，直接外挂红外滤镜进行拍摄还要注意一些环境因素，比如拍摄的季节最好是夏季，拍摄的时间最好是中午11点至下午16点，最好是无风的天气。

% n9 Y/ m# R# ~  L  v1 I9 w/ `2、红外改机----用红外镜片（如590、630、680、720nm）或透明玻璃替换机内ICF滤镜：
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         优点：取景方便，曝光时间短，可以手持拍摄，当然拍摄的红外效果也大大强于不改机外挂红外滤镜，这是改机最大的优点。此外，改机以后仍然还可以外加比你改机所用波长高的外挂滤镜(建议改590nm、630nm或680nm)。例如你，改机为590nm波段，需要680效果的时候，你可以在镜头前面外挂680nm红外滤镜，这个时候你就相当于改机为680nm波段了。
        缺点：改机需要专门的相机，会增加摄影的负担。

        适合人群：红外摄影发烧友。其实从某个方面来说，红外改机是目前越来越多的老数码相机的一个不错的选择。特别是对于摄影发烧程度较高的朋友来说，红外摄影也许可以让你手里闲置的老相机重新焕发青春，你也可以多一个很有意思的摄影领域，也许有更多的意想不到创作收获也未可知。
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如图3-01，不改机拍摄的照片，曝光时间达到30秒，树叶有部分的虚化。
如图3-02，改机拍摄的照片，曝光时间和正常曝光时间接近，树叶没有虚化的现象。

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第四问，红外摄影应该选择什么波段的滤镜？

    我应该选择什么波段的红外滤镜？或者我改机为什么波段比较好？这也是很多朋友最常问的问题，下面我没分成两种情况来解答。
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. f/ l4 }$ x+ L: v      第一，直接外挂用红外滤镜，不改机。如果你使用的是尼康D70、D70s、D100、D50、D40，宾得ist D、ist DS、ist DL这些早期的机型，那么外挂红外滤镜可以选择的范围相对比较大。680nm、720 nm、760 nm、850 nm滤镜都可以很方便地直接使用，效果都是不错的，可以根据自己喜欢的效果来选择。甚至630nm的外挂滤镜也有朋友尝试过。
   
          如果您使用的是相对较新的数码单反相机机型，那么我个人的建议是选择720nm波段以上的红外滤镜，比如720nm、760nm、850nm滤镜都可以，这样是比较保险的选择。当然如果是在南方的盛夏或者你个人的红外摄影经验比较丰富，也可以选择680nm滤镜，这一点一定要慎重。当然使用波段越高的红外滤镜，曝光时间也相对会更长，一般要20秒以上，甚至更长时间。
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" \7 G# ?/ c) M( k& E$ {          第二，红外改机应该选择什么波段？想确定选择什么波段这个问题，首先作为使用者，你先要明白自己拍摄所需要的效果。只有明确了你需要什么样的效果，或者是喜欢什么样的效果，或者你的用途，才能确定你需要的改机波段。
* W$ R/ M, @. J& S     简单来说，波段越低，植物的叶子越黄，波段越高，植物的叶子越白，这是红外摄影最明显的规律。目前改机的主要波段有590nm、630nm、680nm、720nm、760nm、850nm，另外还有透明玻璃。喜欢色彩丰富一些的朋友可以选择590nm、630nm、680nm，喜欢白色的植物叶子的朋友，可以选择720nm。喜欢黑白纯红外效果的朋友，可以选择850nm。
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6 b0 K' \$ O( A! q          如果不清楚自己喜欢的波段效果，首先你可以多在论坛里看一下朋友们不同波段的拍摄效果，从我个人的角度通常是建议朋友们选择590nm、630nm、680nm这样的较低波段，原因是为了给日后使用其他波段的滤镜留下余地。例如，你改机为590nm波段，即机内内置590nm波段红外镜片，这个时候你直接使用相机拍摄，得到的就是590nm的红外效果。当你需要680nm的波段效果时，你可以通过在镜头前面再外挂一个680nm滤镜的方式来解决，这个时候你的相机就相当于改机为680nm波段。当然这样来拍摄，在外挂720nm、760nm、850nm会存在无法通过光学取景器直接取景的问题，不过这对于具有实时取景功能的大部分机型来说，已经不是什么难题，外挂高波段滤镜的时候，可以通过LV功能，用相机的液晶屏幕进行取景对焦和拍摄。
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# G+ p  ]  U- m         现在有很多数码单反相机和早期的型号相比，增加了通过传感器直接取景的实时屏幕取景功能（LV取景），并且可以通过屏幕来对焦，例如佳能450D、500D、尼康D5000、D300等等。这样的机型通常最佳的选择是改机为透明玻璃。有实时屏幕取景功能（LV取景）的机型改机为透明玻璃后，你就可以外挂590nm、630nm、680nm、720nm、760nm、850nm的红外滤镜，外挂为什么波段就相当于改机为什么波段。呵呵，如果没用过去的老相机，想淘一台二手的相机来改机，那我建议你可以首先考虑有实时屏幕取景功能（LV取景）的机型，这样就可以实现全波段的数码摄影了，在拍摄天文方面也可以使用。

如图4-01，具有LV实时屏幕取景功能的数码相机在进行红外拍摄时可以非常方便地使用各个波段的红外滤镜。
如图4-02，590nm波段拍摄的红外照片可以获得金黄色的植物叶子效果，随时随地获得金秋的感觉。
' w  v2 u/ l+ m: s" L& I0 }" R0 C如图4-03，720nm波段拍摄的红外照片可以获得白色的植物叶子效果，具有梦幻般的童话效果。

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第五问，为什么红外摄影要对着绿色植物进行白平衡定义？
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) J, ^2 p  V8 W' v8 A    刚刚接触红外摄影的朋友都很奇怪，为什么红外摄影要对着绿色植物进行自定义白平衡？而不是像正常摄影那样对着白色或者中灰色的进行自定义白平衡呢？
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    这里涉及到一个有意思的物理现象叫“伍德效应”，这个原理是美国物理学家罗伯特•威廉•伍德1919年提出的。按照“伍德效应”的描述，一棵植物的所有绿色部分在近红外线中都呈现出明亮的白光。其原因在于植物的叶绿素在红外线下具有高度透明性，这时植物中包含的所有水分就能反射出明亮的红外光。这一效应对植物是非常重要的，因为吸收过多的红外线会导致植物过热，造成水分的流失，从而造成植物组织的损坏。

# ^+ i7 C5 x5 E. m! \3 p    正是因为近红外线中植物的所有绿色部分反射出明亮的红外光，植物的绿色部分在近红外线中表现为白色，所以红外摄影就将阳光直摄下的草地或者绿叶作为白平衡定义的白色基准。植物的“伍德效应”也正是红外摄影区别于其他摄影的一个典型特色。

如图5-01，使用950波段拍摄，阳光直射下的植物叶子呈现强烈的亮白色，这是典型的“伍德效应”。
& c* {! w: @' C8 ]$ y3 L% |如图5-02，红外摄影要对着绿色植物进行自定义白平衡。

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第六问，红外摄影可以透视吗？

    红外线还具有良好的穿透性，如穿透烟雾、水气等，因此在航空摄影、军事摄影和其他题材摄影中有着不可替代的地位，例如航空摄影可以利用红外线发现健康、不健康的树木，森林，地脉甚至矿藏；医学上可以用于人体组织的穿透；科研及工程摄影可以用于鉴别印色，穿透织物。
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6 n& z; F  @7 h4 r    红外光也可以轻易地穿透一些较薄但可见光无法透过的材质，如：化纤面料、塑料、茶色玻璃等、油漆、粉尘、烟雾等。它的这些特性被广泛应用于军事、科研、生态、消防、医学、公安等众多领域。红外可以轻易地穿透墨水，观察到被墨水掩盖的字迹。
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% V7 x" N+ D- j/ k2 }- M    但是红外的这些透视现象是很局限的，绝大多数的材料是无法透视过去的，打算通过红外透视拍摄人体，获得他人隐私的想法纯粹是妄想而已。
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如图6-01，被墨水掩盖的字迹，用肉眼已经无法判断
. C1 q7 D" ^2 v" d如图6-02，使用红外相机，配合950nm波段滤镜，很清晰地辨读出被墨水掩盖下的字迹。

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第七问，什么是热斑？如何避免热斑？
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- n" z) A2 L+ x: o3 f        很多朋友在拍摄红外照片的时候都会遇到“热斑”现象。所谓“热斑” 就是红外照片中央出现的一个明显过曝的圆形光斑，光圈越小通常越明显。
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        对于“热斑”的产生原因说法不一，比较合理的解释是由于镜头后组和光圈叶片反射红外线到传感器上造成的，所以出现“热斑”的主要因素在于镜头的光圈设计。一般来说不改机直接用红外滤镜拍摄出现“热斑”的概率要比改机高一些，高波段拍摄比低波段出现的几率高，这主要是因为曝光时间比较长，反射效应更加明显。 “热斑”与使用的滤镜波段也有一定关系，一般来说680nm以上波段的红外滤镜在拍摄的时候出现“热斑”的情况相对比较严重一些。改机后也会出现“热斑”的情况，相对会有所减轻，但是并非不会出现。

) _+ k, H8 A3 o0 [+ U; Y) `        数码单反会遇到“热斑”情况，很多DC也会出现“热斑”，“热斑”严重影响照片的整体效果，所以拍摄红外照片要尽量挑选没有“热斑”的镜头或者小DC。

        遇到“热斑”怎么办？最简单的办法就是更换没有“热斑”的镜头或者DC机型。如果只有一个镜头那么怎么办？你可以使用镜头的最大光圈，提高感光度，尽量减少曝光时间，可以相对减轻一些“热斑”的程度，但是有难完全避免。

2 h' D7 j& o& `8 a) v    下面是一些在不改机直接用红外滤镜拍摄时存在“热斑”的镜头（有些镜头改机后热斑会减轻，或者大光圈下不明显，欢迎大家补充）：
/ c) }; E+ V, q" `; ~Canon EF-S 18-55mm f/3.5-5.6  
Canon EF 16-35mm f2.8 L （包括二代）
* B; }7 e! C1 o9 vCanon EF 20mm f/2.8  
Canon EF 35mm f/2  
' l+ i- H5 R- r) GCanon EF 24-85mm f/3.5-4.5  
' Z5 \0 X1 ^' f. hCanon EF 28-70mm f/2.8L  
Canon EF 28-105mm f/3.5-4.5  
Canon EF 35-80 f/4.0-5.6  
9 Z. t2 f6 a) @9 b5 U5 ]' u7 XCanon EF 50mm f/1.4  
Canon EF 50mm f/2.5 Macro  
% e3 B7 |+ G3 @# u. S) UCanon EF 70-200mm f/2.8L IS  
Canon EF 85mm f/1.8  
! V! @- b8 u; A+ h8 H8 U$ ]Canon EF 24mm f/2.8  
: b+ O5 U5 d2 z" ?; \Sigma 10-20mm f/4.0-5.6 EX  
Sigma 18-50mm f/2.8 EX  
Sigma 30mm f/1.4  
# A; @1 j6 K  a0 m& MSigma 20mm f/1.8  
Sigma 50-500mm   
Tamron 19-35mm  
Tamron 70-300mm f3.x-xxx Macro  
Tamron SP AF 24-135mm f/3.5-5.6 AD aspherical macro  
; O0 i& L& p3 l& \  K5 T/ {Tamron AF 18-200 F/3.5-6.3 XR (IF) Di-II lens  
Tamron AF 70-300mm f/4.0-5.6 LD macro  
; _; Y0 [) m$ |! n' A& LTokina 12-24mm f/4  
Nikon 16-85mm F3.5-5.6G ED VR
/ T0 B- a+ o: d! Z+ Z1 |Nikon 24-70mm F2.8G ED
SONY E18-55mm  F3.5-5.6
SONY E16-50mm  F3.5-5.6
SONY E16mm  F2.8
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如图7-01，直接外挂滤镜拍摄更容易出现热斑现象。

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第八问，红外摄影为什么要对焦点进行修正？

    因为红外光的波长比可见光要长，所以汇聚的焦点要比可见光的焦点靠后一点。而一般相机的对焦系统都是依据可见光波段来设置的，如果你的数码相机没有经过专业的改造，那么拍摄的过程中要针对红外焦点进行相应的矫正。

    红外线波长较自然光长，通过镜头成像时并不能与自然光一样成像在焦平面。对于这一点，我们可以通过调整对焦或者调整传感器位置的方法进行校正。后者难度较高，需要拆机调整。前者相对简单，如果大家仔细观察就会发现，很多镜头的焦点旁边都会有一个红点或者一些标注了焦段的红线，这些就是用于红外摄影时进行红外焦点矫正的红外标识。在红外摄影中，这些红外标识非常有用，你只需要将可见光下的对焦位置移动至这个位置就可以使红外影像对焦正确了，不过在实际操时，自动镜头的对焦行程较短，手动校正对焦点的难度较大。遗憾的是，现代的很多镜头都把这些红外标识省略掉了。
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    如果你的镜头上没有红外标识，那也有很多办法来确保红外焦点的准确。最常见的方法是使用超焦距。超焦距的基本原理是对焦在远处的某一点，使得景深的另一极端恰为无限远，则由无限远到景深范围内最近的摄影距离，称为“超焦距离”。若先将焦点设为超焦距离，则由超焦距离的一半开始，到无限远处，都落在景深范围之内。

    如果你使用的是经过专业改造的红外相机，那么在进行红外改造的时候改机技师一般都进行了红外焦点的矫正，可以放心拍摄就可以了。
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! |3 I- L3 `0 ^1 Z    具有实时取景对焦功能的数码相机，在采用实时取景对焦后所获得的焦点一般都是准确的焦点。
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如图8-01：镜头上的红外线焦点矫正标示。
0 l6 ?& N. O4 a6 U5 ^如图8-01：红外的光汇聚的焦点比可见光的焦点靠后一点。

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第九问，JPEG格式照片能后期重新定义白白平衡吗？
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    RAW格式的优势很多，对于红外摄影来说其中最重要的就是可以方便地进行白平衡的设置。不过很多朋友还是习惯于使用JPEG格式，JPEG格式的优势当然也有很多，这里就不过多赘述了。对于红外摄影来说JPEG格式的最大缺点就是需要在拍摄前自定义白白平衡，而自定义白白平衡是困扰很多朋友的难题之一。那么JPEG格式能否像RAW格式那样方便地再后期使用软件重新设置或者矫正白平衡呢？答案是肯定的，可以。下面以PhotoShop CS5为例，简单介绍一下如何用Adobe Camera Raw来对JPEG格式照片来进行编辑。

/ y, G4 c) B& b, _1 k    首先要对Photoshop进行如下设置：打开“编辑→首选项→文件处理”，点击“Camera Raw首选项”进入该功能的设置。在“JPEG和TIFF处理”下拉菜单里面，点选“自动打开所有受支持的JPEG”和“自动打开所有受支持的TIFF”，按确定结束设置。
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    从这以后，你使用Photoshop打开JPEG或TIFF格式图片时都会首先进入Adobe Camera RAW插件来进行编辑处理。当然JPEG格式照片在Adobe Camera RAW插件里没有RAW格式照片那样更加细致的设置，但是同样可以对照片的“色温/色调”进行重新设置，也可以方便地使用白平衡滴管工具重新进行有针对性的后期定义，从而矫正前期没有定义正确的白平衡。

- y  ^7 A1 Q% N9 H, F, ]" p4 ?    其实很多软件都可以对JPEG格式照片进行白平衡矫正，例如大家经常用的光影魔术手、SILKYPIX、Adobe Lightroom等等。

如图9-01，对Camera RAW进行设置，就可以方便地对JPEG格式照片进行白平衡矫正了。