揭开深渊:颜色为何在水下消失的科学原理

By Ricky Jehen • Published May 27, 2025 • Updated July 18, 2025
light spectrum absorption underwater showing red orange yellow colors fading with depth

许多潜水员都经历过这样的时刻:一次精彩的潜水后浮出水面,兴奋地想看看自己的照片和视频,却发现它们淹没在一片蓝绿色的海水中。这种常见的现象 水下摄影挑战 这并非相机的错;这是水与光线相互作用的自然结果。虽然你的大脑会在你潜入水中时巧妙地补偿这种色彩损失,从而产生鲜艳的视觉效果,但你的相机却会毫不费力地捕捉到色彩的原始面貌。本指南将深入探讨这一现象背后的奇妙物理原理,解释为什么那些绚丽的色彩似乎会在水面下消失。

颜色为何会褪色:水下光的科学

你是否曾疑惑,为什么你在30英尺深的水下欣赏的那片鲜艳的红色珊瑚,在照片里却变成了一团暗淡的蓝色斑点?罪魁祸首并非相机故障,而是光线在水下传播时所经历的奇妙物理现象。水的密度大约是空气的800倍,它就像一个巨大的天然滤镜,选择性地吸收了从太阳照射到拍摄对象,最终到达镜头的光能。这可不仅仅是一个小小的瑕疵;它是…… 每位水下摄影师都会面临的基本挑战

选择性波长吸收:消失的彩虹

阳光,我们看到的看似纯净的白光,实际上是由多种元素混合而成的。 彩虹的所有颜色 - 思考 红橙黄绿蓝靛紫 (红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)。每种颜色的光都以波的形式传播,并且每种颜色都有其独特的波长。当这些光波照射到水面上时,光波就开始消散。水分子尤其喜欢吸收波长较长的光,比吸收波长较短的光要容易得多。
想象一下,光就像一群跑步者,每种颜色代表不同的运动员。红色光步幅大(波长最长),最快耗尽体力,最先退出比赛。这种情况几乎瞬间发生;即使距离水面只有一臂之遥,大部分红光也已经消失。当你潜到水下10-15英尺(约3-5米)时,红色光几乎完全消失,这对于摄影来说至关重要。 水下摄影中的色彩校正
颜色损失会按照光谱的顺序,以可预测的顺序持续发生:

  • 红色的首先消失的是它。它的存在感会大幅降低 10-15 英尺(约 3-5 米),就你的相机而言,它在大约 3 米(10 英尺)的范围内实际上就如同幽灵一般。
  • 橙子接下来逐渐消失的,通常在距离地面 25-30 英尺(约 8-10 米)处消失。
  • 黄色的:跟随橙色进入蔚蓝的远方,显著减少 35-60 英尺(约 10-20 米)。
  • 绿色的:比它的暖色调同伴坚持的时间更长,但它最终也会倒下,通常在 70-90 英尺(约 20-30 米)左右。
  • 蓝色的蓝光是水下光线中的“马拉松选手”。由于波长较短,蓝光穿透力最强,因此深海场景往往笼罩在一片美丽却又极具摄影挑战性的蓝色调之中。在水下60英尺(约18米)以外,绿色和蓝色通常是相机能够捕捉到的、仅存的原始阳光颜色。

这并非平缓的线性衰减。其背后的科学原理可以用比尔定律来解释,该定律描述了光强度的指数衰减。公式 I=I₀e⁻ᵏᵗ 看起来可能很复杂,但它其实很简单:光强度 (I) 在具有一定折射率的介质中传播一段距离 (z) 后,会以越来越快的速度衰减。 吸收系数(k)。每种颜色的光强k值都不同,这就解释了为什么红光在近岸海水中仅仅一米(约3英尺)深后,强度就会损失高达40%,而在10米(约33英尺)深时,强度可能只剩下原来的0.6%。这简直是惊人的衰减!

不仅仅是深度,更是旅程:总光路距离

这里有一个经常让新手水下摄影师犯错的关键细节:色彩损失不仅仅取决于你的潜水深度,还取决于光线在水中传播的总距离。你可以把它想象成一个往返过程:光线从水面向下到达拍摄对象,反射回来,然后再返回到你的相机镜头。因此,即使你只潜到20英尺深,一条距离你15英尺的色彩鲜艳的鱼看起来也会比同样深度下你眼前的鱼黯淡得多。远处的鱼的光线路径更长(20英尺深 + 15英尺宽 + 15英尺返回镜头,简单来说),这意味着水更容易带走那些珍贵的色彩。这就是为什么水下摄影师总是执着于靠近拍摄对象——非常近——的原因,他们通常会使用广角镜头来捕捉画面,而无需后退太远。

晦涩的真相:散落

仿佛吸收还不够,还有另一个麻烦制造者:散射。水中悬浮的微小颗粒——沙粒、浮游生物或其他有机物——就像微型迪斯科球一样,将光线向四面八方反射。这种散射虽然不像吸收那样会显著改变色彩平衡,但它在降低图像的整体对比度和清晰度方面起着重要作用,导致浑浊的水域出现那种朦胧的“豌豆汤”般的效果。虽然吸收是造成蓝绿偏移的主要原因, 散射加剧了这个问题。 通过使一切看起来有点模糊,轮廓不太清晰。

理解是第一步

所以,下次当你的水下照片看起来有点“蓝”的时候,记住这不仅仅是你的相机出了问题。这是水体中发生的奇妙而复杂的物理现象,从光线照射到水面的那一刻起,这个过程就开始逐渐带走色彩。理解这种“褪色科学”是应对这种情况的关键第一步。一旦你了解了这一点,你就能更好地控制水下照片的色彩。 为什么 色彩虽已褪去,但你更能体会到工具和技巧的妙处,例如那些…… 使用 DIVEVOLK 潜水滤镜掌握水下色彩校正技巧旨在帮助您捕捉到您眼中栩栩如生的水下世界。敬请期待我们的指南,了解如何使用色彩校正滤镜来重现那些令人惊艳的水下色彩!

Ricky Jehen

Ricky Jehen

瑞奇是一位拥有20多年全球潜水经验的PADI名仕潜水教练,他的足迹遍布世界各地,从色彩斑斓的珊瑚礁到历史悠久的沉船遗址,无所不包。他现居印度尼西亚巴厘岛,对水下摄影和海洋保护充满热情。 DivevolkDiving.comRicky 分享了实际的装备评测、安全提示和来自水下的个人故事,激励其他人潜得更深,并使用 Divevolk 的智能手机外壳和配件捕捉海洋的美丽。