最近互联网社区为了一个简单的问题吵翻了天。一切争执都源自一张照片和一个问题：下图中的裙子底色是白色还是蓝色？
有人说是蓝底黑条，也有人说是白底金条。谁是谁非，一时间没有定论。但大家争论最多的两个问题是：第一，这条裙子究竟是什么颜色？第二，为什么不同的人会有不同的感觉？
第一个问题，其实很好回答。只要Google一下就能轻松找到这条裙子实物。可见这条裙子确实是蓝色的。
那么现在问题就来了：为什么有人会觉得它是白色的？有人说是因为眼底色素细胞比例不同；有人说是因为人与人思维方式不同。这些答案基本都没有揭示问题背后的根本原因。直到今天著名漫画网站xkcd贴出了下面这张图：
左图中的裙子在蓝色的背景中看起来是浅蓝色，同时深色显得更像金色；但右侧在黄色背景下，裙子却又像是深蓝色。如果仔细研究一下两侧裙子的颜色，会发现都是#715e3a和#879abd，并没有丝毫差别。作者是想通过这张图，向大家解释人对色彩的辨识是受到环境光影响的。
也许有同学又要说了，你这图还是和之前的照片不一样，左边明显还不是白色。这是为什么呢？
答案是，之前那张照片是用相机拍的。
很多不读相机说明书就开始拍照的同学多少会有这样的疑问：为什么照片拍出来发黄（发蓝）？读过说明书的同学也许会知道很多相机有一项叫“白平衡（white balance）”，更有经验的同学可能还知道胶卷分为日光卷和灯光卷。但这些和裙子的颜色有什么关系呢？容我先卖个关子。
在解释具体原因之前，我们先来做个实验：用你的相机（手机应该可以），使用自动白平衡模式，分别拍摄xkcd漫画中的两条裙子。注意，是分别拍摄。以下是我的结果：
怎么样，是不是和之前照片里看到的结果一样？左边的裙子完全就是白金色，右边的实实在在是蓝黑的。几秒钟之前还说色彩完全一样的裙子，立刻呈现出两种模样。
我们暂时可以得到一个初步结论：白金/蓝黑的差别，是在环境光和相机白平衡的双重影响下造成的结果。
接下来我会试着具体分析一下这种现象的成因。您要不是闲得蛋疼就不用往下看了。
1. 光和色。
学过初中物理的同学应该都知道，光是电磁波，不同颜色的光波长不同；不同波长的光混合成为白光。
但是当我们讨论一个物体的颜色时，色彩的定义和光的色彩定义是完全不同的：物体的色彩取决于它反射的光的色彩。也就是说，物体的固有色是物体本身对光的反射性质决定的。比如说，白色的纸对所有波长的光反射率都很高，所以是“白”纸；红色的苹果吸收绿光而反射红光，因此我们看到一只红苹果。
那么问题又来了：如果把一张白纸放在黄光下，白纸是什么颜色的？
如果你拿着仪器去测，那么显而易见白纸在黄光下反射的一定是黄光，因为反射并不改变光的波长。但是当你看到这一切的时候，你的大脑却不会像仪器般work：你依然会觉得这张纸是白色的，即便光源色是黄色。你一方面清楚地明白自己看到地是黄光（环境色），但大脑却固执地认为纸是白色的，因为生活的经验告诉我们这是一张白纸。人脑基于对物体固有色的了解，通过“脑补”抵消了光源色对物体环境色的影响，从而得到物体固有色的信息。
但是，当你不知道这究竟是一张白光下的黄纸，还是一张黄光下的白纸时，就无法从环境色推知物体的固有色。也就是说，环境色是由物体的固有色和光源色共同决定的。在没有光源色信息的情况下，就无法从物体表现出的环境色推知物体的固有色。这就是为什么我们在不知道光源色彩的情况下无法从照片中裙子表现出的环境色推出裙子的固有色。
回过头来再看xkcd的漫画。之所以人会感觉两边裙子的颜色不一样，就是因为我们的大脑将“光源色”（背景的颜色）从裙子的“环境色”中去除，从而推知裙子的“固有色”。即便两边裙子的“环境色”完全相同，但“光源色”不同，最后脑补出的“固有色”就会有差别。
所以关于裙子问题的答案是：如果大脑认为光源色偏蓝，那么就会认为裙子是白金色；如果大脑认为光源偏黄，那么就会认为裙子是蓝黑色。每个人对光源色彩的经验不同，就会得到不同的结论。同时，相机的自动白平衡功能进一步调整了裙子的颜色，使色彩差距变得更大。
2. 相机白平衡
上面说了人脑在人的色彩认知中会根据经验校正补偿光源色带来的影响。这种“脑补”在照片拍摄中会带来许多不便。好不容易约到一个漂亮姑娘，结果拍出来姑娘的脸黄的像得了黄疸。在广告拍摄中光源色彩带来的问题更大，因此商业摄影师往往会使用标准色卡来消除环境中光源色对照片色彩的影响。
但毕竟不是所有人都会在所有时间随身带着一块色卡。等你拍完色卡，姑娘的脸都笑僵了，换一个光照条件，又得重拍一遍。为了方便广大理工科猥琐男，现代数码相机——不论是你盯着slickdeals看了半年跳deal买来的D3000还是背着老婆攒了三年私房钱买来的D4s——都有完善的白平衡调整功能，用户既可以手动指定光源的颜色（通过色温），也可以让相机自动进行调整，来校正有色光源对照片色彩的影响。
不同色温的光源下拍摄的同一张照片。从上到下分别为：朝阳中的辛普森鸭，中午的Sci-Li鸭，日落后的阿凡达鸭。
这就是为什么你用相机拍摄xkcd漫画左侧蓝色背景的裙子时，相机会自动将白平衡设置到更高的色温而让裙子看起来更白一些（蓝色裙子反射蓝色光，因此相机“认为”光源是蓝色时蓝色裙子就和白纸一样反射蓝色光，因而“环境色”接近白色）；相反在右侧黄色背景下，相机会自动降低白平衡色温而让裙子看起来更蓝。
写了这么多，无外乎希望各位猥琐男下次拍姑娘的时候，千万不要因为搞错白平衡把姑娘拍成辛普森或者阿凡达。
