白平衡(转载自wikipedia)

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白平衡-定义

白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？这就涉及到一些色彩学的知识，白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关（请参阅《色彩学原理》），举个简单的例子，当有色光照射到消色物体时，物体反射光颜色与入射光颜色相同，既红光照射下白色物体呈红色，两种以上有色光同时照射到消色物体上时，物体颜色呈加色法效应，如红光和绿光同时照射白色物体，该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时，物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色，在青色光照射下呈现绿色，在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。

在了解白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念――色温。所谓色温，简而言之，就是定量地以开尔文温度（K）来表示色彩。英国著名物理学家开尔文认为，假定某一黑体物质，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如，当黑体受到的热力相当于500—550摄氏度时，就会变成暗红色，达到 1050－1150摄氏度时，就变成黄色，温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的，任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”，这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它，这就是色温。打铁过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。色温现象在日常生活中非常普遍，相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调，不同的路灯也会发出不同颜色的光，天然气的火焰是蓝色的，原因是色温较高。万里无云的蓝天的色温约为10000 K，阴天约为7000~9000 K，晴天日光直射下的色温约为6000 K，日出或日落时的色温约为2000 K，烛光的色温约为1000 K。这时我们不难发现一个规律：色温越高，光色越偏蓝；色温越低则偏红。某一种色光比其它色光的色温高时，说明该色光比其它色光偏蓝，反之则偏红；同样，当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光的色温偏高，反之偏低。

白平衡由于人眼具有独特的适应性，使我们有的时候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了，并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红，如果突然把日光灯改为钨丝灯照明，就会觉查到白纸的颜色偏红了，但这种感觉也只能够持续一会儿。摄像机的CCD并不能像人眼那样具有适应性，所以如果摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。那么什么是白平衡呢？白平衡就是针对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的视觉习惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下，摄像机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整，使之成像后仍然为白色。这是一种经常出现的情况，但不是全部，白平衡其实是通过摄像机内部的电路调整（改变蓝、绿、红三个CCD电平的平衡关系）使反射到镜头里的光线都呈现为消色。如果以偏红的色光来调整白平衡，那么该色光的影像就为消色，而其他色彩的景物就会偏蓝（补色关系）。

 

[编辑] 白平衡-调整

白平衡在生活中日光的色温是不断变化的，可以说没有两个地方的色温会完全一样，不同的地域、季节、地面环境、天气、早晚等等都会对色温造成影响，还有大量的人工光源，色温也不尽相同。摄像师调整白平衡的方法大体分粗调、精细调整和自动跟踪（ATW）三种：粗调指在预置情况下改变色温滤光片，使色温接近到到３２００K的出厂设置；精细调整是指在色温滤光片的配合下通过摄像机白平衡调整功能，针对特定环境色温得到一个更为精确的调整结果；自动跟踪是指依靠摄像机的自动跟踪功能（ATW），摄像机自身根据画面的色温变化随时调整。

预置功能是摄像机以３２００K色温条件下设置的蓝、绿、红感光平衡。当环境色温为３２００K 时，摄像机色温滤光片放置在３２００K，景物可以得到正确的色彩还原；当环境色温为５６００K时，摄像机色温滤光片放置在５６００K，景物可以得到正确的色彩还原。当环境色温在３２００K上下１０００K和５６００K上下１０００K范围内，利用白平衡预置功能可以得到人眼可以接受的色彩还原，由于色温偏差不大，使拍摄出的画面呈现出细微的色彩变化。这有一个好处，不同的生活环境本身会由于环境色和照明差异的影响而色彩基调不同，如果到处调白会使不同的环境呈现单一白光照明的效果，而利用白平衡预置则可以保留这种丰富的色彩变化。

一般精细调白的方法是，在拍摄环境中以顺着拍摄方向的调白板（卡）来调整白平衡。这是一种普遍的情况，还有几种非常灵活的精细调白方法。利用一块透过性良好的标准白板，把它置于紧贴镜头的前面，在拍摄环境中对着光源照明方向或对着主拍摄方向来调整白平衡，专业的摄像机会给出一个色温读数，比如是５０００K，如果希望拍摄还原正常的画面就以这个白平衡结果来拍摄。在摄像创作中，有时希望得到色彩偏差的画面来达到创作目的，这时可以利用任何景物来调整白平衡，被调白景物的色温同画面的色彩偏差呈补色关系，既以红色调白画面偏向青色，以绿色调白画面偏向品色，以兰色调白画面偏向黄色。白平衡自动跟踪功能（ATW）是随着镜头摄取景物的色温变化而时实调整，如果一个推镜头或摇镜头由于被摄景物的色温（镜头摄入景物的色温同环境照明色温是不同的）变化，会使画面在一个镜头内发生色彩变化。如镜头由人物全景推近脸部特写，因为景别的变化摄入镜头的色温会不同，画面中人物的肤色也就会发生变化，所以非特殊情况不建议使用该模式。

 

[编辑] 白平衡-解析

那么什么是“白平衡”呢？这必须先说明什么是白色，物体反射出的光彩颜色视光源的色彩而定，人类的眼睛之所以把一些物体看成白色的是因为人的大脑可以侦测并且更正像这样的色彩改变，因此不论在阳光、阴霾的天气、室内或荧光下，人们所看到的白色物体颜色依旧。人眼可以进行自我适应，但是数码摄像机就不具有这么智能的功能了，这是由于CCD感光元件本身没有这种适应功能，为了贴近人的视觉标准，数码摄像机就必须模仿人类大脑并根据光线来调整色彩，也就是需要自动或手动调整白平衡来达到令人满意的色彩，数码摄像机的白平衡感测器一般位于镜头的下面，可以自动的感知周围环境，从而调整色彩的平衡，这一对数码摄像机输出的信号进行一定修正的过程就叫做白平衡的调整。掌握白平衡的调节，就可以拍摄出真实的色彩画面。目前市场上出售的所有数码摄像机都具有了自动调整白平衡功能，使用起来比较方便。某些型号的数码摄像机同时还具有手动白平衡调整，手动调整的精确程度要胜过自动调整，而且一般还都配备了一些预置好的模式，例如阴天、晴天、荧光灯等，可以根据使用环境来进行调整，相对来说方便一些。由于不同的光照条件的光谱特性不同，拍出的照片常常会偏色，例如，在日光灯下会偏蓝、在白炽灯下会偏黄等。为了消除或减轻这种色偏，数码相机和摄象机可根据不同的光线条件调节色彩设置，以使照片颜色尽量不失真，使颜色还原正常。因为这种调节常常以白色为基准，故称白平衡。白平衡调整是摄像的基本功，更是一个重要的创作手段。在清楚了原理之后，活学活用才会应用自如，在实践中不断摸索一定会有所收获。

 

[编辑] 白平衡-应用

在传统摄影里几乎没有这个概念。所谓白平衡，就是在不同的光线条件下，调整好红、绿、蓝三原色的比例，使其混合后成为白色。使摄影系统能在不同的光照条件下得到准确的色彩还原。应当讲这就如我们人眼一样可在不同的色光下辨别固有色。这就如用滤色片校色一样。只是数码相机不是依靠换用滤色片来调整色温，而是利用电路改变不同色光所产生的电信号增益的方法来实现。

数码相机白平衡的调整通常有三种模式；自动白平衡，分档设定白平衡，精确设定白平衡（手动设定模式）。不同的相机设有不同调节白平衡的方式。一般的普及型的数码相机大都采用自动白平衡。准专业数码相机大都设有分档设定白平衡。专业的数码相机设有精确白平衡（手动设定模式）。专业数码相机这三种模式的白平衡都拥有，准专业数码相机拥有自动和分档设定白平衡。可根据使用着的不同需要而选用。

自动白平衡，是依赖数码相机里的测色温系统，测出红光和蓝光的相对比例。再依据次数据调整曝光，产生红、绿、蓝电信号的增益。自动白平衡最大的优势是；简单、快洁。但有时按它的调整拍摄离准确的色彩还原还相距甚远。有时它还会帮到忙。分档设定白平衡，是按光源种类分和色温值分两类。现在大多数数码相机都是按光源种类分的这类。在相机上分别设有日光、阴天、日光灯、白炽灯、闪光灯的图标档位。拍摄时只需将拍摄时的光源种类和相机上的白平衡档位相吻合就可拍出较为准确的色彩。但由于分设档位少，分设档位的精度不高，在一些特殊光照条件下拍摄就不能准确的记录色彩。按色温分类的白平衡，理论上讲其精度要高于按光源种类分档。但它要求使用者要记住各种光源的色温值，这就给使用者带来极大的麻烦。故用此分档白平衡的相机较少。

精确白平衡（手动设定模式），是在拍摄现场光的条件下，用白纸或白色物体充满镜头视野进行白平衡调节。经过这样的调试再拍摄，记录的色彩将是非常准确的这是目前最准确的白平衡调节方式。白平衡的功能给我们摄影带来了许多的便利和意想不到的效果。如摄影棚摄影对灯光的色温要求就可不必那么高。白炽灯下依然可拍出准确的色彩。也不必为日光灯给我们带来的青色而烦恼。我们可以在较高色温条件下设定白平衡，在较低色温情况下拍摄，使画面带上暖色调。反之，也可在低色温条件下设定，在高色温下拍摄也可产生特别的效果。在分档设定白平衡里，也可有意的将光源档与现场光设定不一致，亦可同样的产生不同的艺术效果。

色彩平衡通常是照相机的硬件或者软件的特性，也是 GIMP 以及 Photoshop 这样的图像处理软件的特性。在声音感知中有一个类似的压缩方法，参见心理声学。