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白平衡 色溫
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所謂白平衡（white balance）：指在影象處理的過程中，對原本材質為白色的物體的影象進行色彩還原，去除外部光源色溫的影響，使其在**上也顯示白色。也就是不管在任何光源下，都能將白色物體還原為白色。
白色是指反射到人眼中的光線由於藍、綠、紅三種色光比例相同且具有一定的亮度所形成的視覺反應。我們都知道白色光是由赤、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色光組成的，而這七種色光又是由紅、綠、藍三原色按不同比例混合形成，當一種光線中的三原色成分比例相同的時候，習慣上人們稱之為消色，黑、白、灰、金和銀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。人眼所見到的白色或其他顏色同物體本身的固有色、光源的色溫、物體的反射或透射特性、人眼的視覺感應等諸多因素有關（請參閱《色彩學原理》），舉個簡單的例子，當有色光照射到消色物體時，物體反射光顏色與入射光顏色相同，既紅光照射下白色物體呈紅色，兩種以上有色光同時照射到消色物體上時，物體顏色呈加色法效應，如紅光和綠光同時照射白色物體，該物體就呈黃色。當有色光照射到有色物體上時，物體的顏色呈減色法效應。如黃色物體在品紅光照射下呈現紅色，在青色光照射下呈現綠色，在藍色光照射下呈現灰色或黑色。
那麼，什麼是色溫呢？
為了了解白平衡，就必須了解另乙個重要的概念：色溫。所謂色溫，簡而言之，就是定量地以開爾文溫度表示色彩。當物體被電燈或太陽加熱到一定的溫度時，就會發出一定的光線，此光線不僅含有亮度的成份，更含有顏色的成份，當黑體受到的熱力相當於500—550℃時，就會變成暗紅色，達到1050－1150℃時，就變成黃色，溫度繼續公升高會呈現藍色。光源的顏色成分與該黑體所受的熱力溫度是相對應的，色溫越高，藍色的成份越多，影象就會偏藍；相反，色溫越低，紅色的成份就越多，影象就會偏紅。打鐵過程中，黑色的鐵在爐溫中逐漸變成紅色，這便是最好例子。
如果照射物體的光線發生了變化，那末其反映出的色彩也會發生了變化，而這種變化反映到攝像機裡，就會產生在不同光線下彩色還原不同的現象。下面的**顯示了一些光線下的色溫情況。
光源 色溫（k）
蠟燭 2000
鎢絲燈 2500-3200
碳棒燈 4000-5500
螢光燈 4500-6500
日光（平均） 5400
有云天氣下的日光 6500-7000
陰天日光 12000-18000
色溫現象在日常生活中非常普遍，相信人們對它並不陌生。鎢絲燈所發出的光（2900k）由於色溫較低表現為黃色調，不同的路燈也會發出不同顏色的光，天然氣的火焰是藍色的，原因是色溫較高。正午陽光直射下的色溫約為5600 k，陰天更接近室內色溫3200k。日出或日落時的色溫約為2000k，燭光的色溫約為1930k。藍天（18000k），這時我們不難發現乙個規律：色溫越高，光色越偏藍；色溫越低則偏紅。某一種色光比其它色光的色溫高時，說明該色光比其它色光偏藍，反之則偏紅；同樣，當一種色光比其它色光偏藍時說明該色光的色溫偏高，反之偏低。所謂的冷暖色調，只是一種感性的叫法。
< 3300k 暖色 3300~6000k 白色 >6000k 冷色。
由於人眼具有獨特的適應性，使我們有的時候不能發現色溫的變化。比如在鎢絲燈下呆久了，並不會覺得鎢絲燈下的白紙偏紅，如果突然把日光燈改為鎢絲燈照明，就會覺查到白紙的顏色偏紅了，但這種感覺也只能夠持續一會兒。
當我們用肉眼**這大千世界時，在不同的光線下，對相同的顏色的感覺基本是相同的，比如在早晨旭日初公升時，我們看乙個白色的物體，感到它是白的；而我們在夜晚昏暗的燈光下，看到的白色物體，感到它仍然是白的。這是由於人類從出生以後的成長過程中，人的大腦已經對不同光線下的物體的彩色還原有了適應性。但是，作為攝像機，可沒有人眼的適應性，在不同的光線下，由於ｃｃｄ輸出的不平衡性，造成攝像機彩色還原失真：或者影象偏藍，或者偏紅，如圖所示。
下圖中間的影象彩色還原是正常的，而左側的影象明顯偏藍，右側影象則偏紅，因此左側及右側的影象都為白平衡不正常的影象．
攝像機的ccd並不能像人眼那樣具有適應性，所以如果攝像機的色彩調整同景物照明的色溫不一致就會發生偏色。攝像機的白平衡就是針對不同色溫條件下，通過調整攝像機內部的色彩電路使拍攝出來的影像抵消偏色，更接近人眼的視覺習慣。因為攝像頭沒有人眼那麼智慧型（人眼在看到物體的時候，自動做色彩矯正），所以相機設定了乙個範圍，如果拍攝到的**色彩平均值落在該設定範圍內，則無需修正，如果偏離出該範圍，則需要調整引數讓其落在該範圍內。這就是wb白平衡修正過程。
從上表可見，不同光線下色溫相差十分懸殊，造成攝像機在不同的光線下彩色還原不同。為解決這個問題，現在的攝像機都具有白平衡校正功能，對不同的色溫進行補償，從而真實地還原拍攝物體的色彩。
現在攝像機都具備有自動白平衡及手動白平衡功能。自動白平衡使得攝像機能夠在一定色溫範圍內自動地進行白平衡校正，其能夠自動校正的色溫範圍在2500k-7000k之間，超過此範圍，攝像機將無法進行自動校正而造成拍攝畫面色彩失真，此時就應當使用手動白平衡功能進行白平衡的校正。
攝像機內部有三個ccd電子耦合元件，他們分別感受藍色、綠色、紅色的光線，在預置情況下這三個感光電路電子放大比例是相同的，為1：1：1的關係，白平衡的調整就是根據被調校的景物改變了這種比例關係。比如被調校景物的藍、綠、紅色光的比例關係是2：1：1（藍光比例多，色溫偏高），那麼白平衡調整後的比例關係為1：2：2，調整後的電路放大比例中明顯藍的比例減少，增加了綠和紅的比例，這樣被調校景物通過白平衡調整電路到所拍攝的影像，藍、綠、紅的比例才會相同。也就是說如果被調校的白色偏一點藍，那麼白平衡調整就改變正常的比例關係減弱藍電路的放大，同時增加綠和紅的比例，使所成影像依然為白色。也就是說，對在特定光源下拍攝時出現的偏色現象，通過加強對應的補色來進行補償。各種白平衡下的**所產生的偏色顯示出補償時的補色。使用膠片相機時，為了對這些偏色進行補償，拍攝時要用各種彩色濾鏡。數位相機的基本原理與其類似，白平衡功能就相當於彩色濾鏡。但在彩色濾鏡中並沒有類似自動白平衡的濾鏡，在這一點上兩者有很大區別。一般使用時選擇自動白平衡（awb）就足夠了，但在特定條件下如果色調不理想，可以選擇使用其他的各種白平衡選項。
換乙個思路來考慮白平衡調整的問題，攝像機在白平衡調整容度之內不會「拒絕」放在鏡頭前面的被調校景物，就是說鏡頭可以對著任何景物來調整白平衡。大多情況下使用白色的調白板（卡）來調整白平衡，是因為白色調白板（卡）可最有效地反映環境的色溫，其實很多時候某種環境下白板（卡）並不是白色，多多少少會偏一點藍或其它的顏色，經驗豐富的攝像也會利用藍天來調白平衡，從而得到偏紅黃色調的畫面。搞清楚白平衡的工作原理之後，再使用的時候就會大膽地嘗試不同的效果，豐富了攝像創作。
在生活中日光的色溫是不斷變化的，可以說沒有兩個地方的色溫會完全一樣，不同的地域、季節、地面環境、天氣、早晚等等都會對色溫造成影響，還有大量的人工光源，色溫也不盡相同。攝像師調整白平衡的方法大體分粗調、精細調整和自動跟蹤（atw）三種：粗調指在預置情況下改變色溫濾光片，使色溫接近到到3200k的出廠設定；精細調整是指在色溫濾光片的配合下通過攝像機白平衡調整功能，針對特定環境色溫得到乙個更為精確的調整結果；自動跟蹤是指依靠攝像機的自動跟蹤功能（atw），攝像機自身根據畫面的色溫變化隨時調整。
白平衡是描述顯示器中紅（r）、綠（g）、藍（b）三基色混合生成後白色精確度的一項指標。白平衡沒有缺陷的顯示器，在改變色彩及亮度時不會影響白色純淨度，也就是說不會出現偏色，更不會有其它的雜色摻雜其中，因為對於一台高檔大螢幕專用顯示器而言，哪怕是很微小的「偏色」都會影響畫面的色彩質量。
那麼如何修正白平衡呢？,首先 有兩個很重要的理論需要知道：
灰度世界理論：認為任何一幅影象, 當有足夠的色彩變化時, 其r, g, b分量均值會趨於平衡(即 rgb三個數值相等, 也就是說應當是黑白灰型別的顏色)。這個理論在全域性白平衡中得到⼴泛應用, 特點是能夠利用更多的影象資訊來做判斷, 但在面對⾊色彩較為單一的影象時就顯得有些乏力了。
全反射理論：一幅影象中亮度最大的點就是白點, 即假設在 ycbcr 空間中ｙ值最⼤的點為白色, 以此來校正整幅影象。特點是只考慮色彩最亮的那部分, 跟上面的灰度世界理論正好相反, 在處理色彩偏單調的影象時效果好些, 但面對顏色豐富的時,因為最亮的點不一定是⽩色的, 可能會出現偏色的情況。
這兩個理論分別對應著兩種色彩空間 rgb 和 ycbcr 調整白平衡的理論基礎：判斷一張白平衡是否準確, 如果不準確, 如何量化其偏離數值。
幾種白平衡演算法：
1.灰度世界演算法：
根據灰度世界理論，將原始圖的rgb均值分別調整到r= g = b即可。不完美的地方就是這個演算法對顏色不豐富的影象敏感程度一般，處理起來效果也就不會很理想，侷限性很大。
2.標準差加權灰度世界演算法：
該演算法是針對上面演算法的改進，它的原理是把影象等分成幾塊，然後對每塊利用統計學進行分析，看裡面顏色的豐富程度，顏色多的加權，顏色少的就減少權重，最後求和得到乙個均值，根據這個相對精確的數值來進行rgb數值的修正。
3.全反射演算法：
該演算法認為最亮的那個點就是白色，如果不是，就針對偏離白色的數值進行逆向修正。缺點是沒有高亮點或者影象色彩複雜，它的修正效果就會比較乏力。
還有:亮度加權灰度世界演算法與全反射演算法的正交組合演算法，該演算法效果不錯，但運算量巨大。不過它本身是收斂的，不會對影象造成損失。
以上演算法，見《白平衡修正演算法》。
白平衡是什麼？怎麼理解白平衡？
首先要明白什麼是白平衡,它指的是在影象處理的過程中,對原本材質為白色的物體的影象進行色彩還原,去除外部光源色溫的影響,使其在 上也顯示白色。那色溫是怎麼理解的呢？這個概念其實有點繞,它是開爾文通過黑體 blackbody 這一理想光源,在不同溫度下,所發出光線的顏色特性來定義的。黑體是乙個理想化的概...
如何調節白平衡
什麼是白色？白色是指反射到人眼中的光線 由於藍 綠 紅三種色光比例相同且具有一定的亮度所形成的視覺 反應。什麼是消色？當一種光線中的三原色成分比例相同的時候，習慣上人們稱之為消色，黑 白 灰 金和銀所反射的光都是消色。當有色光照射到消色物體時，物體反射光顏色與入射光顏色相同，既紅光照射下白色物體呈紅...
再理解白平衡
白平衡是數位相機的乙個極重要概念。所謂白平衡 英文名稱為white balance 就是數位相機對白色物體的還原。當我們用肉眼 這大千世界時，在不同的光線下，對相同的顏色的感覺基本是相同的，比如在早晨旭日初公升 時，我們看乙個白色的物體，感到它是白的 而我們在夜晚昏暗的燈光下，看到的白色物體，感到它...