彩色攝像機(jī)的白平衡及使用調(diào)整(2)

1、彩色攝像機(jī)的白平衡原理彩色攝像機(jī)的白平衡原理及使用調(diào)整及使用調(diào)整主講主講: 張黎平張黎平v 白平衡的概念來自攝像機(jī)，即使最簡(jiǎn)易白平衡的概念來自攝像機(jī)，即使最簡(jiǎn)易的攝像機(jī)也幾乎都具有自動(dòng)白平衡功能。的攝像機(jī)也幾乎都具有自動(dòng)白平衡功能。其實(shí)人的眼睛天然具有白平衡功能，當(dāng)我其實(shí)人的眼睛天然具有白平衡功能，當(dāng)我們看書的時(shí)候，在日光燈下也好，在各種們看書的時(shí)候，在日光燈下也好，在各種不同的燈光下也好，我們的視覺中都是白不同的燈光下也好，我們的視覺中都是白紙黑字。但熟悉彩色攝像機(jī)的人們都知道紙黑字。但熟悉彩色攝像機(jī)的人們都知道色溫這個(gè)概念，同樣一個(gè)膠片，在不同的色溫這個(gè)概念，同樣一個(gè)膠片，在不同的色溫下拍

2、出物體的色彩是不同的色溫下拍出物體的色彩是不同的 v 簡(jiǎn)單地說白平衡就是無論環(huán)境光線如簡(jiǎn)單地說白平衡就是無論環(huán)境光線如何，仍然把何，仍然把“白白”定義為定義為“白白”的一種功的一種功能。顏色實(shí)質(zhì)上就是對(duì)光線的解釋，在正能。顏色實(shí)質(zhì)上就是對(duì)光線的解釋，在正常光線下看起來是白顏色的東西在不同色常光線下看起來是白顏色的東西在不同色溫的光線下看起來就不是白色。所謂白平溫的光線下看起來就不是白色。所謂白平衡就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)把不同色溫下的白衡就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)把不同色溫下的白顏色調(diào)整正確，從理論上說白顏色調(diào)整正顏色調(diào)整正確，從理論上說白顏色調(diào)整正確其它色彩就都準(zhǔn)確了。彩色攝像機(jī)的核確其它色彩就都準(zhǔn)確了。

3、彩色攝像機(jī)的核心部件心部件CCD傳感器在輸出信號(hào)時(shí)進(jìn)行一定傳感器在輸出信號(hào)時(shí)進(jìn)行一定的修正，這種修正就叫做白平衡的修正，這種修正就叫做白平衡 v 白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？這就涉及到一些色彩學(xué)的知識(shí)，白色么是白色？這就涉及到一些色彩學(xué)的知識(shí)，白色是指反射到人眼中的光線由于藍(lán)、綠、紅三種色是指反射到人眼中的光線由于藍(lán)、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(yīng)。光比例相同且具有一定的亮度所形成的視覺反應(yīng)。我們都知道白色光是由赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、我們都知道白色光是由赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光組成的，而這七種色光又是

4、有紅、綠、紫七種色光組成的，而這七種色光又是有紅、綠、藍(lán)三原色按不同比例混合形成，當(dāng)一種光線中的藍(lán)三原色按不同比例混合形成，當(dāng)一種光線中的三原色成分比例相同的時(shí)候，習(xí)慣上人們稱之為三原色成分比例相同的時(shí)候，習(xí)慣上人們稱之為消色，黑、白、灰、金和銀所反射的光都是消色。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、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、人眼的視光源的色溫、物體的反射或透射特性、人眼的視覺感應(yīng)等諸多因素有關(guān)覺感應(yīng)等諸多因素有

5、關(guān) 舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當(dāng)有色光照射到消色物舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當(dāng)有色光照射到消色物體時(shí)，物體反射光顏色與入射光顏色相同，體時(shí)，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，兩種以上既紅光照射下白色物體呈紅色，兩種以上有色光同時(shí)照射到消色物體上時(shí)，物體顏有色光同時(shí)照射到消色物體上時(shí)，物體顏色呈加色法效應(yīng)，如紅光和綠光同時(shí)照射色呈加色法效應(yīng)，如紅光和綠光同時(shí)照射白色物體，該物體就呈黃色。當(dāng)有色光照白色物體，該物體就呈黃色。當(dāng)有色光照射到有色物體上時(shí)，物體的顏色呈減色法射到有色物體上時(shí)，物體的顏色呈減色法效應(yīng)。如黃色物體在品紅光照射下呈現(xiàn)紅效應(yīng)。如黃色物體在品紅光照射下呈現(xiàn)紅色，在青色光照射

6、下呈現(xiàn)綠色，在藍(lán)色光色，在青色光照射下呈現(xiàn)綠色，在藍(lán)色光照射下呈現(xiàn)灰色或黑色照射下呈現(xiàn)灰色或黑色 v 在了解彩色攝像機(jī)白平衡之前還要搞清另一在了解彩色攝像機(jī)白平衡之前還要搞清另一個(gè)一個(gè)非常重要的概念個(gè)一個(gè)非常重要的概念色溫。所謂色溫，簡(jiǎn)色溫。所謂色溫，簡(jiǎn)而言之，就是定量地以開爾文溫度（而言之，就是定量地以開爾文溫度（K）來表示）來表示色彩。英國(guó)著名物理學(xué)家開爾文認(rèn)為，假定某一色彩。英國(guó)著名物理學(xué)家開爾文認(rèn)為，假定某一黑體物質(zhì)，能夠?qū)⒙湓谄渖系乃袩崃课?，而黑體物質(zhì)，能夠?qū)⒙湓谄渖系乃袩崃课眨鴽]有損失，同時(shí)又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳詻]有損失，同時(shí)又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮夤狻钡男?/p>

7、式釋放出來的話，它便會(huì)因受到熱力的形式釋放出來的話，它便會(huì)因受到熱力的高低而變成不同的顏色。例如，當(dāng)黑體受到的的高低而變成不同的顏色。例如，當(dāng)黑體受到的熱力相當(dāng)于熱力相當(dāng)于500550攝氏度時(shí)，就會(huì)變成暗紅色，攝氏度時(shí)，就會(huì)變成暗紅色，達(dá)到達(dá)到10501150攝氏度時(shí)，就變成黃色，溫度繼攝氏度時(shí)，就變成黃色，溫度繼續(xù)升高會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。光源的顏色成分是與該黑體續(xù)升高會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。光源的顏色成分是與該黑體所受的熱力溫度是相對(duì)應(yīng)的，任何光線的色溫是所受的熱力溫度是相對(duì)應(yīng)的，任何光線的色溫是相當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時(shí)所受到的相當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時(shí)所受到的“溫溫度度”，這個(gè)溫度就用來表示某種色光

8、的特性以區(qū)，這個(gè)溫度就用來表示某種色光的特性以區(qū)別其它，這就是色溫。別其它，這就是色溫。 打鐵過程中，黑色的鐵在爐溫中逐漸變成紅色，打鐵過程中，黑色的鐵在爐溫中逐漸變成紅色，這便是黑體理論的最好例子。色溫現(xiàn)象在日常生這便是黑體理論的最好例子。色溫現(xiàn)象在日常生活中非常普遍，相信人們對(duì)它并不陌生。鎢絲燈活中非常普遍，相信人們對(duì)它并不陌生。鎢絲燈所發(fā)出的光由于色溫較低表現(xiàn)為黃色調(diào)，不同的所發(fā)出的光由于色溫較低表現(xiàn)為黃色調(diào)，不同的路燈也會(huì)發(fā)出不同顏色的光，天然氣的火焰是藍(lán)路燈也會(huì)發(fā)出不同顏色的光，天然氣的火焰是藍(lán)色的，原因是色溫較高。萬里無云的藍(lán)天的色溫色的，原因是色溫較高。萬里無云的藍(lán)天的色溫約為約

9、為10000K，陰天約為，陰天約為70009000K，晴天日光，晴天日光直射下的色溫約為直射下的色溫約為6000K，日出或日落時(shí)的色溫，日出或日落時(shí)的色溫約為約為2000K，燭光的色溫約為，燭光的色溫約為1000K。這時(shí)我們。這時(shí)我們不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：色溫越高，光色越偏藍(lán)；色不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：色溫越高，光色越偏藍(lán)；色溫越低則偏紅。某一種色光比其它色光的色溫高溫越低則偏紅。某一種色光比其它色光的色溫高時(shí)，說明該色光比其它色光偏藍(lán)，反之則偏紅；時(shí)，說明該色光比其它色光偏藍(lán)，反之則偏紅；同樣，當(dāng)一種色光比其它色光偏藍(lán)時(shí)說明該色光同樣，當(dāng)一種色光比其它色光偏藍(lán)時(shí)說明該色光的色溫偏高，反之偏低。的色溫偏

10、高，反之偏低。v 由于人眼具有獨(dú)特的適應(yīng)性，使我們有的時(shí)由于人眼具有獨(dú)特的適應(yīng)性，使我們有的時(shí)候不能發(fā)現(xiàn)色溫的變化。比如在鎢絲燈下呆久了，候不能發(fā)現(xiàn)色溫的變化。比如在鎢絲燈下呆久了，并不會(huì)覺得鎢絲燈下的白紙偏紅，如果突然把日并不會(huì)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(huì)覺查到白紙的顏色偏光燈改為鎢絲燈照明，就會(huì)覺查到白紙的顏色偏紅了，但這種感覺也只能夠持續(xù)一會(huì)兒。攝像機(jī)紅了，但這種感覺也只能夠持續(xù)一會(huì)兒。攝像機(jī)的的CCD并不能像人眼那樣具有適應(yīng)性，所以如果并不能像人眼那樣具有適應(yīng)性，所以如果攝像機(jī)的色彩調(diào)整同景物照明的色溫不一致就會(huì)攝像機(jī)的色彩調(diào)整同景物照明的色溫不一致就會(huì)

11、發(fā)生偏色。那么什么是白平衡呢？白平衡就是針發(fā)生偏色。那么什么是白平衡呢？白平衡就是針對(duì)不同色溫條件下，通過調(diào)整攝像機(jī)內(nèi)部的色彩對(duì)不同色溫條件下，通過調(diào)整攝像機(jī)內(nèi)部的色彩電路使拍攝出來的影像抵消偏色，更接近人眼的電路使拍攝出來的影像抵消偏色，更接近人眼的視覺習(xí)慣。白平衡可以簡(jiǎn)單地理解為在任意色溫視覺習(xí)慣。白平衡可以簡(jiǎn)單地理解為在任意色溫條件下，彩色攝像機(jī)鏡頭所拍攝的標(biāo)準(zhǔn)白色經(jīng)過條件下，彩色攝像機(jī)鏡頭所拍攝的標(biāo)準(zhǔn)白色經(jīng)過電路的調(diào)整，使之成像后仍然為白色。電路的調(diào)整，使之成像后仍然為白色。 這是一種經(jīng)常出現(xiàn)的情況，但不是全部，白平衡其實(shí)是這是一種經(jīng)常出現(xiàn)的情況，但不是全部，白平衡其實(shí)是通過彩色攝像機(jī)

12、內(nèi)部的電路調(diào)整（改變藍(lán)、綠、紅三個(gè)通過彩色攝像機(jī)內(nèi)部的電路調(diào)整（改變藍(lán)、綠、紅三個(gè)CCD 電平的平衡關(guān)系）使反射到鏡頭里的光線都呈現(xiàn)為電平的平衡關(guān)系）使反射到鏡頭里的光線都呈現(xiàn)為消色。如果以偏紅的色光來調(diào)整白平衡，那么該色光的影消色。如果以偏紅的色光來調(diào)整白平衡，那么該色光的影像就為消色，而其他色彩的景物就會(huì)偏藍(lán)（補(bǔ)色關(guān)系）。像就為消色，而其他色彩的景物就會(huì)偏藍(lán)（補(bǔ)色關(guān)系）。 PAL 制式攝像機(jī)配色方程式制式攝像機(jī)配色方程式 Y=0.30R+0.51G+0.11B Y是亮度信號(hào)是亮度信號(hào) R是紅色信號(hào)是紅色信號(hào) G是綠色信號(hào)是綠色信號(hào) B是藍(lán)色信號(hào)是藍(lán)色信號(hào)v 專業(yè)用攝像機(jī)白平衡的調(diào)整專業(yè)用攝像機(jī)白平衡的調(diào)整 一一.開機(jī)開機(jī) 使攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。使攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 二二.選擇適當(dāng)?shù)纳珳仄＿x擇適當(dāng)?shù)纳珳仄?三三.選用一張白色紙張放在鏡頭前一定距選用一張白色紙張放在鏡頭前一定距 離使紙平面正對(duì)鏡頭。離使紙平面正對(duì)鏡頭。 四四.在尋像器中觀察將鏡頭推向白紙使其在尋像器中觀察將鏡頭推向白紙使其 全復(fù)蓋并聚焦。全復(fù)蓋并聚焦。 五五.在機(jī)身鏡頭下方找到白平衡在機(jī)身鏡頭下方找到白平衡 調(diào)整雙向開關(guān)調(diào)整雙向開關(guān) white Balance Switch。 六六. 將開關(guān)向上將開關(guān)向上