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1、色温和白平衡 1.色温的含义：19 世纪末由英国物理学家洛德开尔文认为，假定某一纯黑物体，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 500550 摄氏度时，就会变成暗红 色，达到 1050 一 1150 摄氏度时，就变成黄色。因而，光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对 应的。只不过色温是用开尔文(K)色温单位来表示，而不是用摄氏温度单位。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。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光 波时
2、，它就变成白色，通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理， 用 K 来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理，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” 。彩色摄像机的色彩重现很大程度上与光线有关。人眼能够适应光的变化，这 样一个物体在不同的光线（如日光、卤光灯等）的照射下，它的颜色人眼看起来是一样的，而摄像机则 不能适应光线的变化，当光线发生变化后，拍摄的物体的颜色会有变化。发光体的颜色与它的温度有关，几乎所有的物体在相同的温度下发出的光的颜色都是一样的，一块 铁与一块煤都被加热到 3000K 的温度，它们发出的光具有相同的颜色，它们发
3、出的光具有相同的光谱。 这是为什么呢？首先我们需要了解一下热辐射光源的辐射特性。热辐射光源是通过吸收热量、而不需要通过其他方式补 充能量的光源。如果它所辐射的光波是可见光，我们就可以看到光源在发光。在室温下，大多数物体辐 射的是不可见的红外光；当物体被加热到约 770K 时，开始辐射暗红色的可见光；大约在 1770K 时，物 体开始发出白光。因此，物体的热辐射过程的光谱特性与物体的温度有关，这就是为什么我们用“色温” 来定义发光体。 色温是用来描述光源的，但是，色温仅用于描述光源的光辐射特性，它的光谱也随之变化。例如，色温 大约在 2900K 左右的发光体，600 至 700 纳秒波长的长波光
4、的能量要大于 400 至 500 纳秒波长的短波光 的能量。绝对黑体在低温下长波光的比例大，在高温下短波光的比例大。前面我们提到过，人眼可以适 应于光线的变化，因此，无论光谱如何变化，白色的物体人眼看起来都是白色的，但是，摄像机就必须 通过调整以使白色视频信号及所有色度信号保持一致。这就是为什么每次光线发生变化后，我们必须调 整白平衡的原因。 2 色温和白平衡的关系：所谓白平衡，就是摄像机对白色物体的还原。当我们用肉眼观看这大千世界时， 在不同的光线下，对相同的颜色的感觉基本是相同的，比如在早晨旭日初升时，我们看一个白色的物体， 感到它是白的；而我们在夜晚昏暗的灯光下，看到的白色物体，感到它仍
5、然是白的。这是由于人类从出 生以后的成长过程中，人的大脑已经对不同光线下的物体的彩色还原有了适应性。但是，作为摄像机， 可没有人眼的适应性，在不同的光线下，由于输出的不平衡性，造成摄像机彩色还原失真：或者 图像偏蓝，或者偏红，如图所示。 下图中中间的图像彩色还原是正常的，而左侧的图像明显偏蓝，右侧图像则偏红，因此左侧及右侧 的图像都为白平衡不正常的图像对于数码相机而言，调节白平衡的问题就与色温有关，在不同的光线状况下，被拍摄物体的色彩会产生 变化。刚来站里的时候，有一次我在非常复杂的环境中，给某金属外壳的投影机拍照，结果回去一看发 现投影机身上笼罩了一层蓝光。从那之后俺就学到：尽可能减少外来光
6、线对被拍摄物体颜色造成的影响， 在各种复杂的色温条件下都能正确还原出物体本来的色彩，需要对数码相机进行色彩方面的调教，从而 找到正确的色彩平衡，这就是所谓的白平衡调整。大多数数码相机的白平衡选项中都具有 5 种以上的模式，大致有自动、白天、阴天、白炽灯、荧光 灯等等。因此大家可以根据身处的环境对相机进行调节，例如在室内进行拍摄，就要根据室内灯具的光源进行选择，一般有钨丝灯和荧光灯两种，在荧光灯模式下白色物体会偏蓝。而在钨丝灯模式下，数码 相机的白平衡功能则会加强图像的蓝色，以保证色彩的还原。在一些高级 DC 和 DV 中，如果您对预设的白平衡模式不满意，还可以使用手动白平衡调节方式。而 在这之
7、前大家需要找一个白色参照物，如白纸类的东西（其实应该用 18%的灰色调整，但这样的东西 不太好找） ，您只要用相机镜头对着它就可以进行白平衡的调整了。有人可能要问了，为什么是白色的纸 呢，其它颜色的不可以吗？其实只要相机的白平衡系统能正确还原白色，这样就可以正确还原色彩了。 3.关于白平衡调节： 1白平衡 摄像机在拍摄标准白色时，输出的三基色信号电压幅度相等，这样的信号电压才能使显 像管荧光屏上重显标准白色，这就是白色平衡（简称白平衡） 。2白平衡的目的 摄像机只有达到了白平衡后，才能正确重现被摄景物的色彩。3白平衡调整方法 将摄像机镜头对准标准白色，并使之充满视场。按动白平衡调整按钮，若色温 转换片使用恰当，数秒钟后摄像机自动显示装置（信号灯、微机字符显示等） 。会显示白平衡已调好，否 则，变换色温转换片，再进行调整。 4白平衡调整的实质 根据光源色温的不同（光谱成分能量的不同） ，改变摄像机视频处理电路中 红、绿、蓝三个通道对信号增益量的大小，使得输出的三基色信号电压幅度相等，从而达到白平衡。
