實(shí)用干貨——色溫和白平衡概念
發(fā)布時(shí)間：2016-1-27 17:42:00
來源：瞳畫傳播影視機(jī)構(gòu)
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白平衡是電視攝像領(lǐng)域一個(gè)非常重要的概念，通過它可以解決色彩還原和色調(diào)處理的一系列問題。白平衡是隨著電子影像再現(xiàn)色彩真實(shí)而產(chǎn)生的，在專業(yè)攝像領(lǐng)域白平衡應(yīng)用的較早，現(xiàn)在家用電子產(chǎn)品(家用攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī))中也廣泛地使用，然而技術(shù)的發(fā)展使得白平衡調(diào)整變得越來越簡(jiǎn)單容易，但許多使用者還不甚了解白平衡的工作原理，理解上存在諸多誤區(qū)。它是實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)圖像能精確反映被攝物的色彩狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡等方式。
許多人在使用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝的時(shí)候都會(huì)遇到這樣的問題：在日光燈的房間里拍攝的影像會(huì)顯得發(fā)綠，在室內(nèi)鎢絲燈光下拍攝出來的景物就會(huì)偏黃，而在日光陰影處拍攝到的照片則莫名其妙地偏藍(lán)，其原因就在于"白平衡"的設(shè)置上。
那么什么是"白平衡"呢?這必須先說明什么是白色，物體反射出的光彩顏色視光源的色彩而定，人類的眼睛之所以把一些物體看成白色的是因?yàn)槿说拇竽X可以偵測(cè)并且更正像這樣的色彩改變，因此不論在陽光、陰霾的天氣、室內(nèi)或熒光下，人們所看到的白色物體顏色依舊。人眼可以進(jìn)行自我適應(yīng)，但是數(shù)碼攝像機(jī)就不具有這么智能的功能了，這是由于CCD感光元件本身沒有這種適應(yīng)功能，為了貼近人的視覺標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)碼攝像機(jī)就必須模仿人類大腦并根據(jù)光線來調(diào)整色彩，也就是需要自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整白平衡來達(dá)到令人滿意的色彩，數(shù)碼攝像機(jī)的白平衡感測(cè)器一般位于鏡頭的下面，可以自動(dòng)的感知周圍環(huán)境，從而調(diào)整色彩的平衡，這一對(duì)數(shù)碼攝像機(jī)輸出的信號(hào)進(jìn)行一定修正的過程就叫做白平衡的調(diào)整。
掌握白平衡的調(diào)節(jié)，就可以拍攝出真實(shí)的色彩畫面。目前市場(chǎng)上出售的所有數(shù)碼攝像機(jī)都具有了自動(dòng)調(diào)整白平衡功能，使用起來比較方便。某些型號(hào)的數(shù)碼攝像機(jī)同時(shí)還具有手動(dòng)白平衡調(diào)整，手動(dòng)調(diào)整的精確程度要?jiǎng)龠^自動(dòng)調(diào)整，而且一般還都配備了一些預(yù)置好的模式，例如陰天、晴天、熒光燈等，可以根據(jù)使用環(huán)境來進(jìn)行調(diào)整，相對(duì)來說方便一些。
由于不同的光照條件的光譜特性不同，拍出的照片常常會(huì)偏色，例如，在日光燈下會(huì)偏藍(lán)、在白熾燈下會(huì)偏黃等。為了消除或減輕這種色偏，數(shù)碼相機(jī)和攝象機(jī)可根據(jù)不同的光線條件調(diào)節(jié)色彩設(shè)置，以使照片顏色盡量不失真，使顏色還原正常。因?yàn)檫@種調(diào)節(jié)常常以白色為基準(zhǔn)，故稱白平衡。
在了解白平衡之前還要搞清另一個(gè)一個(gè)非常重要的概念――色溫。所謂色溫，簡(jiǎn)而言之，就是定量地以開爾文溫度(K)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?光"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)黑體受到的熱力相當(dāng)于500—550攝氏度時(shí)，就會(huì)變成暗紅色，達(dá)到1050-1150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"溫度"，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。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)天的色溫約為10000 K，陰天約為7000~9000 K，晴天日光直射下的色溫約為6000 K，日出或日落時(shí)的色溫約為2000K，燭光的色溫約為1000 K。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;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。
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，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紅了，但這種感覺也只能夠持續(xù)一會(huì)兒。攝像機(jī)的CCD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)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條件下，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。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)。
白平衡是一個(gè)很抽象的概念，最通俗的理解就是讓白色所成的像依然為白色，如果白是白，那其他景物的影像就會(huì)接近人眼的色彩視覺習(xí)慣。調(diào)整白平衡的過程叫做白平衡調(diào)整，白平衡調(diào)整在前期設(shè)備上一般有三種方式：預(yù)置白平衡、手動(dòng)白平衡調(diào)整和自動(dòng)跟蹤白平衡調(diào)整。通常按照白平衡調(diào)整的程序，推動(dòng)白平衡的調(diào)整開關(guān)，白平衡調(diào)整電路開始工作，自動(dòng)完成調(diào)校工作，并記錄調(diào)校結(jié)果。如果掌握了白平衡的工作原理，那么使用起來會(huì)更加有的放矢，得心應(yīng)手。
白平衡是這樣工作的：攝像機(jī)內(nèi)部有三個(gè)CCD電子耦合元件，他們分別感受藍(lán)色、綠色、紅色的光線，在預(yù)置情況下這三個(gè)感光電路電子放大比例是相同的，為1：1：1的關(guān)系，白平衡的調(diào)整就是根據(jù)被調(diào)校的景物改變了這種比例關(guān)系。比如被調(diào)校景物的藍(lán)、綠、紅色光的比例關(guān)系是2：1：1(藍(lán)光比例多，色溫偏高)，那么白平衡調(diào)整后的比例關(guān)系為1：2：2，調(diào)整后的電路放大比例中明顯藍(lán)的比例減少，增加了綠和紅的比例，這樣被調(diào)校景物通過白平衡調(diào)整電路到所拍攝的影像，藍(lán)、綠、紅的比例才會(huì)相同。也就是說如果被調(diào)校的白色偏一點(diǎn)藍(lán)，那么白平衡調(diào)整就改變正常的比例關(guān)系減弱藍(lán)電路的放大，同時(shí)增加綠和紅的比例，使所成影像依然為白色。
換一個(gè)思路來考慮白平衡調(diào)整的問題，攝像機(jī)在白平衡調(diào)整容度之內(nèi)不會(huì)"拒絕"放在鏡頭前面的被調(diào)校景物，就是說鏡頭可以對(duì)著任何景物來調(diào)整白平衡。大多情況下使用白色的調(diào)白板(卡)來調(diào)整白平衡，是因?yàn)榘咨{(diào)白板(卡)可最有效地反映環(huán)境的色溫，其實(shí)很多時(shí)候某種環(huán)境下白板(卡)并不是白色，多多少少會(huì)偏一點(diǎn)藍(lán)或其它的顏色，經(jīng)驗(yàn)豐富的攝像也會(huì)利用藍(lán)天來調(diào)白平衡，從而得到偏紅黃色調(diào)的畫面。搞清楚白平衡的工作原理之后，再使用的時(shí)候就會(huì)大膽地嘗試不同的效果，豐富了攝像創(chuàng)作。
在生活中日光的色溫是不斷變化的，可以說沒有兩個(gè)地方的色溫會(huì)完全一樣，不同的地域、季節(jié)、地面環(huán)境、天氣、早晚等等都會(huì)對(duì)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(diào)整白平衡的方法大體分粗調(diào)、精細(xì)調(diào)整和自動(dòng)跟蹤(ATW)三種：粗調(diào)指在預(yù)置情況下改變色溫濾光片，使色溫接近到到3200K的出廠設(shè)置;精細(xì)調(diào)整是指在色溫濾光片的配合下通過攝像機(jī)白平衡調(diào)整功能，針對(duì)特定環(huán)境色溫得到一個(gè)更為精確的調(diào)整結(jié)果;自動(dòng)跟蹤是指依靠攝像機(jī)的自動(dòng)跟蹤功能(ATW)，攝像機(jī)自身根據(jù)畫面的色溫變化隨時(shí)調(diào)整。
預(yù)置功能是攝像機(jī)以3200K色溫條件下設(shè)置的藍(lán)、綠、紅感光平衡。當(dāng)環(huán)境色溫為3200K時(shí)，攝像機(jī)色溫濾光片放置在3200K，景物可以得到正確的色彩還原;當(dāng)環(huán)境色溫為5600K時(shí)，攝像機(jī)色溫濾光片放置在5600K，景物可以得到正確的色彩還原。當(dāng)環(huán)境色溫在3200K上下1000K和5600K上下1000K范圍內(nèi)，利用白平衡預(yù)置功能可以得到人眼可以接受的色彩還原，由于色溫偏差不大，使拍攝出的畫面呈現(xiàn)出細(xì)微的色彩變化。這有一個(gè)好處，不同的生活環(huán)境本身會(huì)由于環(huán)境色和照明差異的影響而色彩基調(diào)不同，如果到處調(diào)白會(huì)使不同的環(huán)境呈現(xiàn)單一白光照明的效果，而利用白平衡預(yù)置則可以保留這種豐富的色彩變化。
一般精細(xì)調(diào)白的方法是，在拍攝環(huán)境中以順著拍攝方向的調(diào)白板(卡)來調(diào)整白平衡。這是一種普遍的情況，還有幾種非常靈活的精細(xì)調(diào)白方法。利用一塊透過性良好的標(biāo)準(zhǔn)白板，把它置于緊貼鏡頭的前面，在拍攝環(huán)境中對(duì)著光源照明方向或?qū)χ髋臄z方向來調(diào)整白平衡，專業(yè)的攝像機(jī)會(huì)給出一個(gè)色溫讀數(shù)，比如是5000K，如果希望拍攝還原正常的畫面就以這個(gè)白平衡結(jié)果來拍攝。在攝像創(chuàng)作中，有時(shí)希望得到色彩偏差的畫面來達(dá)到創(chuàng)作目的，這時(shí)可以利用任何景物來調(diào)整白平衡，被調(diào)白景物的色溫同畫面的色彩偏差呈補(bǔ)色關(guān)系，既以紅色調(diào)白畫面偏向青色，以綠色調(diào)白畫面偏向品色，以藍(lán)色調(diào)白畫面偏向黃色。白平衡自動(dòng)跟蹤功能(ATW)是隨著鏡頭攝取景物的色溫變化而時(shí)實(shí)調(diào)整，如果一個(gè)推鏡頭或搖鏡頭由于被攝景物的色溫(鏡頭攝入景物的色溫同環(huán)境照明色溫是不同的)變化，會(huì)使畫面在一個(gè)鏡頭內(nèi)發(fā)生色彩變化。如鏡頭由人物全景推近臉部特寫，因?yàn)榫皠e的變化攝入鏡頭的色溫會(huì)不同，畫面中人物的膚色也就會(huì)發(fā)生變化，所以非特殊情況不建議使用該模式。
白平衡調(diào)整是攝像的基本功，更是一個(gè)重要的創(chuàng)作手段。在清楚了原理之后，活學(xué)活用才會(huì)應(yīng)用自如，在實(shí)踐中不斷摸索一定會(huì)有所收獲。
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