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白平衡,字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述顯示器中紅、綠、藍三基色混合生成后白色精確度的一項指標。白平衡是電視攝像領域一個非常重要的概念,通過它可以解決色彩還原和色調處理的一系列問題。

1白平衡

一個非常重要的概念
白平衡是電視攝像領域一個非常重要的概念,通過它可以解
白平衡調節

  白平衡調節

決色彩還原和色調處理的一系列問題。白平衡是隨著電子影像再現色彩真實而產生的,在專業攝像領域白平衡應用的較早,現在家用電子產品(家用攝像機、數碼照相機)中也廣泛地使用,然而技術的發展使得白平衡調整變得越來越簡單容易,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。它是實現攝像機圖像能精確反映被攝物的色彩狀況,有手動白平衡和自動白平衡等方式。

2應用

白平衡調整前後對比

  白平衡調整前後對比

許多人在使用數碼攝像機拍攝的時候都會遇到這樣的問題:在日光燈的房間里拍攝的影像會顯得發綠,在室內鎢絲燈光下拍攝出來的景物就會偏黃,而在日光陰影處拍攝到的照片則莫名其妙地偏藍,其原因就在於「白平衡」的設置上。
白平衡

  白平衡

色溫
在了解白平衡之前還要搞清另一個非常重要的概念――色溫。所謂色溫,簡而言之,就是定量地以開爾文溫度(K)來表示色彩。英國著名物理學家開爾文認為,假定某一黑體物質,能夠將落在其上的所有熱量吸收,而沒有損失,同時又能夠將熱量生成的能量全部以「光」的形式釋放出來的話,它便會因受到熱力的高低而變成不同的顏色。例如,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,任何光線的色溫是相當於上述黑體散發出同樣顏色時所受到的「溫度」,這個溫度就用來表示某種色光的特性以區別其它,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1000K。這時我們不難發現一個規律: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。
白平衡的工作原理
白平衡是一個很抽象的概念,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接近人眼的色彩視覺習慣。調整白平衡的過程叫做白平衡調整,白平衡調整在前期設備上一般有三種方式:預置白平衡、手動白平衡調整和自動跟蹤白平衡調整。通常按照白平衡調整的程序,推動白平衡的調整開關,白平衡調整電路開始工作,自動完成調校工作,並記錄調校結果。如果掌握了白平衡的工作原理,那麼使用起來會更加有的放矢,得心應手。
白平衡調整
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
白平衡

  白平衡

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的出廠設置;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一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。
一般精細調白的方法
在拍攝環境中以順著拍攝方向的調白板(卡)來調整白平衡。這是一種普遍的情況,還有幾種非常靈活的精細調白方法。利用一塊透過性良好的標準白板,把它置於緊貼鏡頭的前面,在拍攝環境中對著光源照明方向或對著主拍攝方向來調整白平衡,專業的攝像機會給出一個色溫讀數,比如是5000K,如果希望拍攝還原正常的畫面就以這個白平衡結果來拍攝。在攝像創作中,有時希望得到色彩偏差的畫面來達到創作目的,這時可以利用任何景物來調整白平衡,被調白景物的色溫同畫面的色彩偏差呈補色關係,既以紅色調白畫面偏向青色,以綠色調白畫面偏向品色,以蘭色調白畫面偏向黃色。白平衡自動跟蹤功能(ATW)是隨著鏡頭攝取景物的色溫變化而時實調整,如果一個推鏡頭或搖鏡頭由於被攝景物的色溫(鏡頭攝入景物的色溫同環境照明色溫是不同的)變化,會使畫面在一個鏡頭內發生色彩變化。如鏡頭由人物全景推近臉部特寫,因為景別的變化攝入鏡頭的色溫會不同,畫面中人物的膚色也就會發生變化,所以非特殊情況不建議使用該模式。

3解析

那麼什麼是「白平衡」呢?這必須先說明什麼是白色,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為人的大腦可以偵測並且更正像這樣的色彩改變,因此不論在陽光、陰霾的天氣、室內或熒光下,人們所看到的白色物體顏色依舊。人眼可以進行自我適應,但是數碼攝像機就不具有這麼智能的功能了,這是由於CCD感光元件本身沒有這種適應功能,為了貼近人的視覺標準,數碼攝像機就必須模仿人類大腦並根據光線來調整色彩,也就是需要自動或手動調整白平衡來達到令人滿意的色彩,數碼攝像機的白平衡感測器一般位於鏡頭的下面,可以自動的感知周圍環境,從而調整色彩的平衡,這一對數碼攝像機輸出的信號進行一定修正的過程就叫做白平衡的調整。 掌握白平衡的調節,就可以拍攝出真實的色彩畫面。目前市場上出售的所有數碼攝像機都具有了自動調整白平衡功能,使用起來比較方便。某些型號的數碼攝像機同時還具有手動白平衡調整,手動調整的精確程度要勝過自動調整,而且一般還都配備了一些預置好的模式,例如陰天、晴天、熒光燈等,可以根據使用環境來進行調整,相對來說方便一些。 由於不同的光照條件的光譜特性不同,拍出的照片常常會偏色,例如,在日光燈下會偏藍、在白熾燈下會偏黃等。為了消除或減輕這種色偏,數碼相機和攝像機可根據不同的光線條件調節色彩設置,以使照片顏色盡量不失真,使顏色還原正常。因為這種調節常常以白色為基準,故稱白平衡。
白平衡調整是攝像的基本功,更是一個重要的創作手段。在清楚了原理之後,活學活用才會應用自如,在實踐中不斷摸索一定會有所收穫。

4調節

白平衡英文名稱為White Balance。物體顏色會因投射光線顏色產生改變,在不同光線的場合下拍攝出的照片會有不同的色溫。例如以鎢絲燈(電燈泡)照明的環境拍出的照片可能偏黃,一般來說,CCD沒有辦法像人眼一樣會自動修正光線的改變。
圖片採用自然光,強加白平衡后,圖像偏藍。若在燈光底下用白平衡,圖片的色調就會恢復到原色狀態,白平衡會按目前畫像中圖像特質,立即調整整個圖像紅綠藍三色的強度,以修正外部光線所造成的誤差。有些相機除了設計自動白平衡或特定色溫白平衡功能外,也提供手動白平衡調整。
平衡就是無論環境光線如何,讓數碼相機默認「白色」,就是讓他能認出白色,而平衡其他顏色在有色光線下的色調。顏色實質上就是對光線的解釋,在正常光線下看起來是白顏色的東西在較暗的光線下看起來可能就不是白色,還有熒光燈下的"白"也是"非白"。對於這一切如果能調整白平衡,則在所得到的照片中就能正確地以"白"為基色來還原其他顏色。現在大多數的商用級數碼相機均提供白平衡調節功能。正如前面提到的白平衡與周圍光線密切相關,因而,啟動白平衡功能時閃光燈的使用就要受到限制,否則環境光的變化會使得白平衡失效或干擾正常的白平衡。一般白平衡有多種模式,適應不同的場景拍攝,如:自動白平衡、鎢光白平衡、熒光白平衡、室內白平衡、手動調節。
鎢光白平衡
鎢光白平衡也稱為「白熾光」或者「室內光」。設置一般用於由燈泡照明的環境中(如家中)當相機的白平衡系統知道將不用閃光燈在這種環境中拍攝時,它就會開始決定白平衡的位置,不使用閃光燈在室內拍照時,一定要使用這個設置。
顯微攝影白平衡
在顯微鏡下,當不同色溫的光源照射在樣品上時,CCD會呈現不同的顏色。這是因為在不同的光線下,由於CCD彩色信號輸出的不平衡性,造成CCD彩色還原失真。作為顯微攝像頭的默認設置,自動白平衡通過一張結構複雜的矩形圖,來決定畫面中的白平衡基準點,以此來達到白平衡調校。但作為某些特殊情況,還需要通過手動白平衡,區域白平衡的方法來防止偏色,主要的方法是把顯微鏡的物鏡移動到載玻片的樣品以外的區域。
手動調節
這種白平衡在不同地方有各不相同的名稱,它們描述的是某些普通燈光情況下的白平衡設置。一般來說,用戶需要給相機指出白平衡的基準點,即在畫面中哪一個「白色」物體作為白點。但問題是什麼是「白色」,譬如不同的白紙會有不同的白色,有些白紙可能稍微偏黃些,有些白紙可能稍稍偏白,而且光線會影響我們對「白色」色感,那麼怎樣確定「真正的白色」?解決這種問題的一種方法是隨身攜帶一張標準的白色的紙,拍攝時拿出來比較一下被攝體就行了。這個方法的效果非常好,那麼在室內拍攝中很難決定此種設置時,不妨根據「參照」白紙設置白平衡。在沒有白紙的時候,讓相機對準眼球認為是白色的物體進行調節。

5效果對比

選擇數碼相機上的手動白平衡方式
大家都知道要獲得最準確的白平衡,可以選擇數碼相機上的手動白平衡方式,讓相機根據參照物在光源下的色溫,來決定如何準確還原。手動白平衡功能,基本上都採用一個色彩中性的物體作基準,如標準灰、標準白色的參照物。從原理上講,只要參照物不帶任何偏色,就可以讓相機得到最好的基準數據,獲得最佳白平衡還原。
基於這個原理,很多用戶使用手動白平衡(或叫自定義白平衡)時,會選擇一些隨手可見的如白紙一張,就可以得到一定的白平衡校正效果。一般要求不是嚴格的用戶會這樣使用。而一些要求較高的用戶,就會選擇標準的灰板作為基準參照物。如柯達專業灰卡(18%度灰),它的灰色一面用於標準測光之用,另一面是標準白色,用於白平衡校正。很多影樓、專業用戶都有使用灰卡,攝像行業的用戶也一樣有使用。
過程如下
使用常見的非專業標準光源。這次使用室內使用的暖色調熒光燈,與標準光源區別較大,可以得到明顯的對比效果。器材選用 CANON G3 DC,因它有兩組定義白平衡功能,可以分別貯存兩組數據,使用方便。分別用灰卡、白卡(灰卡背面)、新的白紙、舊的白紙、自動白平衡、熒光燈模式白平衡拍攝。拍攝時先使用灰卡測光,使用 M 檔固定曝光量,每張照片都使用這個值拍攝。被攝體背景面放有柯達灰卡的白色一面,作為判斷色准之用。使用標準灰卡測光,作為背景的白卡在線性曝光範圍內,即沒有發生色階溢出,不會影響判斷的準確度。每張照片均在 PS 中使用色標功能判斷色彩值。

觀看的實拍對比

可以看出採用灰卡白色一面作為手動白平衡基準的照片,色彩最準確,白卡在任何一個地方使用色標都顯示三色相同的色值。反而灰卡的表現不佳,色彩偏藍,顯示較冷的色調。而很多人都使用的白紙(多數人喜歡用複印紙,因為顯得較白)偏向冷色調,其實這種紙含有很多漂白成份,與白卡一對比,明顯偏藍。有趣的是另一張放置了一長段時間的白色複印紙,竟達到了灰卡標準白色一樣的效果,白平衡極准。原因是紙放久了多會發黃,而湊巧糾正了自身的偏藍。餘下兩個機內白平衡不說也罷了,這樣特殊的光源下不可能很好地還原的。
簡單的對比,大家可以知道,要好的白平衡還完,作為基準的參照物相當重要。一直以來作為標準的灰卡,並未得到最好的效果,看來,灰卡還是作為自身測光功能就好了。白平衡就用它背面的白卡吧,會為你帶來最好的效果。大家常見的白紙並不可靠,要求不嚴還可以用用。當然你能哪么巧得到一張與白卡一樣的白紙,你也可以省下幾十塊錢,看你運氣好不好了!

6應用

在傳統攝影里幾乎沒有這個概念。所謂白平衡,就是在不同的光線條件下,調整好紅、綠、藍三原色的比例,使其混合后成為白色。使攝影系統能在不同的光照條件下得到準確的色彩還原。應當講這就如我們人眼一樣可在不同的色光下辨別固有色。這就如用濾色片校色一樣。只是數碼相機不是依靠換用濾色片來調整色溫,而是利用電路改變不同色光所產生的電信號增益的方法來實現。
數碼相機白平衡的調整通常有三種模式;自動白平衡,分檔設定白平衡,精確設定白平衡(手動設定模式)。不同的相機設有不同調節白平衡的方式。一般的普及型的數碼相機大都採用自動白平衡。准專業數碼相機大都設有分檔設定白平衡。專業的數碼相機設有精確白平衡(手動設定模式)。專業數碼相機這三種模式的白平衡都擁有,准專業數碼相機擁有自動和分檔設定白平衡。可根據使用者的不同需要而選用。
自動白平衡,是依賴數碼相機里的測色溫系統,測出紅光和藍光的相對比例。再依據次數據調整曝光,產生紅、綠、藍電信號的增益。自動白平衡最大的優勢是;簡單、快潔。但有時按它的調整拍攝離準確的色彩還原還相距甚遠。有時它還會幫倒忙。分檔設定白平衡,是按光源種類分和色溫值分兩類。現在大多數數碼相機都是按光源種類分的這類。在相機上分別設有日光、陰天、日光燈、白熾燈、閃光燈的圖標檔位。拍攝時只需將拍攝時的光源種類和相機上的白平衡檔位相吻合就可拍出較為準確的色彩。但由於分設檔位少,分設檔位的精度不高,在一些特殊光照條件下拍攝就不能準確的記錄色彩。按色溫分類的白平衡,理論上講其精度要高於按光源種類分檔。但它要求使用者要記住各種光源的色溫值,這就給使用者帶來極大的麻煩。故用此分檔白平衡的相機較少。
精確白平衡(手動設定模式),是在拍攝現場光的條件下,用白紙或白色物體充滿鏡頭視野進行白平衡調節。經過這樣的調試再拍攝,記錄的色彩將是非常準確的這是目前最準確的白平衡調節方式。白平衡的功能給我們攝影帶來了許多的便利和意想不到的效果。如攝影棚攝影對燈光的色溫要求就可不必那麼高。白熾燈下依然可拍出準確的色彩。也不必為日光燈給我們帶來的青色而煩惱。我們可以在較高色溫條件下設定白平衡,在較低色溫情況下拍攝,使畫面帶上暖色調。反之,也可在低色溫條件下設定,在高色溫下拍攝也可產生特別的效果。在分檔設定白平衡里,也可有意的將光源檔與現場光設定不一致,亦可同樣的產生不同的藝術效果。
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