攝像機(jī)技術(shù)系列之白平衡
一、技術(shù)介紹
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。
在了解白平衡之前還要搞清另一個(gè)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(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?ldquo;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。
白平衡就是針對不同色溫條件下，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）。
白平衡只用于彩色攝象機(jī)，其用途是實(shí)現(xiàn)攝象機(jī)圖像能精確反映景物狀況，有手動(dòng)白平衡和自動(dòng)白平衡兩種方式。
A 、自動(dòng)白平衡
連續(xù)方式--此時(shí)白平衡設(shè)置將隨著景物色彩溫度的改變而連續(xù)地調(diào)整，范圍為2800~6000K。這種方式對于景物的色彩溫度在拍攝期間不斷改變的場合是最適宜的，使色彩表現(xiàn)自然，但對于景物中很少甚至沒有白色時(shí)，連續(xù)的白平衡不能產(chǎn)生最佳的彩色效果。
按鈕方式--先將攝象機(jī)對準(zhǔn)諸如白墻、白紙等白色目標(biāo)，然后將自動(dòng)方式開關(guān)從手動(dòng)撥到設(shè)置位置，保留在該位置幾秒鐘或者至圖像呈現(xiàn)白色為止，在白平衡被執(zhí)行后，將自動(dòng)方式開關(guān)撥回手動(dòng)位置以鎖定該白平衡的設(shè)置，此時(shí)白平衡設(shè)置將保持在攝象機(jī)的存儲(chǔ)器中，直至再次執(zhí)行被改變?yōu)橹梗浞秶鸀?300~10000K，在此期間，即使攝象機(jī)斷電也不會(huì)丟失該設(shè)置。以按鈕方式設(shè)置白平衡最為精確和可靠，適用于大部分應(yīng)用場合。
B 、手動(dòng)白平衡
開手動(dòng)白平衡將關(guān)閉自動(dòng)白平衡，此時(shí)改變圖像的紅色或藍(lán)色狀況有多達(dá)107個(gè)等級供調(diào)節(jié)，如增加或減少紅色各一個(gè)等級、增加或減少藍(lán)色各一個(gè)等級。除次之外，有的攝像機(jī)還有將白平衡固定在3200K（白熾燈水平）和5500K（白光水平）等檔次命令。
自動(dòng)白平衡調(diào)整功能是現(xiàn)在攝像機(jī)都有的功能。攝像機(jī)存貯有針對某些通用光源的最佳化設(shè)置方案。攝像機(jī)可以根據(jù)通過其鏡頭和白平衡感測器的光線情況，自動(dòng)探測出被攝物體的色溫值，以此判斷攝像條件。并選擇最接近的色調(diào)設(shè)置，由色溫校正電路加以校正，白平衡自動(dòng)控制電路自動(dòng)將白平衡調(diào)到合適的位置。這一功能被稱作為自動(dòng)白平衡調(diào)節(jié)。
多數(shù)光線條件下白色平衡功能都可以設(shè)定為自動(dòng)，當(dāng)攝像機(jī)對著被攝體時(shí)，隨著照明光的色溫不同，攝像機(jī)的白平衡被自動(dòng)調(diào)整，而不必手動(dòng)控制。然而，跟自動(dòng)聚焦、自動(dòng)曝光一樣，自動(dòng)白平衡調(diào)節(jié)是有一定局限性的。一般的攝像機(jī)都能在大約2500 K ~7000 K的色溫條件下正常進(jìn)行自動(dòng)白平衡調(diào)節(jié)。當(dāng)拍攝時(shí)的光線超出所設(shè)定的范圍時(shí)，自動(dòng)白平衡功能就不能正常工作。還有，在以下情況下，自動(dòng)白平衡功能也會(huì)不能正常工作：
1、在很藍(lán)很藍(lán)的天空下的被攝物，這時(shí)的色溫可以達(dá)到9000K~1000K，這時(shí)拍出的景物會(huì)帶藍(lán)色
