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[理论]自动白平衡的原理及应用

发表时间:2009-02-05 来源:无忌论坛 作者:老编 评论:0查看

  OK,现在让我们把问题回到各种灯的色温上来分析。我们知道阳光天气里阴影的色温是8000°K接近紫外边缘,超出人眼可见光范围,但相机把它形成了人眼看的见阴影蓝,这个“阴影”白平衡设置就是给用户用来消除阴影蓝用的。一般在阳光天使用自动白平衡时,相机以捕获场景中的白点平衡色彩的,场景中的建筑等其它物体一定有白色、近白色或RGB参数接近平衡的物体,所以照片的颜色当然就很准,而人眼看不见的阴影高色温也就被机器记录并用蓝色显现了出来。这就是自动白平衡的出错。

 

  此片例中的青蓝色,实际上按上面的色温参数看,钠光:2700°K,日光色荧光灯:6500°K(估计广告灯箱用此色温的灯管),高压汞气灯:7200°K。我在现场拍摄时眼睛的感觉公交站的广告灯箱是白色。按上述灯光的色温分析,主光源钠光的色温2700°K与树后漫射的高压气灯:7200°K,形成极端的色温反差,最终将接近阴影的色温反映出青蓝色来,由于中间还有车灯等光源,最终自动白平衡将中间色折中为近白色,这可能就是自动白平衡的智能在起作用,它在无的适从中形成了富有“艺术”感的色彩。我想,这可能就是雪景阴影高反差色温形成的原因。按照直射阳光色温5200°K与阴影色温8000°K来看阴影蓝的形成,上述分析是符合此物理规律的。

 

  分析到这里问题又出来了,上面片例2的百货摊中那盏荧光灯到底多少色温,不得而知,但是白色还原的比较准。白炽的灯色温是3000°K,这里我们把那盏荧光灯假设为冷白4200°K来分析一下。显然,主光源是低色温的钨丝灯,它自动白平衡不起作用。那盏冷白荧光灯4200°K的色温显然要比白炽灯色温3000°K高很多,它的RGB平衡比白炽灯高很多,这就可以理解自动白平衡是以白色或近白色为点测原理的根据了。也即:场景中哪个白色更接近RGB=1:1:1平衡,就以哪个做为确定平衡的参照色(光),如果场景里没有RGB=1:1:1的白色点(光),自动白平衡则以接近白色的物体或光源为参照,经过计算把它折中为中间色白色,以便把产生色偏的可能降低到最低程度。例如片例3的插图二所示。

 

  其实我们人眼与大脑的协同,就是以白色与黑色的对比作为参照来辨别颜色的,称谓“生理白平衡”(生理校色吧),比如阳光下的纯白纸和钨丝灯下的白纸。我们看着都是白色,后者虽然在其它光源比照下有黄的感觉,但毕竟常识印象让我们知道它应该是白的,因此近白色也就被人脑认为是“白”了。相机的自动白平衡是在模拟人眼的这种功能。但是相机毕竟是物理性质的光学记录仪器,能够看到人眼可见光以外的紫外蓝,而且它不能校色。因此摄影后期就有必要纠正去除掉机器记录到的颜色,例如色温为8000°K时产生的紫外阴影蓝。

 


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