彩色摄像机的白平衡及使用调整(2).ppt

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1、彩色摄像机的白平衡原理彩色摄像机的白平衡原理及使用调整及使用调整主讲主讲:张黎平张黎平v 白平衡的概念来自摄像机，即使最简易白平衡的概念来自摄像机，即使最简易的摄像机也几乎都具有自动白平衡功能。的摄像机也几乎都具有自动白平衡功能。其实人的眼睛天然具有白平衡功能，当我其实人的眼睛天然具有白平衡功能，当我们看书的时候，在日光灯下也好，在各种们看书的时候，在日光灯下也好，在各种不同的灯光下也好，我们的视觉中都是白不同的灯光下也好，我们的视觉中都是白纸黑字。但熟悉彩色摄像机的人们都知道纸黑字。但熟悉彩色摄像机的人们都知道色温这个概念，同样一个胶片，在不同的色温这个概念，同样一个胶片，在不同的色温下拍出

2、物体的色彩是不同的色温下拍出物体的色彩是不同的v简单地说白平衡就是无论环境光线如何，简单地说白平衡就是无论环境光线如何，仍然把仍然把“白白”定义为定义为“白白”的一种功能。的一种功能。颜色实质上就是对光线的解释，在正常光颜色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在不同色温的线下看起来是白颜色的东西在不同色温的光线下看起来就不是白色。所谓白平衡就光线下看起来就不是白色。所谓白平衡就是运用计算机技术把不同色温下的白颜色是运用计算机技术把不同色温下的白颜色调整正确，从理论上说白颜色调整正确其调整正确，从理论上说白颜色调整正确其它色彩就都准确了。彩色摄像机的核心部它色彩就都准确了。彩

3、色摄像机的核心部件件CCD传感器在输出信号时进行一定的修传感器在输出信号时进行一定的修正，这种修正就叫做白平衡正，这种修正就叫做白平衡 v白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么白平衡，字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？这就涉及到一些色彩学的知识，白色是是白色？这就涉及到一些色彩学的知识，白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿

4、、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼通俗的理解白色是不含有色彩成份的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、所见到的白色或其他颜色同物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关觉感应等诸多因素有关 举个

5、简单的例子，当有色光照射到消色物举个简单的例子，当有色光照射到消色物体时，物体反射光颜色与入射光颜色相同，体时，物体反射光颜色与入射光颜色相同，既红光照射下白色物体呈红色，两种以上既红光照射下白色物体呈红色，两种以上有色光同时照射到消色物体上时，物体颜有色光同时照射到消色物体上时，物体颜色呈加色法效应，如红光和绿光同时照射色呈加色法效应，如红光和绿光同时照射白色物体，该物体就呈黄色。当有色光照白色物体，该物体就呈黄色。当有色光照射到有色物体上时，物体的颜色呈减色法射到有色物体上时，物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色，在青色光照射下呈现绿

6、色，在蓝色光色，在青色光照射下呈现绿色，在蓝色光照射下呈现灰色或黑色照射下呈现灰色或黑色 v在了解彩色摄像机白平衡之前还要搞清另一个在了解彩色摄像机白平衡之前还要搞清另一个一个非常重要的概念一个非常重要的概念色温。所谓色温，简而色温。所谓色温，简而言之，就是定量地以开尔文温度（言之，就是定量地以开尔文温度（K）来表示色）来表示色彩。英国著名物理学家开尔文认为，假定某一黑彩。英国著名物理学家开尔文认为，假定某一黑体物质，能够将落在其上的所有热量吸收，而没体物质，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有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光光”的形式释放出来

7、的话，它便会因受到热力的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，当黑体受到的热高低而变成不同的颜色。例如，当黑体受到的热力相当于力相当于500550摄氏度时，就会变成暗红色，摄氏度时，就会变成暗红色，达到达到10501150摄氏度时，就变成黄色，温度继摄氏度时，就变成黄色，温度继续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体续升高会呈现蓝色。光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度是相对应的，任何光线的色温是所受的热力温度是相对应的，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相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温温度度”，这个温度就用来表示某种色光的特性以区

8、，这个温度就用来表示某种色光的特性以区别其它，这就是色温。别其它，这就是色温。打铁过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，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。色温现象在日常生这便是黑体理论的最好例子。色温现象在日常生活中非常普遍，相信人们对它并不陌生。钨丝灯活中非常普遍，相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调，不同的所发出的光由于色温较低表现为黄色调，不同的路灯也会发出不同颜色的光，天然气的火焰是蓝路灯也会发出不同颜色的光，天然气的火焰是蓝色的，原因是色温较高。万里无云的蓝天的色温色的，原因是色温较高。万里无云的蓝天的色温约为约为10000

9、K，阴天约为，阴天约为70009000K，晴天日光，晴天日光直射下的色温约为直射下的色温约为6000K，日出或日落时的色温，日出或日落时的色温约为约为2000K，烛光的色温约为，烛光的色温约为1000K。这时我们。这时我们不难发现一个规律：色温越高，光色越偏蓝；色不难发现一个规律：色温越高，光色越偏蓝；色温越低则偏红。某一种色光比其它色光的色温高温越低则偏红。某一种色光比其它色光的色温高时，说明该色光比其它色光偏蓝，反之则偏红；时，说明该色光比其它色光偏蓝，反之则偏红；同样，当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光同样，当一种色光比其它色光偏蓝时说明该色光的色温偏高，反之偏低。的色温偏高，反之偏低

10、。v由于人眼具有独特的适应性，使我们有的时由于人眼具有独特的适应性，使我们有的时候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了，候不能发现色温的变化。比如在钨丝灯下呆久了，并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红，如果突然把日并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红，如果突然把日光灯改为钨丝灯照明，就会觉查到白纸的颜色偏光灯改为钨丝灯照明，就会觉查到白纸的颜色偏红了，但这种感觉也只能够持续一会儿。摄像机红了，但这种感觉也只能够持续一会儿。摄像机的的CCD并不能像人眼那样具有适应性，所以如果并不能像人眼那样具有适应性，所以如果摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会摄像机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。那么

11、什么是白平衡呢？白平衡就是针发生偏色。那么什么是白平衡呢？白平衡就是针对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的电路使拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的视觉习惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温视觉习惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下，彩色摄像机镜头所拍摄的标准白色经过条件下，彩色摄像机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整，使之成像后仍然为白色。电路的调整，使之成像后仍然为白色。这是一种经常出现的情况，但不是全部，白平衡其实是通这是一种经常出现的情况，但不是全部，白平衡其实是通过彩色摄像机内部的电路调整

12、（改变蓝、绿、红三个过彩色摄像机内部的电路调整（改变蓝、绿、红三个CCD 电平的平衡关系）使反射到镜头里的光线都呈现为消色。电平的平衡关系）使反射到镜头里的光线都呈现为消色。如果以偏红的色光来调整白平衡，那么该色光的影像就为如果以偏红的色光来调整白平衡，那么该色光的影像就为消色，而其他色彩的景物就会偏蓝（补色关系）。消色，而其他色彩的景物就会偏蓝（补色关系）。PAL 制式摄像机配色方程式制式摄像机配色方程式 Y=0.30R+0.51G+0.11B Y是亮度信号是亮度信号 R是红色信号是红色信号 G是绿色信号是绿色信号 B是蓝色信号是蓝色信号v专业用摄像机白平衡的调整专业用摄像机白平衡的调整一一

13、.开机开机 使摄像机进入工作状态。使摄像机进入工作状态。二二.选择适当的色温片。选择适当的色温片。三三.选用一张白色纸张放在镜头前一定距选用一张白色纸张放在镜头前一定距 离使纸平面正对镜头。离使纸平面正对镜头。四四.在寻像器中观察将镜头推向白纸使其在寻像器中观察将镜头推向白纸使其 全复盖并聚焦。全复盖并聚焦。五五.在机身镜头下方找到白平衡在机身镜头下方找到白平衡 调整双向开关调整双向开关 white Balance Switch。六六.将开关向上将开关向上 搬动搬动 在寻像器中观察到出现在寻像器中观察到出现 OK为止松开开关为止松开开关。七七.黑电平调整黑电平调整 将双向开关向下将双向开关向下 按动此时光圈会自动关闭观察寻像器内出现按动此时光圈会自动关闭观察寻像器内出现OK为止。为止。八八.白平衡调整完成白平衡调整完成 但有时因选用色温片不正确会无法完成可重新选择后重复上但有时因选用色温片不正确会无法完成可重新选择后重复上述调整述调整。本章结束