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黑白摄像机白平衡原理的调试方法

发布时间:2013-11-19 15:58:28    被阅览数: 720 次 来自:乐虎体育app下载

        白平衡的概念来自摄像机,即使 最简易的黑白 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纸黑字。但熟悉黑白摄像机的人们都知道色温 这个概念,同样一个胶片,在不同的色温下拍出物体的色彩是不同的。

       简单地说白平衡就是无论环境光线如何,仍然把“白”定义为“白”的一种功能。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。黑白摄像机的核心部件CCD 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。

        目前市场销售的黑白摄像机几乎都具备自动白平衡功能,较复杂 的还可预设诸如灯光、日光灯、日光等选项和手动多种模式控制白平衡。选购黑白摄 像机时,是否具有较好的白平衡 功能应是考虑的问题之一。当然几乎所有的图像处理软件 都 可以调整图像的色彩,但如果你对图象软件不是很熟悉,或者不愿太麻烦 去调 整,你最 好还是选择具有较 好的白平衡功能的摄像机。

        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。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、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、人眼的视觉感应等诸多因素有 关(请参阅《色彩学原理》),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,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。

        在了解黑白摄 像机白平衡之前还要搞清另一个一 个非常重要的概念  色温。所谓色温,简而言之,就是定量地以开尔文温度(K)来表示色彩。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,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”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,当黑体受到的热力相当 于500—550摄氏度时,就会变成暗红色,达到1050-1150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“温度”,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。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约为10000K,阴天约为7000~9000K,晴天日光直射下的色温约为6000K,日出或日 落 时的色温约为2000K,烛光的色温约为1000K。这时我们不难发现一个规律: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 色光的色温偏高,反之偏低。

        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,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 白纸的颜色偏红了,但这 种感觉也只能 够持续一会儿。摄像机的CCD并不能 像人眼那样具有适应性, 所以如果黑白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。这是一种经常出现的情况,但不是全部,白平衡其实是 通过黑白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。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)。

 
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