一、白平衡是什么？為什么需要它？

核心定義

白平衡（White Balance）是攝影和圖像處理的核心技術，核心作用是讓相機或處理器 “正確識別白色”，從而還原真實色彩。

人眼的“超能力”

我們天生具備 「顏色恒常性」 → 視網(wǎng)膜神經(jīng)信號經(jīng)大腦皮層處理，自動補償環(huán)境光色溫變化，比如在白熾燈下看白紙仍是白色。
 傳感器局限性

CMOS/CCD僅記錄RAW數(shù)據(jù)中的絕對光譜響應值，無法自動校正色偏，必須依賴ISP白平衡技術干預，告訴它“什么是白”——這正是白平衡算法的核心任務

二、色溫：光線的“溫度”決定色彩傾向

色溫:是表示光線中包含顏色成分的一個計量單位。從理論上講，色溫是指絕對黑體從絕對零度( -273℃)開始加溫后所呈現(xiàn)的顏色。黑體在受熱后,逐漸由黑變紅,轉黃,發(fā)白,最后發(fā)出藍色光。當加熱到一定的溫度，黑體發(fā)出的光所含的光譜成分，就稱為這一溫度下的色溫。

色溫單位：以開爾文（K）為衡量標準，通過控制色溫，即可獲得色彩效果迥異的照片。

? 低色溫（2000-3500K）：燭光、夕陽 → 暖色調（黃/橙）

? 中色溫（4000-5500K）：日光燈、正午陽光 → ? 自然白色

? 高色溫（5500-10000K）：陰天、雪地 →  冷色調（藍）

需要注意，色溫數(shù)值大小與印象中的“冷色”“暖色”是相反的，色溫越低的光源，越符合我們印象中的“暖色”。

如圖示曲線被稱為普朗克軌跡（Planckian Locus），其是CIE 1931色度圖中表征黑體輻射色度坐標隨溫度變化的連續(xù)曲線，由普朗克輻射定律計算得出。隨著溫度升高，黑體輻射顏色呈現(xiàn)藍移→黃移→紅移的漸變規(guī)律：低溫區(qū)（<3000K）呈橙紅色，中溫區(qū)（3000-6500K）覆蓋黃綠光（如D65標準光源5500K對應白光），高溫區(qū)（>6500K）進入藍光區(qū)。該軌跡在色度圖中心表現(xiàn)為從右至左的色度坐標偏移，與光譜軌跡（單一波長光源邊界）共同構成色彩空間基準。實際應用中，普朗克軌跡用于LED色溫標定（如D65光源對應5500K）及恒星溫度推斷，其科學規(guī)律為攝影與顯示技術的白平衡調節(jié)提供理論支撐。

相機的核心任務

通過反向補償色溫偏差，中和光線中的黃/藍色調。

示例：低色溫（暖光）下 → 增加藍色通道增益，抵消黃色偏色。

三、ISP中的白平衡：芯片里的“智能調色”

什么是ISP？

ISP（圖像信號處理器）：相機/手機處理圖像的“大腦”，白平衡是其校正原始數(shù)據(jù)（RAW格式）色偏的第一步。

擴展補充：(24色卡是白平衡校正時常用的工具，也是全流程色彩管理的核心標尺，其價值體現(xiàn)在：通過中性灰塊（如第22號色塊，18%中性灰）定義白點；24個色塊覆蓋人眼可見光譜的典型區(qū)域（含膚色、飽和色等）；通過明度梯度色塊評估成像系統(tǒng)性能。)

白平衡三大核心步驟

1. 分塊統(tǒng)計與白點檢測

將圖像劃分為自適應網(wǎng)格（通常16x16至32x32），計算各區(qū)塊RGB均值；

統(tǒng)計每塊中 “疑似白色區(qū)域” 的RGB均值（R/G≈1、B/G≈1）；

? 排除過曝/過暗區(qū)域。

 2. 色溫匹配

采用色溫-增益映射表，通過最小二乘法擬合RGB增益系數(shù)：

 3. 動態(tài)校正       

灰度世界假設：強制全局RGB均值趨近相等（適用均勻光照場景）

深度學習模型：基于CNN的混合光源分離（如索尼Semantic WB技術）

四、攝影中的白平衡：前期設置與后期創(chuàng)作

前期拍攝模式

自動白平衡：日常光線 → 相機自動猜測色溫；

預設模式：陰天/鎢絲燈 → 匹配典型光源色溫值；

自定義白平衡：商業(yè)攝影 → 用灰卡/白卡校準，精準控色。

后期調整技巧

 校正色偏：

使用Lightroom「白平衡吸管工具」→ 點擊中性灰區(qū)域（如白墻）一鍵中和偏色。

 創(chuàng)意渲染：

調高色溫（黃→藍）→ 強化夕陽溫暖感；

調低色溫（藍→黃）→ 營造冰雪清冷氛圍。

五、RAW格式的橋梁作用

RAW格式核心價值
保留傳感器原始數(shù)據(jù) → 為后期提供 最大靈活性：

ISP處理階段：生成基礎校正的JPEG預覽圖；

后期階段：可完全覆蓋ISP設置 → 支持分區(qū)調整色溫（如高光區(qū)補冷色，陰影區(qū)補暖色）。

實用建議

日常拍攝 → 選擇 “相機自動白平衡+RAW格式”：依賴相機里的測色溫系統(tǒng)，測出紅光和藍光的相對比例。再依據(jù)次數(shù)據(jù)調整曝光，產(chǎn)生紅、綠、藍電信號的增益，校正色偏。

復雜光源 → 用灰卡校準或后期蒙版分區(qū)調整。

具體景物拍攝建議

花卉拍攝 → 拍花卉時不要用自動白平衡，要根據(jù)當時的光源調整。

閃光燈拍攝 → 閃光燈發(fā)出的光線色溫與日光基本相同，可把白平衡設置為日光，即使是在拍攝夜景時也可以這樣，如此對近景的景物色彩還原也比較好。

夕陽下的湖面 →若使用熒光白平衡，會使得畫面更暖；若用白熾燈模式，會呈現(xiàn)出一種安靜的藍色，而且暖色部分也能被表現(xiàn)出來。如果用自動白平衡拍攝黃昏就無法得到更為濃郁的色彩效果，可在自定義白平衡的時候先將一片藍色的目標物作為相機的白色基準點來“誤導”相機的白平衡設置。設置好之后在此定義下拍攝夕陽場景，即可看到本來淡藍色的天空變成了一種濃郁的金黃。

六、總結：技術為基，藝術為翼

白平衡是 科學與藝術的結合：

技術側：ISP算法精準匹配色溫，進行校正；

藝術側：通過色溫傳遞情緒（冷色調表孤獨，暖色調顯溫馨）。