干货 | 浅谈自动聚焦摄像机色温，色彩恒常性和白平衡功能

色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上说，黑体温度指绝对黑体从绝对零度（－273℃）开始加温后所呈现的颜色。

如下图所示，在黑体受热时，颜色会逐渐由黑变红，转黄，发白，最后发出蓝色光。当加热到一定的温度，黑体发出的光所含的光谱成分，就称为这一温度下的色温，计量单位为“K”（开尔文）。

< 色温图片1-图片来源于网络 >

而光源的色温不同，光色也会不尽相同，所给人的视觉冲击和视觉感受也会大不相同。（色温越高，视觉特效就会越低）。

< 色温图片2-图片来源于网络 >

人类视觉获取图像的过程中，不仅仅有视网膜的参与，更重要的还有大脑的参与，视觉作为人类获取外接信息的重要手段，大脑早已帮我们建立起了复杂的感知和应对。

因此在面对不同色温的光环境下，就会有一种生理机制帮人们自动校正对物体的认知，这就是“色彩恒常性”。

色彩恒常性（Color constancy）：

是指当照射物体表面的颜色光发生变化时，人们所接收到的物体表面颜色不同，但是依旧对该物体表面颜色的知觉保持不变的知觉特性。

举个例子，白色是甜品外层的固有色，然而在黄色光源的照射下，此时人眼所见到的甜品外层会偏黄，但是人们对该甜品外层的认知依旧保留在“白色”，这就是色彩恒常性。

< 左边偏黄，右边为白色-图片来源于网络 >

相机不同于人眼，并不具备“色彩恒常性”的知觉特性，会随着光源色的变化，采集不同颜色的图像，因此需要人工添加类似的功能，即为“白平衡”。

白平衡（white balance）：

在色彩转换的过程中，根据光源的情况指定不同的白点，从而得到相应正确的色彩转换结果，尽量减小光源色对物体表面颜色的影响。

如下图所示，假定图1是正常光照环境下所采集到的图像，图2是蓝色光照下所采集到的画面，所以整体画面相较于图1会偏蓝偏冷。

从图1和图2能明显看到，两边是存在一定的色差的。所以如果要把图2还原成图1，蓝色光作为干扰因素，是需要被“色彩还原”的。

那么相机会选取一个点作为白色的平衡点（比如白色的耳机），然后计算出图2画面的“色温”是多少，从而进行“色差补偿”，就能够有效还原出图1。

< 图1和图2的局面对比，其中就是不同色温之间形成的色差 >

简单理解，白平衡就是用来还原图像色彩的。

对人们来说，图像越“真实”就越容易理解事物的本质，就越能够获得感官上的冲击。

在实际的应用中，光源的颜色并非是一成不变的，而是在随时变化的。举个例子，比如中午的阳光是耀眼的金黄色，傍晚的夕阳就是橘红色；比如城市的霓虹灯，可红可绿也可蓝...

所以多变的光环境，让相机在采集图像的时候面临很多挑战，而“白平衡”功能就是为了能快速适应快速多变的光色环境，尽量还原真实的图像色彩。

否则上下不统一的成像质量，会让人们对图像上的事物产生较大的错误认知。

< 不同色温下，视觉感受是不一样的-图片来源于网络 >

而有时候，“白平衡功能”也能让人在严重的偏色环境中，正确看清事物。

比如当前的环境严重偏红，那人们可以通过对相机的色温值进行调节，慢慢消除颜色的影响，从而更能辨清事物本身。

< 王工开发牙科术野相机时，就需要慢慢调整光色 >