从我们接触数码相机起,就会不停的听到“白平衡”这个词,在我们的相机、手机摄像头的评估报告中,白平衡是重要性能,其表现的好坏会直接对设备的评价产生影响。
这个刮痧板造型的彩色色块,大家并不陌生,这就是色度图,Soomal手机屏幕测试中,色度图是高频出现。这张图有所不同,它多了一条曲线,标记了一串数字,这条曲线,就是Planckian locus,中文叫普朗克轨迹。它是黑体在不同温度下呈现的颜色的轨迹线,所以也叫黑体轨迹。
我们从Pixabay找来一张图,帮助读者来理解色温。我们把图中的铁棍视为黑体,它的中间部分被加热烧红,朝着两端,呈现了黄白->橙红->暗红的色彩变化,这种变化也是温度的变化,显示了颜色与温度的关系。这种特性被运用到天文学,看到恒星的颜色,就能推算它的表面温度,从而进一步推算成分。量化后就是色温。1500K、2700K、6500K这样的,符号K就是开尔文,开尔文温度体系的0度始于绝对零度,K=摄氏度+273.15。如果发现某恒星呈现红色,测得色温为2300K,那么其表面温度大概是2000+℃的样子。
色温也被应用到色彩描述体系,但是反过来的,用温度来描述色彩。用于色彩体系时,与温度并没有什么直接关系了,尤其在白炽灯逐渐被淘汰后。我们去买节能灯、LED灯时,常见的会有2700K、5600K的参数,这就是色温,表示它们发出的光的颜色类似于白炽灯或者日光,或者说类似于加热到2700-273.15℃或5600-273.15℃的黑体的颜色。
我们观察到物体有五颜六色,是因为它们吸收光反射光的缘故。绿色的物体,吸收了红蓝色彩,反射了绿;红色的物体则是吸收了蓝绿色彩反射了红。而白色,则是反射了所有的光,才会呈现白色。这里有个问题,不同色温下的白色物体,会呈现什么结果?会看到不同光的颜色。那么哪一种才是真正的白色?
这就涉及到白点的定义,常用的白点有D50、D65等,表示在5000K、6500K下的白点。这是个非常重要的参考点,可以来判断色彩的偏差。
发现了偏差就需要校正。白平衡,就是用来校正偏差,让白点正确的呈现白色,而不是偏黄或者偏蓝。在手机或者相机中设置白平衡,也是用K为单位,但白平衡的K值越高,色彩越黄或者说越暖,这种趋势与色温K值变化正好是相反的,因为白平衡是个补色的概念,是对当前场景光源进行色温补偿的一种操作,让白点呈现正确的白色。在某些和印刷紧密相关的软件中,白平衡也被称为灰平衡,灰平衡是印刷领域的一个概念,在这里其实没区别,只是为了让从事印刷更多的人听起来容易理解。
再来看看色度图,这次我们在上面画了一个双箭头,穿过了白点,指向了两端,一端是绿色,一端是紫色,白点以上偏绿,以下偏紫。这根线只是示意,并不准,仅供参考。沿着这两个方向,会产生色调变化,对应的英文是Tint,其实,色调这个词其实不太准,但大家已经这么翻译了。
在不少图像编辑软件中,在白平衡校准中,也提供了色调滑杆。
优秀的白平衡,不仅仅是色温的平衡,色调也有平衡,在一些手机样张图集中,我们经常能看到类似于上面这样的,画面明显呈现偏紫倾向,这就是色调跑偏了。
获得正确的自动白平衡结果,需要优秀的算法支持,时至今日,还没有谁家的算法能包打全场,在所有场景中都表现出色,因为场景中的光源复杂,阳面和阴面同时出现在场景中时,实际就是混合光场景,这种场景下白点如何判断呢?如何判断谁的自动白平衡更好呢?其实就是呆办法,在典型场景中拍摄数以百计的样张,然后分析判断,翻车少的优秀。现在的热门机型,在白平衡方面的表现差异巨大,优秀的可以做到约九成的场景表现正常,而表现差的可能超过四成的场景出现问题。
白平衡跟色彩风格有着密切的关系,成像偏暖还是偏冷,很大程度上是白平衡控制的结果,人不是机器,可以接受白点不是那么白的结果,这和人的视觉感知相关,大部分人更喜欢偏暖一点的画面,所以白平衡的结果并不是以绝对平衡为美,而是可以赋予一定的创作空间的,这点空间中,需要注入厂商对色彩的整体理解,也是厂商品味的体现。
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