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技术科普丨色温

2021/6/9 9:18:19   来源:

概念简介

说到夏天,第一反应就是热,所谓夏天有三宝:空调,WIFI,冰西瓜,我们又到了空调就是生命的状态。

这里所说的冷和热是指环境的温度,在手机摄像模块的生产过程中我们经常会听到“色温”这个概念,那到底什么是“色温”呢?

一个理想的黑体辐射体通过加热,发射出和某一种光源所发射的光的温度相同时,此时该黑体表面的开尔文温度就被称为光源的色温(Color temperature)。单位用kelvin表示(符号K)。

色温是一个被量化的数值,那么就也会存在高低之分,而且在我们的视觉感受上也会存在差异。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。

色温渐变

但是与大家对环境温度理解不一样的地方在于色温低被称为暖色调,色温高反而称为冷色调。

如下是我们日常生活中一些典型的色温对应光线来源:

色温的影响

除了温度计,我们一般通过身体的感觉来感知环境温度是高还是低;那么色温呢?

当我们走进商场和酒吧,大家的感觉肯定不一样吧,现在的商业场所都会使用不同的灯光色温,通过“商品视觉化”吸引消费者产生兴趣,恰当地使用灯光,可以引发顾客购买欲望。

■红色和橙色,使人感觉温暖,兴奋和愉悦。

■靛蓝色、蓝色、紫色和绿色能使人冷静、镇定、克制。

这些大家在日常生活中应该也经常会遇到,比如安装了不同照明灯的房间会呈现不一样的色调。

所以不同的色温在我们视觉上会形成差异,人的眼睛还能根据外界光线的变化进行适当的调整,而相机并不具备这样的能力,所以当外界光线变化较大时,反映在照片上的反差要比人眼所见的更为明显。

颜色的平衡处理

如上文所说摄像模块对于色温变化,反应在图像上的差异明显,而在一日之间太阳光的色温也是随时间的变化进行着变换(早晚偏低、中午偏高),并且会混合很多其他的光线。那我们的摄像模块要如何来适应这多变的色温条件呢?

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为了使相机在不同色温下出图效果和人眼看到的一致, 我们需要对图像中的颜色做一个平衡处理—我们称之为白平衡调试,简单说就是把白色还原为白色的过程。这关系到色彩的正常还原与色调的运用,所以调试时需要在很多个场景中进行参数的配比来更好地适应光线,让照片更加接近实际色彩。例如当画面偏蓝的时候,我们可以为画面提拉暖色,从而实现平衡的效果。同理,当画面偏黄的时候,我们可以为画面加入冷色。

当然,为了满足不同地区的用户喜好,在调试时也会有偏向某个色调的情况存在。