手機拍照功能的白平衡是幹啥的?

2020-12-06 大話科技與生活

科技再進步,時代在發展。手機行業發展迅速,遙想當年,翻蓋、彩鈴和旋是手機的主要宣傳點,但是在當前時代,手機拍照成了一大宣傳功能點。像素越來越高,圖片越來越清晰。但是我們平常人在用手機拍照的時候,除了應用美顏和濾鏡,有注意過其實手機拍照裡還有許多未注意過的功能嗎?例如:白平衡、曝光補償、感光度等按鈕嗎。接下來,我們就一起簡單了解一下,白平衡到底是幹啥的。

手機白平衡按鈕

在這之前,我們先了解一下色溫,專業解釋為:黑體溫度指絕對黑體從絕對零度(-273℃)開始加溫後所呈現的顏色。黑體在受熱後,逐漸由黑變為紅色,轉黃色,然後發白,最後發出藍色光。當加熱到一定溫度,黑體發出的光所含的光譜成分,就稱為這一溫度下的色溫,計量單位為「K」(開爾文)。比如,一個燈泡發出光的顏色和黑體加熱到3527°發出的顏色相同,那麼這隻燈泡發出光的色溫就是3527+273=3800k。

色溫作為一個可以被量化的數值,肯定有高低之分。色溫越低,顏色偏紅,我們稱之為暖色調。色溫越高,顏色偏藍,我們稱之為冷色調。

色溫顏色分布
一些場景的色溫分布

對於自然界或者商場裡,我們可以通過人眼去感知色溫,色溫稍低,給人一種溫暖、愉悅的感受,色溫高一點,給人一種冷靜、鎮定的感覺。那麼攝像模組是如何去感知的呢?

為了使模組在不同色溫環境下能表現出和人眼看到的保持一致,我們需要對模組進行一個白平衡的操作,既白色還原成白色的調節。因為在不同的色溫環境下,白色可能會偏紅或者偏藍,那麼在模組出廠之前就會對其在某種色溫下進行一個還原成白色的調節。這種操作只是讓模組真實的還原顏色,並沒有考慮到人的感受,所以AWB的調節其實就是為了結合個人感受,選擇不同的色溫,從而拍出符合人們情緒的色溫下的照片。

AWB(Automatic white balance)自動白平衡。我們都知道所有的顏色都是由R(紅)、G(藍色)、B(綠)的三原色組成,那麼他們是怎麼校正的呢,首先在不同色溫下,模組的圖像傳感器對白色的響應不同。

不同色溫RGB的響應

而正常情況下,白色在人眼中的表現應該是這樣的:

人眼中白色RGB分布

也就是RGB三個能量相等時,表現在人眼中就是白色的,但是模組可沒有這種能力,在不同色溫下,白色可能偏紅也可能偏綠,那麼模組在出廠的時候會在固定的色溫下,比如5000K的色溫下,拍攝一張白色的圖片,然後將通過將RGB三個各自乘以一個係數,從而達到三個能量相等。比如:R=20、G=80、B=30,因為G值最大(這個是由於sensor上的像素排布決定的,G的像素總量等於R和B的總和),所以以G作為參考。G_gain = 1,R_gain = 80/20,B_gain = 80/30,將這個增益數據寫到手機攝像模組裡,那麼在真實拍照的環境下,就會通過該增益進行修正,從而顯示正常的顏色,白色顯示對了,那麼其他顏色也就顯示對了。但是如果真實環境下的拍照色溫偏差比較大,通過這個在5000K的色溫下燒錄的數據進行還原RGB也不是很準確。所以手機中出現了白平衡這個按鈕,對於想調節色溫的人來說,可以方便的根據自己的喜好和當時的情緒進行色溫調節,從而達到圖片的不同色調。

好了,這次就說到這裡,只是簡單的做一下科普,沒有深入去講解其中的原理,科技其實離我們很近,只是我們沒有去發現或者有些用不到。

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