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前言
同样是拍摄一张白纸，为什么有时会偏橙，有时又泛蓝？
同一地点、同样的光线拍摄风景，为什么他拍出来显得正常，而我拍的却显得偏冷？
为什么我拍的人像，肤色总是会偏黄？到底是哪里设置错了？
在今天的这篇文章中，影像君和大家来聊聊另一个摄影术语——白平衡。
在相机里，它可能是一个不太起眼的参数，但是，你使用得少并不等于它可有可无，它的重要性只是被你低估了而已。
1.1 色温
一个理想黑体受热时会产生电磁辐射，发出不同颜色的光，其表面的温度用「色温」（color temperature）来描述，单位为开尔文（Kelvins），简写K。当温度较高（如高于9000K）时，黑体会发出泛蓝的「冷光」；当温度较低（如低于3000K）时，黑体发出泛红的「暖光」；当温度趋于中等（如6000K左右）时，则黑体发出「白光」。
如果觉得「黑体」太抽象，那我们可以把它想象成一块金属：当温度上升到一定程度时，金属会发出橙红色的光，若继续加热，金属会发出泛白的光。我们平时所说的「白热化」便是引申于此。
辐射可见光的色相与黑体温度之间的关系如图1-1所示：
图1-1
可见，色温越低，光线越「暖」（偏红、偏橙），反之，色温越高，则越「冷」（偏蓝）。这跟我们色彩感知心理中「冷暖色」的概念恰好相反，不要混淆。
因结构和热辐射各异，不同类型的光源发出的光会呈现出不同的色温。以下为各种光源所对应的色温（经验值）：
图1-2
1.2 白平衡
在摄影中，我们的理想目标是尽可能还原与场景光源一致的色温。这种用于平衡不同色温、校正色彩偏移的方式，称为「白平衡」（white balance），简写为WB。之所以称为「白平衡」，是因为白光是中性色，处于色温值的中间。白平衡也称为灰度平衡、中性平衡等。
图1-3，Photo via ricoh-imaging.jp
那么，问题来了：为什么色温对我们的摄影如此重要？为什么我们需要获得「正确的」白平衡？
二、人眼的色彩适应与白平衡校正
光源的色温之所以如此重要，皆因光线色彩的变化会直接影响人眼对物体固有色彩的判断，在视觉理论中称之为人眼的色彩适应（chromatic adaptation）。
2.1 色彩适应机制
我们在日常生活中都有过这样的体验：当我们从昏暗室内一下走到阳光强烈的室外时，我们会感觉非常刺眼，眼睛无法睁开，但不用多久，我们的眼睛便适应了这种强度的光线，可以看清烈日下的物体；此时，若我们再从室外走进昏暗的室内，我们会感觉眼前一片漆黑，分辨不清暗处的事物，需要过一会儿眼睛才能适应过来。
视觉理论指出：人眼的敏感度会因外界的视觉刺激的增强而减弱，反之亦然[1]。
我们来看图2-1，从上至下，大方块的亮度依次递减（白-灰-黑），小方块的灰度值保持不变，然而，当我们缓慢地从上向下观察时，小方块却呈现出「颜色逐渐变浅变亮」的错觉。
图2-1
不仅背景亮度会影响我们对物体的判断，背景的颜色亦有此等效果。
我们再来看一张图。现有两组RGB值完全相同的三个小色块，颜色分别为绿色、红色和灰度。一组置于蓝色背景中，另一组置于黄色背景中，如图2-2所示：
图2-2
仔细观察左右两组的小色块，横向对比，你会发现，原本两组颜色一样的小方块，但我们感知到的色彩却有差异：
在左侧的蓝色背景中，小方块的颜色显得偏黄、偏深；而对比右侧的黄色背景，相同颜色的小方块却显得更蓝、更浅一些。
对于这种色彩现象，色彩视觉理论的解释为：当背景色（观察条件）改变时，同步对比（Simultaneous contrast）会产生一种刺激，从而导致感知到的色貌（color appearance）发生偏移。
既然背景光线的色温对主体颜色有如此重要的影响，那么，数码相机是如何校正色温的呢？
2.2 白平衡的校正
我们来做个简单的实验。光源为阳光的反射光，室内无其它光源，主体为纯白色物体。在光源和主体不变的条件下，仅仅改变相机的色温值，在室内拍摄同一个物体：
影像君将相机色温值设置为10000K（可调最大值），对着白色物体拍摄，画面如图2-3所示：
图2-3
再将相机色温值设置为2500K（可调最小值），对同一个主体拍摄的画面（如图2-4所示）：
图2-4
通过对比两张照片，我们可以明显看到，尽管光源和主体都一样，但相机色温设置的不同，可以直接形成「一暖一冷」两种截然不同感觉的画面。从另外一个角度而言，也说明了这两个色温值都是错误的，因为它们都导致了原本白色的物体出现了严重的色偏。
数码相机校正白平衡的基本原理大致是这样的：
当色温值为某个给定值时，相机的系统会进行色温反向补偿，使其达到中性色温。如上述的10000K，相机认为此时色温太高、色彩偏冷，需降低色温，但往往容易「过度补偿」，导致白平衡朝低色温过度偏移，直接影响就是致使画面偏暖，反之亦然；
若相机设置为自动白平衡（AWB），系统通过感应判断画面中色彩所占的比例，若暖色（橙、黄、红等）比例较高，系统就会通过提高色温进行补偿，结果画面会偏冷，反之亦然。因此，在混合光源或光源有明显色彩倾向的场景中，相机的自动白平衡功能往往并不能准确还原场景的光源色温。
那么，我们如何才能获得与场景光源色温一致、符合观感的白平衡呢？
三、如何获得正确的白平衡？
3.1 前期
前期的方式又大概可以分为两种：相机设置和白卡（灰卡）。
3.1.1 相机设置
如今的数码相机都会内置「白平衡」功能。该功能本质上是提供多种预设或手动的色温方案。进入白平衡菜单，会有以下一些常见图标：
图3-1
我们大概可将其分为两部分：前三个白平衡为手动色温方案，余下为预设色温方案。
对于第一部分：
（1）自动：自动白平衡本质上是一套「估测算法」，其色温范围介于3000K~7000K之间。它通常适用于阳光灿烂（不包含日落日出的场景）的室外环境，在其它场景中往往效果不佳。因此「自动白平衡」并非是一个非常智能或精确的色温方案。
（2）自定义：所谓自定义，是指当你在某光线条件下拍摄了一张相片，相机会记录下相应色温值并应用于你拍摄的下一张相片中。
（3）开尔文：提供一个2500K~10000K的色温范围，适用于有经验的专业摄影师。
对于第二部分，则为相机提供的常见6种光源的白平衡预设值，对应的色温值可参见第一节内容。
下图（图3-2）为包括自动白平衡在内的6种模式下所拍摄的照片，大家可以对比感受一下：
图3-2，Photo by Joshua Dunlop.
我们在拍照时可以根据场景的光源及光线条件，评估使用相应的白平衡。判断是否使用了正确的白平衡，一个简单的方法就是：看照片出现的色彩倾向是否与我们肉眼所感知到的一致。
但是，我们前面已经知道，眼睛容易对长时间的色彩刺激产生适应，因此这种判断虽然方便但并不准确。
3.1.2 白卡（灰卡）
若拍摄的画面中存在白色区域，可直接作为白平衡的参考点；若无，则可自制一张便携的纯白（灰色亦可）卡片，作为中性色温的参考点。方法很简单：
设置一个白平衡值，将白卡置于镜头前，与拍摄主体合拍一张，观察当前色温下的卡片是否依然保持原色，有无色偏。若卡片偏冷或偏暖，则说明所设置的白平衡有误，应重新调整。
图3-3为不同灰度值的白平衡灰度卡：
图3-3
当然，如果你觉得这种前期调节白平衡的方式太麻烦，可以通过后期软件去校正。
3.2 后期处理
3.2.1 手机端
手机端的图片编辑App有很多，这里以主流的Snapseed为例。
在Snapseed打开一张素材（如图3-4），果盘大面积的黄绿色反射光，致使手机的自动白平衡出现了「误判」，照片整体偏绿，橙子表皮显得暗淡无光。因此我们需要纠正这种色偏现象，以获得正确的白平衡。
图3-4
点击工具-白平衡，进入白平衡调整界面，点下方的「吸管」工具并移至画面中的灰色区域进行采样，吸管周围的圆环颜色即为当前采样色。如图3-5所示：
图3-5
可以看到，偏绿或偏冷的现象有所缓解，主体（橙子）的颜色恢复至我们平时肉眼所观察的水平。
3.2.2 电脑端
电脑端的后期处理，本文以Lightroom为例。
在Lightroom中导入图片素材，点击「修改照片」进入编辑界面。观察右上方的直方图，我们不难发现，照片存在「高光偏绿、暗部偏蓝」的色彩倾向。如图3-6所示：
图3-6
我们的调整思路依然和手机端一样：找到一个近似的灰色区域作为我们的中性色温参考点，利用吸管工具自动校正白平衡。
点击并移动吸管工具，在橙子表面找到一个偏灰（因为画面中没有纯白的区域）的区域作为中性参考点。这个「中性点」可通过观察吸管旁边显示的RGB值获得——R、G、B三个数值越接近相等，色彩越趋向中性。如图3-7所示：
图3-7
可以看到，校正白平衡之后，高光的绿色收敛了一些，橙子恢复了橙黄色，暗部也少了一些冷色。白平衡校正前后对比如图3-8所示：
图3-8
如果想减少色温校正带来的色彩畸变，或者获得更大的色温调整范围，建议前期拍摄时使用RAW格式，当然，前提是你的相机支持此类格式。
结语
最后，我们来简单回顾一下这篇文章的内容。
我们从色温讲到了白平衡的定义，从人眼的色彩适应到介绍相机白平衡校正原理，最后从前期和后期两大方面详述了校正白平衡的解决方案。
「白平衡」虽然看似是一个很简单、甚至有些不起眼的参数，却可以在很大程度上直接影响我们的最终影像。对于一个摄影术语，作为摄影爱好者的我们，不仅要知道它「是什么」，还要明白它背后的「为什么」，只有明白了其中的原理，方能将这种高阶认知思维应用于拍摄实践中，提升我们的出片效率，少走一些不必要的弯路，少入一些不必要的坑。
参考文献
[1]Elizabeth Allen,Sophie Triantaphillidou,The Manual_of_Photography (10th ed.) Oxford Focal Press；
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