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《了解RGB通道与数码相机白平衡的关系》

[2006-3-24 03:00:47]    来源：大艺影像   作者:daee-d   进入论坛

前言：
这里的理论是以数学量化概念来讲的，适用于严谨的商业摄影，摄影及感光器材的测
试。本文所及内容与彩色摄影艺术夸张和色调风格渲染的色彩无关，特此强调！

从中性灰测试图卡与输出色偏误差在视觉上的关系讲起
白平衡的概念并非是以标准色卡(Target)来设置的，顾名思义，白平衡就是RGB光源中色
谱分量平衡时的值。因此设置和调整影象记录设备白平衡是必须以白色对象为准，比如
纯白色的纸张（可以用白色敷层的打印纸）对相机进行白平衡设置。更准确的白平衡设
置应该使用中性灰卡对摄影现场的测试：
http://www.daee-d.com/golden/Color_Gray01.htm
使用标准灰板测试现场光线不但能使白平衡准确，而且还能确定正确的暴光参数。

    根据三基色RGB=1:1:1产生中性灰的原理，我们在对一幅色彩照片是否能够真实还
原出记录色彩的准确性的前提是必须先校准设备的白平衡，然后使用标准测试图卡(Target)
来检验输出的照片，但是实物色标卡更多是用在设备或感光材料的测试中，而且使用是有
条件的，必须在摄影标准色温条件的6500°K下进行测试。在自然环境里的测试是以设备白
平衡准确为条件的！因此你没必要一定使用它来测试白平衡，完全可以通过观察影象中黑
色、灰色和白色区域是否有偏色来确认。

下面这个图卡是本站制作的电子Target，电子标色卡在后期校色中是万能的，它可能用来检
验任何没有实物Target做参照影象的偏色。色标卡中的灰阶过度条是用来鉴别中性色的还原
是否有偏差的。在视觉上，实际照片上的灰色应该是无偏色的正灰色，而更严格的测验是在
PS的信息板上看它的RGB参数是否为1:1:1来决定。这个用来测试输出照片的电子标准图卡的
中性灰是一个绝对值，即RGB=1:1:1，这是一个作为基准参照的物理值，色标卡中的S色块是
标准肤色区域。参照它你可以用PS的各种矫色指令迅速矫正任何一张照片因为前期白平衡不
正确而造成的偏色，但在实际输出中由于设备传输中的各种因素，颜色会产生一些偏差，被
称为色偏误差。

    色偏误差的原则又被原始影象的RGB数据平衡所约定，误差在输出的彩色影象中所
还原出来的灰色应该在三基色光源环境下观察，它的灰色在视觉上应该是纯正的，既不
偏向青绿也不偏向红黄；由于人眼客观上有在颜色对比的感觉上产生错觉的习惯“视觉
校色”效应，比如白色纸张在任何光线环境下人都会看它是白色那种错觉。

    根据人眼的错觉，我们来研究一下PS校色指令“色彩平衡”中的情况吧。你看，三
个校色滑竿依次为C--0--R、M--0--G、Y--0--B的RGB基色与CMY补色关系，它们是以-100--0--+100
的正负数据划分。从一张色彩丰富的照片的RGB平衡上来说，偏色数据误差在8%以内完全
可以糊弄经过专业训练的校色人员，而10%内的色偏误差可使绝大多数职业摄影师感觉不
出来，20%的色偏误差能满足绝大多数一般对彩色照片的要求，甚至大多数人会认为夸张
的甚至偏色的照片很愉悦眼睛。这是由于丰富的颜色彼此产色别反差对比对视觉产生了干
扰，使得色偏被忽视的原因。更有趣的是，当一张单一颜色的灰板照片的RGB数据不平衡
有色偏时，视觉也是麻木的，因为没有参照物做对比。此时唯一能鉴别的办法是用金属的
物质灰做对比来鉴别照片的中灰是否纯正。

综上，根据大量视觉测验结果来看，人眼对影象的偏色大多是麻木的，因此很多人不认为
彩色照片的颜色会有什么问题。

RGB通道与白平衡的关系
    彩色影象的RGB通道是建立在RGB=1:1:1基础概念上的，我们来用前述的标准电子影象
测试卡(Target)来说明通道的原理。
    在理想值的中性灰测试图卡中，不偏色影象的色彩用带有中性色、红色（R）、绿色
（G）、蓝色（B）和它们的补色青色（C）、品红色（M）和黄色（Y）以及由RGB基色在不
同数据下相互混合出的其它颜色，还有肤色色阶范围图共同组成。这个电子标准颜色图卡
所描述的是一系列颜色的绝对值，用它作为衡量颜色的基准尺度。在显示器上看这个绝对
值的标准图卡的条件是，显示器的RGB白场值也必须设置为RGB=1:1:1，此时来观察图卡的
颜色就是统一标准下的绝对值颜色。这个标准图卡和显示器的绝对值被作为一个定制，用
来检验前期影象记录设备的色偏参照值基准。故，好比天平的定量尺度。这个标准色卡奠
定了一个由RGB三基色混合出来的标准且色彩信息完整的颜色影象，其中RGB三个色彩通道
的参数来不得半点人为的变故！为了容易理解，这里本文用“清晰视觉”来表示这个基准，
这是衡量视力的前提。

    我们再来看影象记录设备的白平衡，色谱分析仪的结果证明自然环境光线下并没有绝
对的RGB=1:1:1的中性色，但是人眼对中灰色的认定是以白色与黑色过度的中间色为依据的，
黑色与白色意味着无色，而无色的中间色当然就是灰色了。由于摄影拍摄环境里的阳光、灯
光的色温随地理位置、时段以及各种因素而随时变化，现场色温对RGB平衡来说是一个典型
的变量值概念！由于前面我们已经人为用RGB的绝对值作为一个定量参照基准，所以只要我
们在摄影前期的影象记录设备上用调整CCD感色介质的RGB比例参数来使其符合到现场光源
色温的RGB值上即可达到前期的平衡了。这种办法其实是用“就斜应斜”的办法使RGB达到平
衡。例如，低色温是色彩趋向黄色，我们就调整相机的“用户自定义白平衡”使CCD感色的
蓝色减至补色黄的参数上，其它颜色依次类推，最后让相机的RGB与现场光源的RGB相同即得
到了平衡。
虽然自定义白平衡并不能使CCD的RGB在数据上达到1:1:1,但是它在变量的色温环境里用你凸
我就凸，你凹我就凹方式使相机RGB与现场光源的影象的RGB趋向平衡。为了容易理解，这里
还是用“清晰视觉”来表示白平衡失衡后是怎么来用变量手段撮合“清晰视觉”的。

基础概念：
影象记录设备的白平衡设置是适时环境的色温来撮合设备CCD感色介质RGB通道
对现场影象色温的平衡。实物色标卡Target相当于现场被拍摄的景物，仅作为那一张照片后
期影象色彩还原的参照，它对前期设备的白平衡设置没有任何的意义！而电子色标卡是个定
量化基准，用来对任何一幅彩色影象后期校色的绝对标准参照标准。

    到了这里我们就理解了摄影前期的白平衡调整，实际就是定制拍摄影象中RGB通道的平
衡，从而保障色彩信息的完整性。由于变量关系中的RGB失衡是由摄影环境光的不确定因素
造成的，因此我们用类似矫正视力的办法使白平衡的“视觉”达到看景物的清晰度，这样就
保证了照片白平衡的“视觉”在已经定量化了的显示器上的“清晰视觉”一致的目的了。

在科学的世界里，任何东西都是以数学概念来量化的，要量化一个东西你必须先固定一个
基准作为参照物，才有可能去衡量东西的大小尺寸。否则凭变化莫测的变量感觉，你怎么能
确定物质在什么位置上，在哪个空间里？感觉派们总喜欢用没有支点而浮来起来的理论来说
事，这也好比他们自己总想用自己的手将身体提到半空而屡屡失败那样，愚蠢。

别在通道上动手动脚
综前述，对于通道的威严笔者不是在危言耸听，RGB通道就好比彩色胶片物理构造上的三个
感色乳剂层，它是永久被固定着的，不允许有任何改变！它是合成整个影象信息的神经中枢，
一旦生成了影象生命，颜色的全部器官就由通道主宰，我们无权对影象的生命做试验动手动
脚随便宰割，就好比我们不能改变胶片的乳剂层那样，明白了这个道理后你千万别试图在通
道上打主意，这东西不是闹着玩的，通道不是校色的工具！

是谁动了通道，一眼就看得出来。让我给你指出吗？看，在你的“调色”颜色基本看得过去
的画面中，该是白色（RGB=255）的地方却变的有颜色了，那就是你烧石灰的去动了人家磨
面机的螺丝！

附上几张前期白平衡正确和后期白平衡原理校色的样片供参考。

• 米娜 (2006-3-24 03:17:57)

• 烧石灰的动了人家磨面机的螺丝—————— 呵呵~~~ 直白！

• feilv (2006-3-24 04:21:07)

• 网上清风 (2006-3-24 21:52:50)

• 带了板凳来听课！

• ESC (2006-3-28 10:30:56)

• 受教育....一个字顶.........

• ekan (2006-3-29 11:27:55)

• 现在看这些，好像容易点

• a1_12345678 (2006-3-31 13:47:58)

• D老大啊,不顶不行啊.学习一下,通道一直不大了解.只是会套用一下.今日终于有了实际认识.
  
  [ 本帖最后由 a1_12345678 于 2006-3-31 01:53 PM 编辑 ]

• wilion (2006-3-31 16:10:10)

• 顶

• CCT2004 (2006-6-19 05:10:49)

• 喔. 米娜姐也成传说中的人物啦.

• 着迷 (2006-7-16 22:14:12)

• 学习、再学习！

• ADULI (2006-8-21 14:50:46)

• 受益菲浅！多谢！

• teamark (2006-8-22 10:11:25)

• 顶一个

• nanhai (2006-8-23 09:19:25)

• 句句都精彩！
  学习了，谢谢D姐！

• lhhdz (2006-8-26 18:11:59)

• 不错。值得学习。

• nanhai (2006-8-29 18:18:46)

• 这篇文章很精彩的。
  看了好几遍，每次看都有新感受。
  今天没校色，主要看看以往的一些教程，巩固、感悟。

• 烟民 (2006-9-11 03:44:54)

• 上了一课～，受益中
  
  顺便问一下，用灰板如何放置呢？是手持还是搁置？相机和灰板是90度吗？
  假如相机镜头焦距短了，这样离灰板就很近了是否有影响呢
  
  [ 本帖最后由 烟民 于 2006-9-11 03:48 AM 编辑 ]

• 灵敏的触角 (2007-6-28 23:31:42)

• 最基础的，也是最欠缺的，更是最该学习的。

• rong.sky (2007-11-17 19:34:03)

• 

• liu582003 (2007-11-28 18:49:59)

• 通道不可用于校色,记住了!

• 红九九 (2007-12-28 17:09:26)

• 本人练习少，但认为通道也是可以试下的

• qing00xin (2008-2-16 13:56:06)

• 收下有空再仔细看看谢谢