误区 | EVA1的自动黑平衡和RED的黑平衡校准不是一回事

众所周知，在摄像机中，我们常需要做"调白"的操作，通过这个操作，我们能够准确的在不同的环境光中还原白色，以保证颜色的准确。

白平衡的原理是基于亮度方程（Y=0.299R+0.587G+0.114B），调白了之后，画面上的白色位置的红绿蓝三基色数值是相等的。

电视原理中经典的亮度方程

但很多朋友不知道的是，其实对于一个摄像机，在白平衡之前，需要做黑平衡。在画面处于黑色时，理论上黑色位置的RGB都应该为零，但有时候，RGB的数值会漂移，造成RGB三个数值不等，这样，在应该显示为黑色的时候，会出现其它颜色的偏色。

在以前的时代，在温度变化大，或长时间没用摄像机时，这时会有比较明显的黑平衡漂移，但这个现象在现在的机子已经做得非常好了，虽说有的机子也有自动黑平衡（ABB）校准，但一般都不常用。如松下EVA1，就有ABB的操作选项。

松下EVA1的自动黑平衡校准菜单

对于摄像机，只有黑平衡准确了，调整白平衡才有意义。

这是黑平衡的标准说法，也是教科书上对于黑平衡的解释。它的原理是通过测量实拍的黑色画面，最后调整RGB三个电路的分压来校准黑平衡。

但在实际的设备中，有些黑平衡，却不是这个意思。如我们在RED摄影机常见的，在Cal中，如果T/E出现红色，就意味着摄影机提示你应该校准"黑平衡"了。

RED小武器的小监界面

这个黑平衡与刚才说说的黑平衡是二个概念，如果从数字信号处理而言，RED的黑平衡校准其实校准了二方面：Dark Frame和BIAS Frame，也就是暗场和偏压场。

那这如何理解呢？下面要先扯一扯数字成像的基本原理。我们现在的感光元件CCD或CMOS，理论都源自初中物理中说到的"光电效应"，简单说即光照射到CCD或CMOS的靶面上后，产生电子，这个电子形成信号，再经过放大，采样，量化，编码等步骤，形成图像。

光电效应原理

注意，图像的本质其实是来自于电子。

但是我们在初中又了解到，电子的活跃度，与温度也有关系，温度越高，电子越活跃。

那这里就会出现一个问题，即使我们盖上镜头盖，不接受任何光线照射到感光元件上，CCD或CMOS也不进行曝光不运作，它内部原有的电子，依然会由于温度的原因，自己在活跃，这个活跃度产生的信号，也能够被放大，形成图像，这就是固有的底噪，在数字信号处理上叫做偏压场。

而如果我们盖上镜头盖，不接受光线照射，开机拍摄一个黑的画面，也能够拍摄出一个带有一堆噪点的图像，这就是暗场，注意，它与曝光时间（快门）有关系，与ISO有关系，也与温度有关系。曝光时间越长，噪点越多，温度越高，电子的活跃度越大，噪点越多。暗场带来的噪点，一般多是热噪点。当然，我们在拍摄暗场的同时，实际上也拍摄了偏压场。

受热噪影响比较大的暗场画面

这样，如果打开镜头盖，拍到的画面其实是照射到感光元件的光线，与暗场，与偏压场混在一起的画面。

这里就出现一个技术了，既然我们能够盖上镜头盖得到一个暗场+偏压场的画面，不盖镜头盖能够得到需要拍的场景+暗场+偏压场的画面，那我们是不是可以先拍一个暗场+偏压场的画面，然后在实际拍摄时减掉这个信号呢？这样就得到了更加纯净的实拍画面。

RED的黑平衡校准干的就是这个事。所以它会检测温度，温度如果太高，摄影机认为热噪点会带来明显的影响时，就会提示你说，应该做"黑平衡校准"了。所以你会盖上镜头盖，拍一堆"黑平衡校准"数据。

RED的黑平衡校准数据（来源：RED特战队）

通过这个方法能很好的减小热噪和底噪，而且配合RED记录RAW文件的话，更能在后期得到更加干净的画面。

而且这个操作也能消除一些在高增益下出现的固定"坏点"，因为在高增益下盖上镜头盖拍摄时，那些坏点也记录在暗场上，随后可以在实拍画面中减掉（实际上不一定能完全减掉）。

画面中固定的坏点

除了RED，索尼的APR（自动瑕疵去除）实际上也是做的相同的事。它在校准时也会提示你将镜头盖盖上。很多人将它叫做"黑平衡校准"，其实是有误区的，这个黑平衡的概念与RED相同，但与黑平衡的定义实际是二回事。大家在使用时，一定得弄清它们的不同。