相机如何实现不同的白平衡模式？

我的相机（Nikon D7100）具有多种白平衡模式。我想知道当我选择其他选项时会发生什么。它在内部做什么？拍摄后是否会改变颜色成分的强度。还是会改变图像传感器色彩通道的灵敏度？当我选择自动白平衡时会怎样？它如何决定使用哪些设置？

相机无法更改传感器的光谱灵敏度，而这些灵敏度已被烘烤到芯片中。

实际发生的情况取决于您保存文件的格式。如果是原始文件格式，则发生的情况是将相机白平衡设置记录在原始文件中，供原始文件处理器用来创建该白平衡。

如果要编写JPEG文件，则有些不同。相机知道传感器的色彩敏感度，并配备了该信息，可以根据相机中选择的白平衡来计算每个像素需要多少改变以及在哪个方向上需要改变。

请记住，在使用CIEXYZ颜色空间进行计算之前，所有数学运算都不会在RGB值中完成。然后，根据相机中选择的ICC配置文件容器空间，使用新的白点计算每个像素的XYZ值。因此，根据Adobe RGB或sRGB的选择，相同颜色的XYZ值可能会导致不同的RGB值。

进行了其他计算以消除传感器噪声（暗帧减法），并且在运行了许多彩色渲染算法以将线性RGB值更改为场景RGB之后，将输出更改为白点，然后将它们写入到正确的色彩空间。

自动白平衡会查看场景最亮区域中的主要颜色，并将其用作必须具有的白色的基础。就像我们的视觉系统使用色彩适应一样，但是方式要简单得多。XYZ颜色空间的一部分称为光谱轨迹。见下文

因此，根据传感器拾取的最强白值，沿着该已知线调整白点。在许多图像中，没有清晰的白点，因此相机使用这条线通过光谱轨迹的哪一部分最接近最亮的像素来决定将白点放置在何处。

任何模式都不会改变传感器对光的反应方式或读取方式。这就是为什么白平衡设置对RAW文件没有影响的原因，只有两个例外：嵌入的缩略图（通常是JPEG）和记录在EXIF中的白平衡参数。

白平衡模式分为3类：

• 自动：相机从多个点读取场景，并使用公式猜测光的色温。
• 预设（包括开尔文）：色温是硬编码的。
• 自定义：相机会测量应该是白色的物体反射的光，以了解色温。

在所有这些情况下，都以相同的方式从传感器读取RAW数据，并且在转换为设置的色彩空间（通常为sRBG，有时为AdobeRGB）时，处理器会应用颜色转换以产生可抵消测量的白平衡。

白平衡通过调整颜色之间的感光度比率来起作用。对传感器没有实际影响（这就是为什么在拍摄RAW时白平衡并不特别重要）的原因。

在完全中性的图像上，如果您具有相同数量的红色，绿色和蓝色的光，则如果您具有80％的灰色，则对于红色，绿色和蓝色将获得.8，.8，.8的值。另一方面，如果您将白平衡调整为对蓝色更敏感，那么现在将乘以蓝色的.8，结果可能是红色，绿色和蓝色的.8，.8，.9 ，即使传感器实际上说的是.8，.8，.8。

对于各种颜色分量的灵敏度，不同的预设对应于不同的乘数，并且传感器实际捕获的值与这些预设相乘，以便获得白平衡JPEG图像的最终色彩。