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1、白平衡

什么是白平衡呢?白平衡的英文表達是:White Balance，如果不是很容易明白的話,我們可以換個表達方式:白平衡就是讓白色看起來是白色。What？！白色看起來是白色？你是在搞笑嗎？白色不是白色的話，難道會是黃色？我們來舉個例子吧，你有一直白色的狗狗，擼一擼很舒服。你想給你的這只愛犬拍個可愛的照片，那么這只白色的狗狗在你的照片里是白色的嗎？和可能是，也很可能不是。比如，你的這只愛犬站在昏黃的路燈底下，那么拍出來的照片上，這只狗狗是什么顏色的呢？還是白色嗎？昏黃的路燈在狗狗的身上投射出孤獨的黃色……（此處應有天地孤影任我行背景樂）。

為了讓白色的狗狗在照片里是白色的，那么就需要白平衡來調(diào)整色調(diào)。

1.1 什么是白平衡

什么是白平衡呢？我們先看一段百度百科的介紹吧：

白平衡，字面上的理解是白色的平衡。白平衡是描述顯示器中紅、綠、藍三基色混合生成后白色精確度的一項指標。白平衡是電視攝像領(lǐng)域一個非常重要的概念，通過它可以解決色彩還原和色調(diào)處理的一系列問題。白平衡是隨著電子影像再現(xiàn)色彩真實而產(chǎn)生的，在專業(yè)攝像領(lǐng)域白平衡應用的較早。家用電子產(chǎn)品（家用攝像機、數(shù)碼照相機）中也廣泛地使用，然而技術(shù)的發(fā)展使得白平衡調(diào)整變得越來越簡單容易，但許多使用者還不甚了解白平衡的工作原理，理解上存在諸多誤區(qū)。它是實現(xiàn)攝像機圖像能精確反映被攝物的色彩狀況，有手動白平衡和自動白平衡等方式。許多人在使用數(shù)碼攝像機拍攝的時候都會遇到這樣的問題：在日光燈的房間里拍攝的影像會顯得發(fā)綠，在室內(nèi)鎢絲燈光下拍攝出來的景物就會偏黃，而在日光陰影處拍攝到的照片則莫名其妙地偏藍，其原因就在于白平衡的設(shè)置上。

是不是很拗口？看完也不知道什么意思，沒關(guān)系，看完這篇文章你就知道什么是白平衡，該如何使用白平衡啦。

在我們使用的相機上，都可以設(shè)定白平衡，大多數(shù)的人都設(shè)定成自動白平衡，這個方式簡單又方便，大部分情況下也可以滿足日常拍攝的需求。相機會分析我們拍攝場景的光線環(huán)境，并且盡力還原白色，光的色調(diào)是通過色溫來實現(xiàn)的，色溫會告訴相機這些光是暖色調(diào)還是冷色調(diào)。在我們使用的相機上，都可以設(shè)定白平衡，大多數(shù)的人都設(shè)定成自動白平衡，這個方式簡單又方便，大部分情況下也可以滿足日常拍攝的需求。相機會分析我們拍攝場景的光線環(huán)境，并且盡力還原白色，光的色調(diào)是通過色溫來實現(xiàn)的，色溫會告訴相機這些光是暖色調(diào)還是冷色調(diào)。

1.2 色溫是什么

色溫說的是光線的溫度，比如暖光或者冷光。色溫的測量單位是開爾文，表示為K，也就是我們平常經(jīng)常再說色溫的時候，見到的比如5000k, 4500k這個概念。

冷光，色溫高，偏藍
暖光，色溫低，偏紅

現(xiàn)在我們是不是大概明白色溫的意思了？色溫其實并不難懂，上圖當中色溫從低到高，顏色也由偏黃的暖光到偏藍的冷光。

1.3 常見的色溫

有一些常見的場景的色溫，我們需要比較熟悉，這樣可以幫助我們快速的判斷我們的拍攝場景，選擇合適的色溫。

陰天的下午或陰天：6000-7000K
直接正午的陽光：5200-5500K
白色熒光燈：4000K
白熾燈：2800K
蠟燭：1800K

在網(wǎng)上找了一張比較直觀的表示色溫的圖片，這樣更清楚的看到低色溫和高色溫之間的區(qū)別和色溫值了。暖光的色溫低，偏紅，冷光的色溫高，偏藍。

1.4 如何使用白平衡

在了解了什么是白平衡以后，我們來看看如何使用白平衡吧。大部分的情況下，相機的自動白平衡都能發(fā)揮的不錯，相對來說還是能得到比較準確的，但是無論相機多智能，鏡頭后面的那個頭才最重要。相機可以幫我們設(shè)置白平衡，但是沒辦法代替我們思考。比如在日出日落的時候，我們可能更希望突顯這種美妙的黃昏色，但是相機自動的設(shè)置會還原的比較準，所以并不能突出這種妙感，我們可能需要打破一下常規(guī)的設(shè)置才能得到想要的效果。

常規(guī)的白平衡設(shè)置都有哪些呢？自動、日光、多云、陰天、鎢絲燈(白熾燈)、閃光燈、熒光燈、色溫值等。通過這些常規(guī)的預設(shè)，絕大多數(shù)的拍攝場景我們都可以搞定了。不過有時候，你還是需要手動選擇一下色溫來微調(diào)一下白平衡。

1.5 使用RAW格式

在拍攝的時候，如果你的相機支持RAW格式（簡直就是廢話了，現(xiàn)在手機都開始支持RAW格式了，何況相機。）那么盡量使用RAW格式進行保存。如果使用JPEG格式的話，這種格式會壓縮圖片，丟掉那些沒有用到的曝光信息，雖然這種格式也可以通過后期調(diào)整，但是遠遠沒有RAW格式保存完整信息調(diào)整的空間可效果更好。RAW格式的文件更大，保存所有的細節(jié)，不至于后期的時候損失照片的質(zhì)量。如果你想快速的發(fā)朋友圈，又不想喪失后期的調(diào)整的話，你可以同時保存JPEG和RAW格式，只要買大一點的存儲卡就可以了，存儲卡都白菜價了，根本不是問題。

現(xiàn)在你了解什么是白平衡了吧。在實際的拍攝過程中，要想用好白平衡，出發(fā)點還是在于你的創(chuàng)意和構(gòu)思，你想要的是準確的色調(diào)還是夸張的表現(xiàn)？實際的拍攝場景的白平衡是什么情況？常規(guī)的設(shè)置可以直接用嗎還是需要微調(diào)？來回答這幾個問題，就可以用好白平衡了。

2、3D參數(shù)調(diào)整

2.1 投影

– 投影光亮度：投影機投影的亮度，分為High（高亮度），Normal（正常亮度）和Low（低亮度）三個等級。通常深色物體使用High，反光物體使用Low。

– 投影光顏色：投影機投影的顏色，分為White（白色）和Blue（藍色）兩種。默認使用白色。

2.2 曝光次數(shù)

可以選擇1、2、3 次曝光，使用多次曝光，可以改善相機對不同反射特性物體的成像。

2.3 曝光時間

根據(jù)曝光次數(shù)，設(shè)置不同的曝光時間，使相機分別采集3D 圖像并融合結(jié)果。

深色物體通常使用較長的曝光時間，反光物體通常使用較短的曝光時間。對于激光相機，曝光時間須為4 的倍數(shù)。

2.4 相機增益

用于提高圖像的亮度。當通過設(shè)置曝光時間無法達到期望亮度值時，建議增加增益，但可能會引入圖像噪聲。默認值為0dB, 調(diào)節(jié)范圍為0~16dB。

3、2D 參數(shù)調(diào)整

3.1曝光模式

相機采集2D 圖的曝光模式，分為Timed、Auto、HDR、Flash 四種。

? Timed：固定曝光，通常用于環(huán)境光線相對恒定的場景。

– 相機曝光時間：固定曝光模式下，相機的曝光時間。默認值為30ms。

? Auto：自動曝光，通常用于環(huán)境光線變化的場景。

– 自動曝光感興趣區(qū)域：按下“編輯”，按照提示在彈窗中截取2D 圖的感興

趣區(qū)域（ROI）。

– 期望灰度值：控制自動曝光效果，使得感興趣區(qū)域的灰度值趨向于期望灰

度值。調(diào)小會降低圖片亮度，調(diào)大會提高圖片亮度。默認值為100, 調(diào)節(jié)范

圍為0~255。

? HDR：高動態(tài)范圍成像，融合不同曝光時間下的成像，以提高動態(tài)范圍和增強圖像細節(jié)。通常用于物體的顏色深淺差別大或者表面光照分布不均的場景。

– HDR 感興趣區(qū)域：按下“編輯”，按照提示在彈窗中截取2D 圖的感興趣區(qū)

域（ROI）。

– 色調(diào)映射：是否對圖像灰度進行映射變換，使得圖像看起來更自然。默認為False。

– HDR 曝光序列：按下“編輯”，按照提示在彈窗中設(shè)置HDR 的曝光時間序

列。

– 曝光序列：顯示設(shè)置的曝光序列。

? Flash：使用投影補光采集2D 圖，一般不使用。

3.2 銳化因子

對RGB 圖像進行銳化處理，以獲得更清晰的邊緣細節(jié)。調(diào)大銳化程度增強, 但可能會引入圖像噪聲。默認值0，調(diào)節(jié)范圍0~5。

4、點云后處理

? 投影亮度對比閾值：根據(jù)投影條紋亮度的對比值來判斷像素是否有效，小于此閾值的像素點視為無效像素。調(diào)大可以過濾圖像中的噪點，但可能造成較暗的物體被濾除。

? 點云平滑：生成點云時是否使用表面平滑算法。Off 為不使用，點云表面存在噪點，但能夠呈現(xiàn)更多細節(jié)；Normal 為中等程度的點云平滑，能去除點云表面的一些噪點，但會造成部分細節(jié)的缺失。

? 噪點去除：生成點云時是否使用去除噪點算法。Off 為不使用，結(jié)果可能存在噪點；Normal為中等程度的噪點去除。默認為Normal。

? 深度測量范圍：深度測量范圍可用于深度圖像的噪點過濾或背景去除。

下限：根據(jù)深度圖Z 方向上的值設(shè)置感興趣區(qū)域，小于下限的像素點將被濾除。

上限：根據(jù)深度圖Z 方向上的值設(shè)置感興趣區(qū)域，大于上限的像素點將被濾除。

5、曝光和增益

工業(yè)相機工作過程中曝光(Exposure)是圖像傳感器進行感光的過程。在曝光過程中,CCD/CMOS收集光子并轉(zhuǎn)換成電荷;曝光結(jié)束后,CCD/CMOS通過一定的方式將電荷移出。從光曝光對照片質(zhì)量的影響很大,如果曝光過度,則照片過亮,失去圖像細節(jié);如果曝光不足,則照片過暗,同樣會失去圖像細節(jié)。控制曝光就是控制總的光通量,也就是曝光過程中到達CCD/CMOS表面的光子的總和。

影響曝光的因素有三個:光圈。光圈控制光線進入的通路的大小,光圈越大,則單位時間的光通量越大,光圈越小,則單位時間的光通量越小。曝光時間。也就是快門速度。在數(shù)碼相機中,可以采用電子快門,也可以采用傳統(tǒng)的機械快門。快門速度和光圈大小是互補的,比如,為了加更多的光可以進來。增益。經(jīng)過雙采樣之后的模擬信號的放大增益。由于在對圖像信號進行放大的過程中同時也會放大噪聲信號,因此通常把放大器增益設(shè)為最小,曝光和增益是直接控制傳感器(CCD/CMOS)上讀出來的數(shù)據(jù)，是要優(yōu)先調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)曝光時間為主。在不過曝的前提下，增加曝光時間可以增加信噪比，使圖像清晰。當然，對于很弱的信號，曝光也不能無限增加，因為隨著曝光時間的增加，噪音也會積累，曝光補償就是增加拍攝時的曝光量。增益一般只是在信號弱，但不想增加曝光時間的情況下使用，一般相機增益都產(chǎn)生很大噪音。工業(yè)相機在不同增益時圖像的成像質(zhì)量不一樣，增益越小，噪點越小；增益越大，噪點越多，特別是在暗處。數(shù)碼相機的ISO就是這里說的增益，增大ISO，是增加感光器件對光的靈敏度。高感光度對低光照靈敏，同時對噪雜信號也靈敏，信噪比小，所以高感光度噪點也多(可利用圖片軟件的降噪功能減輕或去除)。調(diào)節(jié)亮度增益說白了就是改變ISO，改變CMOS傳感器的感光性能，但是會影響到畫質(zhì)。調(diào)節(jié)曝光補償則是為了改變快門速度，不改變ISO不會影響畫質(zhì)。工業(yè)相機不同增益時圖像的成像質(zhì)量不一樣，增益越小，噪點越小；增益越大，噪點越多，特別是暗處。增益在工業(yè)相機中叫增益，在民用數(shù)碼相機、單反中，有一個更常用的名字叫ISO。ISO越大，則增益越大，圖像的噪聲也越多。而評價各廠商的相機產(chǎn)品時，往往后評價其在高增益條件下的成像質(zhì)量如何。增益一般只是在信號弱，但不想增加曝光時間的情況下使用。一般相機增益都產(chǎn)生很大噪音的，所以幾乎不怎么用。其中曝光和增益是直接控制傳感器（CCD/CMOS）上讀出來的數(shù)據(jù)，是要優(yōu)先調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)曝光時間為主。不過曝的前提下，增加曝光時間可以增加信噪比，使圖像清晰。軟件上有個選項可以把過曝的區(qū)域顯示出來。當然，對于很弱的信號，曝光也不能無限增加，因為隨著曝光時間增加，噪音也會積累。所謂冷CCD就是靠降溫減少噪音，從而可以長時間曝光拍攝弱信號。

6、相機通信函數(shù)

? connect()：根據(jù)相機的IP 地址連接到相機

? captureDepthImg()：獲取深度圖像

? captureColorImg()：獲取彩色圖像

? getCameraIntri()：獲取相機的固有參數(shù)

? getCameraIp()：獲取相機的IP 地址

? getCameraVersion()：獲取相機的版本號

? getParameter()：獲取相機中特定參數(shù)的值

? setParameter()：設(shè)置相機中特定參數(shù)的值

? captureRgbPointCloud()：以pcl :: PointXYZRGB 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式獲取點云

7、HDR功能

一般而言相機成像時，其感光度需要隨著場景亮度做調(diào)整；對于明暗對比度很高的場景，可采用多次曝光疊加成像的技術(shù)實現(xiàn)更高范圍的曝光范圍，即高動態(tài)范圍成像（HDR）。3D 視覺系統(tǒng)中不同顏色/材質(zhì)/粗糙度的物體表面對光照的反光程度不一致，也會出現(xiàn)明暗對比度很高的情況，同樣采用HDR 多次曝光的技術(shù)，使得3D 視覺系統(tǒng)獲得的有效信息更充足。

來源：馬少爺

End

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3D相機中的參數(shù)調(diào)整

1.1 什么是白平衡