在對從日出到日落的場景進行成像時，例如在不斷變化的照明條件下進行成像時，獲取準確的顏色特征是一項挑戰。白平衡就是相機內部克服這一挑戰的一個功能。

在不調整相機白平衡的情況下拍攝彩色圖像時，所顯示出來的顏色在很大程度上取決于照亮場景的光源。通過使用白平衡，可以排除不同光源的影響。基本所有彩色工業相機，都包含了自動白平衡（AWB），可以根據不斷變化的照明條件來進行連續的調整。

白平衡的整個目的是正確顯示場景中的白色對象。因此，對白色有一個標準的定義實際上是非常方便的。

那么，如何定義白色呢？通常以標準光源D65來定義白光。換句話說，如果使用消色差光源，則通常將光源光譜來作為白色的定義。

對于相機而言，用RGB值來體現顏色是很方便的。因此，通過采用標準光源D65作為白色定義時，相機記錄的數值應該分配為R=G=B=1（歸一化）。絕大多數工業相機使用拜耳濾光片作為彩色相機的過濾器，其RGB值是有特定比率的。

白平衡之所以如此重要，是因為它可以保持圖像中的色彩準確性并消除色偏。這是通過調整每個顏色通道的增益值來實現的，以考慮光源的色溫以及每個通道靈敏度的變化。

縱觀傳感器的彩色量子效率（QE）曲線，很明顯，每個通道需要不同的光量來產生相同的信號。通常，綠色通道最敏感，其次是紅色通道，最后是藍色通道，這意味著藍色和紅色通道需要比綠色通道更多的增益，以準確描繪反射等量的藍色，綠色和紅色光的灰色表面。但是，如果光源具有較高的色溫，這意味著它會產生藍白色光，則相機將需要應用較少的藍色增益，因為光線中的藍色更多。

絕大多數相機都能夠根據場景的當前照明執行白平衡。通過使用灰色世界算法來做到這一點。通過軟件通過抓取視頻幀，對其進行分析，調整顏色增益并重復直到圖像中的顏色平衡（導致圖像中相等數量的紅色，藍色和綠色）來完成。在執行色彩平衡之前，最好將中性目標（例如白紙或灰紙）放在相機前。為獲得最佳效果，應調整圖像曝光時間，以使場景不包含任何飽和像素（最大亮度下的值）。

白平衡的關鍵點是，無論使用何種方法，都必須確保適當的色彩再現。如果照明條件在成像過程中發生變化，也應重復此操作。自定義白平衡可以產生更好的結果，尤其是在光源的色溫已知的情況下。但是，如上所述，內置算法在執行時通常表現良好。

【來源：光虎光學內部培訓資料】