1. AWB 基础概念：色温、色彩恒常性与 ISP 中的位置
各位同学好，我是你们这门课的老张。做了十几年图像处理，说实话，白平衡这关要是没过，后面调啥都是白搭。今天咱们先打好地基，聊聊 AWB 到底在干什么。
1.1 色温与白平衡的关系
先问个问题：为什么阴天拍的照片发蓝，而黄昏拍的发黄？
这就要说到 色温 了。色温不是温度，而是光源颜色的度量。单位是开尔文（K）。
| 光源场景 | 典型色温（K） | 人眼感觉 |
|---|---|---|
| 烛光 / 日出日落 | 1800 - 3000 | 暖黄 |
| 白炽灯 | 2800 - 3200 | 暖白 |
| 日光 / 正午 | 5000 - 6500 | 中性白 |
| 阴天 / 阴影 | 6500 - 8000 | 冷蓝 |
| 蓝天（无云） | 10000 - 15000 | 深蓝 |
你看，色温越低，光越偏红黄；色温越高，光越偏蓝紫。这个规律跟直觉是反的——低色温反而“暖”，高色温反而“冷”。
那白平衡是干嘛的？说白了，就是让传感器在不同色温下，都能把“白色”拍成白色。如果光源偏黄，传感器拍到的白色物体就会偏黄。AWB 算法要做的就是把这个黄色“扣掉”，让白色恢复成白色。
核心公式（简化版）：
Rout = Rin × R_gain
Gout = Gin × G_gain
Bout = Bin × B_gain
其中 R_gain、G_gain、B_gain 就是 AWB 算出来的三通道增益。通常 G_gain 固定为 1.0，只调 R 和 B。
我个人习惯把色温理解成“光源的身份证”。拿到一张图，先猜它是在什么色温下拍的，然后反向补偿。这个思路贯穿整个 AWB 算法。
1.2 人眼视觉系统与色彩恒常性
你有没有想过，为什么人眼在烛光下看白纸，还是觉得它是白的？
这就是 色彩恒常性。人脑会自动“扣除”光源颜色，还原物体本色。但 CMOS 传感器没这个本事，它只会老老实实记录进入镜头的光线。所以 AWB 本质上是在模仿人眼的色彩恒常性。
我记得刚入行时，老板让我调一个室内场景的 AWB。我调了半天，总觉得颜色不对。后来才发现，人眼在混合光源下（比如窗户进来的日光 + 头顶的荧光灯）会自动取一个“折中”感知，但传感器不会。它会把两种光源的色温混在一起，导致画面局部偏色。嗯，这里要注意，混合光源是 AWB 的噩梦。
避坑指南： 我曾经在一个项目中，把 AWB 调得特别“准”，结果用户反馈说照片太冷。后来发现，用户习惯了暖色调的“记忆色”。所以 AWB 不是越准越好，而是要符合人眼的审美偏好。说白了，算法要带点“人情味”。
1.3 AWB 在 ISP Pipeline 中的位置
ISP（Image Signal Processor）是一条流水线。AWB 不是第一个，也不是最后一个，但它的位置非常关键。
下面这张图是我自己画的，展示了典型的 ISP 流程中 AWB 的位置：
你想想看，AWB 前面是黑电平校正和线性化，后面是去马赛克和 CCM。如果 AWB 没做好，白点偏了，后面的色彩校正矩阵（CCM）就会把错误放大。我见过一个项目，工程师花了两周调 CCM，结果发现是 AWB 的色温估计偏了 500K。白白浪费了时间。
警告： 千万不要在 AWB 没稳定的情况下调 CCM。先让 AWB 收敛，再动色彩矩阵。这是 ISP 调优的铁律。
1.4 本章小结
- 色温 是光源的颜色属性，低色温偏暖，高色温偏冷。
- 白平衡 就是通过调整 RGB 增益，让白色在不同光源下保持白色。
- 色彩恒常性 是人眼的自动白平衡能力，AWB 就是模仿这个能力。
- AWB 在 ISP 中位于 RAW 域、去马赛克之前，位置非常关键。