2. 色温基础：黑体辐射与色温概念、开尔文温标、常见光源色温值

说到白平衡，绕不开的一个概念就是色温。很多初学者会把色温和「温度」混为一谈，觉得色温高就是暖、色温低就是冷。其实恰恰相反——色温越高，光越偏蓝；色温越低，光越偏红。我第一次接触这个知识点时也搞反了，调试相机参数时怎么调都不对，后来才明白是概念没吃透。

2.1 黑体辐射：色温的物理根源

色温这个概念，源自物理学中的黑体辐射模型。什么叫黑体？就是一个理想化的物体，它能吸收所有入射的电磁辐射，不反射也不透射。你把它加热，它就会发光。随着温度升高，它发出的光颜色会从红变橙、变黄、变白、最后变蓝。

这个变化过程，就是色温的物理基础。说白了，色温就是用一个「理想加热体」的颜色来标定实际光源的颜色。

举个例子。白炽灯灯丝温度大约在 2700K 左右，它发出的光偏黄偏暖。阴天的天空散射光，色温在 6500K 以上，看起来偏蓝偏冷。但阴天的空气温度显然比白炽灯灯丝低得多——这就是色温和实际温度的区别。

2.2 开尔文温标：从零度开始

色温的单位是开尔文（K），不是摄氏度（℃）。开尔文温标以零度（-273.15℃）为起点，所以 0K 就是零度，不存在负值。

换算很简单：
K = ℃ + 273.15

比如 25℃ 的室温，换算成开尔文就是 298.15K。但色温通常不会这么低，因为黑体在 300K 左右几乎不发光。我们关心的色温范围，大致在 1000K 到 10000K 之间。

色温值（K）	对应颜色	典型场景
1000 - 2000	深红 / 橙红	烛光、日出日落
2500 - 3000	暖黄	白炽灯、暖色台灯
3000 - 4000	暖白	卤素灯、暖色荧光灯
4000 - 5000	中性白	日光灯、办公室照明
5000 - 6000	冷白 / 正午日光	晴天日光、闪光灯
6000 - 7500	偏蓝	阴天、阴影处
7500 - 10000	蓝 / 深蓝	蓝天、高海拔天空

2.3 常见光源色温值

实际项目中，你遇到的场景光源五花八门。我整理了一份常用光源的色温参考表，做白平衡校正时可以直接查。

光源类型	色温范围（K）	典型值（K）	备注
烛光	1500 - 2000	1800	极暖，偏红
白炽灯（钨丝灯）	2400 - 3000	2700	家用灯泡典型值
卤素灯	2800 - 3200	3000	比白炽灯略白
暖色荧光灯	2700 - 3500	3000	家用暖光节能灯
冷色荧光灯	4000 - 5000	4200	办公室常见
日光灯（三基色）	5000 - 6500	5500	标准日光色
正午日光	5000 - 5500	5200	晴天直射
阴天	6000 - 7500	6500	云层散射，偏蓝
阴影	7000 - 8000	7500	蓝天反射，很蓝
LED 灯（暖白）	2700 - 3500	3000	家用暖光 LED
LED 灯（冷白）	5000 - 6500	5700	商用冷光 LED

2.4 色温与白平衡的关系

白平衡的本质，就是消除光源色温对图像颜色的影响。你想想看，一张白纸在 2700K 的白炽灯下拍出来是偏黄的，在 6500K 的阴天下拍出来是偏蓝的。但人眼会自动适应，觉得白纸还是白的。相机没这个能力，所以需要白平衡算法来校正。

校正的思路很简单：
如果光源色温是 T，那就在 RGB 空间里对 R 和 B 通道做增益调整，让中性色（灰、白）恢复成中性。

具体来说：

• 低色温（暖光）：图像偏红偏黄，需要降低 R 通道增益，提高 B 通道增益
• 高色温（冷光）：图像偏蓝，需要提高 R 通道增益，降低 B 通道增益
• 中色温（中性光）：基本不需要校正，或者微调即可

这个增益调整，就是后面章节要讲的灰度世界法、完美反射法等算法的核心。现在先理解概念，后面我会带你们手写代码实现。

2.5 色温知识体系总览

下面这张图，把色温相关的核心概念串起来了。你可以把它当作本章的知识地图。

从这张图可以看得很清楚：色温基础往下走，就是白平衡校正的具体实现。后面几章我们会一步步深入，从灰度世界法到更高级的场景自适应算法。但不管算法多复杂，底层的色温理解都是根基。