极客笔记本讲是Android Camera专题系列的第46讲，我们介绍Android Camera2 API专题的AWB自动白平衡。
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为什么要做白平衡
人眼：在不同的光源下，人眼看到的白色物体总是白色的
图像传感器：在不同光源下，白色物体成像在Sensor上是不一样的
因此需要把Sensor的RGB相应各乘以一个系数来使得RGB相等
R’ = R x R_Gain
G’ = G x G_Gain
B’ = B x B_Gain
使得 R’=G’=B’
什么是自动白平衡
自动白平衡 (Auto White Balance): 通过算法根据统计数据自动计算出R/G/B的Gain值
Android Camera颜色处理流程
AWB模式
CaptureRequest#CONTROL_AWB_MODE，通过CameraCharacteristics#CONTROL_AWB_AVAILABLE_MODES判断支持哪些Mode
| CONTROL_AWB_MODE取值 | 描述 |
|---|---|
| CONTROL_AWB_MODE_OFF | AWB算法Disabled，App通过修改CCM和AWB Gain来手动控制白平衡 |
| CONTROL_AWB_MODE_AUTO | AWB算法Enabled，白平衡由算法控制，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略 |
| CONTROL_AWB_MODE_FLUORESCENT | AWB算法Disabled，使用荧光灯作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略，匹配CIE标准光源F2 |
| CONTROL_AWB_MODE_WARM_FLUORESCENT | AWB算法Disabled，使用暖荧光灯作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略，匹配CIE标准光源F4 |
| CONTROL_AWB_MODE_DAYLIGHT | AWB算法Disabled，使用日光灯作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略，匹配CIE标准光源D65 |
| CONTROL_AWB_MODE_CLOUDY_DAYLIGHT | AWB算法Disabled，使用多云白天作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略 |
| CONTROL_AWB_MODE_TWILIGHT | AWB算法Disabled，使用黄昏作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略 |
| CONTROL_AWB_MODE_SHADE | AWB算法Disabled，使用阴影光作为假定的场景照明来调节白平衡，App设置的CCM和AWB Gain会被忽略 |
AWB Lock
判断是否支持
- 读取CameraCharacteristics#CONTROL_AWB_LOCK_AVAILABLE
Capability为MANUAL_POST_PROCESSING 或 BURST_CAPTURE 的设备必须支持
控制AWB Lock
- 通过控制CaptureRequest#CONTROL_AWB_LOCK完成AWB Lock，设置为TRUE后意味着AWB算法的输出会固定在最新结果
- 只有当AWB Mode为AUTO时才能Lock，其他模式不存在Lock
- App在Auto AWB和Manual AWB间切换时，如果发现有闪烁现象，可通过如下流程解决
- AWB 模式运行
- Lock AWB
- 从CaptureResult中等待Lock完成
- 从CaptureResult中读取WB gain和CCM
- 使能Manual WB并将step4读取到的CCM和WB Gain设置下去
- 继续调整CCM或WB Gain，进入Manual WB流程
AWB Region
判断是否支持设置AWB Region
- 读取CameraCharacteristics#CONTROL_MAX_REGIONS_AWB
- 大于0则表示支持控制AWB Region
设置AWB Region
- 通过CaptureRequest#CONTROL_AWB_REGIONS来设置，坐标系同AE/AF Region
AWB State
读取CaptureResult#CONTROL_AWB_STATE
android.control.awbMode != AWB_MODE_AUTO
android.control.awbMode AWB_MODE_AUTO
Manual AWB
手动白平衡 – 设置Gain
- 需要将android.control.awbMode设置为OFF，android.colorCorrection.mode设置为TRANSFORM_MATRIX
- 通过设置 android.colorCorrection.gains 来控制WB Gain: [R_gain, G_even_gain, G_odd_gain, B_gain], gain的取值范围[1.0, 3.0]
手动白平衡 – 设置CCM
- 需要将android.control.awbMode设置为OFF，android.colorCorrection.mode设置为TRANSFORM_MATRIX
- 通过设置android.colorCorrection.transform来控制CCM，3×3有理数矩阵，按行主顺序排列[ I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 ]，每个元素的有效范围因不同的设备有差异，但[-1.5,3.0]范围内的值保证不会被裁剪。