Luminance vs. Brightness ?不都是亮度?

VFX大学 DaVinci Resolve达芬奇调色 Luminance vs. Brightness ?不都是亮度?

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    • #17524

      慕容子建
      参与者
      骑士

      在光度学和色度学中,“亮度”,这个词是:Luminance。这个是有定义的,就是单位立体角内发出的光通量(lm/ω), ω 是立体角,是个空间角度,是球面所包含的球面积和球面半径的比值,全空间的立体角是 4π。lm 是光通量(流明)。

      Brightness 等等,是心理量,所描述的是一种感觉,不可计量。Brightness 和 Luminance 之间有一定的关系,这是通过实验测试很多人的感觉出来的关系,和适应水平等都有关,大致是指数关系。你可以类比声学中的级的概念,就是通常所说的分贝的概念。

      光度和色度中的 Luminance 是可测量的。色度中的 X,Y,Z 值也是可测量的。其中 Y 反映了亮度值。

      在光度学中带颜色的和不带颜色的亮度是一致的。这中间有个 视觉函数 (Vλ)在修正。觉个例子: F=683 ∫(Vλ)P dλ。P 是辐射通量,F 是光通量,都是功率单位值。这样,辐射度学和光度学就联系起来了。人眼最敏感的颜色是在 555 nm 处(黄绿色),此处Vλ值等于1。从上式可见,1瓦的 555nm 的辐射等于 683 流明。

      在艺术界,通常使用 蒙赛尔 体系来表示色彩,这样比较直观,也就是色相,饱和度,亮度 (H,S,B),Hue,Saturation,Brightness 这几个来表示。这个主要就是为了便于理解和使用,全是心理量不可测试和计算。在使用中,也是通过对大量人的实验测试画出了多数人认为等间隔的色表,然后测试了 X,Y,Z 值便于使用。

      实际上在软件计算时,都是对 X,Y,Z 值在进行计算。

    • #17927

      VFX小布丁
      参与者
      圣骑士

      都是形容明亮程度,一个是主观,一个是客观。

      抛开其物理定义只谈色彩模式中能刻画明亮度的几个东西:

      LAB的L、HSL的L、HSB的B、HSI的I、HSY的Y。

      HS*模型是通过RGB色立体转换得到,相当于一个模型坐标的变换。和具体试用哪个RGB空间无关,即任意RGB中,如果RGB数值一样,则在HS*中的亮度一样。

      拾色器中的HSB,以max(rgb)定义,其结果就是红绿蓝青品黄白的亮度一样。不符合人眼感觉。

      色相饱和度里的HSL,L定义为(max+min)/2,那么白色最亮,红绿蓝青品黄亮度一样。比HSB稍好

      HSI,PS里没有直接采用这个模型的工具,但在某些调整算法的中间步骤上采用了I。其定义为(r+g+b)/3,白色最亮,青品黄次之,红绿蓝最暗。比较符合人眼感受

      HSY,混合模式里的亮度(rgb模式下),0.3r+0.59g+0.11b,亮度从暗到亮为黑,蓝,红,品,绿,青,黄,白。符合人眼感受。

      灰度与L与具体RGB空间相关,灰度=L^k,即灰度是L的一个伽马变换。

      以rgb转灰度为例,灰度 K=(aR^t+bG^t+cB^t)^u,t 为RGB空间设定的伽马,u为灰度空间的伽马,a,b,c为权重(a+b+c=1),通过RGB空间的白场与原色坐标得到,从公式形式上来看,0.3r+0.59g+0.11b 是其一个特例。

      当然,还有诸如“亮度对比度”之类的“亮度”,此类亮度直接定义在rgb色阶上,通过每个通道加减来改变,与上述的亮度有所不同。

    • #17929

      VFX小布丁
      参与者
      圣骑士

      色相饱和度里的明度调整有点特殊。

      在“着色”里明度滑块等于其本身定义L=(max+min)/2

      但在调整中,它却不依赖于HSL模型

      在全图中,明度调整类似于色阶命令的黑白输出滑块调整,即整体依托于RGB通道,因为是线性调整,所以结果是色相基本不变,饱和度和明度都会发生变化。

      如图01.色相饱和度的全图明度与色阶几乎一样,直方图显示的数据有点轻微差别属于计算误差。

      在各个RGBCMY调整中的明度,忽略其定义色相蒙版的作用,那么调整实际是r,g,b到max(rgb)的一个线性变换。同样,色相几乎不变,饱和度和明度都有变化。

      至于为什么要简化为这样的方式而不采用HSL的定义只变L,因为在L大于0.5和小于0.5时,饱和度是个分段函数,实现起来比较麻烦且不一定就实用。

      如果非要实现调整L,而且HS不变也不是没有办法

      方式一,可以通过PS的RGB-HSL,转为HSL后,调整蓝通道(代表L),再用HSL转回RGB即可实现。图02

      方式二,分割图像为亮度—色度模式,就像以前把RGB分别分在三个图层中最后用滤色可以还原一样的方式。

      把图像分为两个图层,一个只有亮度L,一个只有色度(色相和饱和度,亮度恒为0.5常数)图03

      至于亮度对比度中的亮度就太简单了,它只是名字叫做亮度,并不依赖于某个hs*模型,只是分别在rgb通道中进行的一个一维变换(每个通道输入值一样,调整量一样,那么结果就一样)。它是曲线命令的一个简化版(即亮度对比度中任意调整,都可以以曲线实现)

    • #17932

      VFX小布丁
      参与者
      圣骑士

      亮度对比度中的亮度调整,和色相饱和度的全图明度调整,它们只是一种基于RGB色阶的调整手段,和本身的亮度明度的定义没有什么关系,其都可以用曲线实现。新亮度对比度是中非线性调整,而明度调整是线性的,当然它们结果不一样,曲线方式自然也不一样。

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