明度

在色度学和色彩理论中,明度,也称为色值或色调,是颜色明度的表示。它是颜色外观模型中的颜色外观参数之一。

在色度学和色彩理论中,明度,也称为色值或色调,是颜色明度的表示。它是颜色外观模型中的颜色外观参数之一。


在中华人民共和国国家标准GB/T 5698-2001《颜色术语》指出明度(lightness)为颜色的三属性之一:


物体表面相对明暗的特性。

在同样的照明条件下,以白板作为基准,对物体表面的视知觉特性给予的分度。

明度是与同样亮的白色物体相比,某物的亮的程度。



简介


在各种色彩模型中,对此色彩属性都有明确的术语。在 Munsell 和 HSV 色彩模型中,使用术语色值表示此属性。而 HSL 色彩模型、 HCL 色彩空间和 CIELAB 色彩空间使用术语明度表示此属性。


在其中一些色彩模型中(如Munsell、HCL 和 CIELAB),明度或色值使用的是绝对数值。例如,在 Munsell 中,明度值为0的颜色是纯黑色,明度值为10的颜色是纯白色。所有可辨别的色彩,明度值必须介于这两个值之间。


在 HSL 和 HSV 色彩模型中,明度或色值使用的是相对数值。两个系统都使用三维坐标表示色彩。在 HSV 色彩模型中,所有三维坐标值为0的表示为纯黑色。当色相和饱和度保持不变时,增加这个数值会增加色彩明度。当色相和饱和度保持不变时,设定明度值为 1 为此色彩明度最高的状态。 HSL 类似,只是明度数值为 1 时色彩为纯白色。在这两种色彩模型中,当色彩具有相同的明度和饱和度时,绝对明度由色相决定:黄色比蓝色更亮。


在减色(例如,颜料)中,可以通过分别向颜色添加白色或黑色来实现色调变化。当然,这也同时降低了色彩饱和度。 明暗对照法 和 暗色调主义 都利用明度的戏剧性对比来增强艺术的戏剧性。艺术家也可以上阴影色调,微妙的操控色彩明度。


明度和人类感知


使用 HSL、HSV 或类似的色彩模型,因其忽略了颜色外观的复杂性,很好的服务于色彩管理。例如选择单一颜色。在计算历史上的某个时间(1970 年代高端图形工作站或 1990 年代中期消费者台式机),当更复杂的色彩模型在计算上过于昂贵时,计算机色彩空间的使用会权衡计算速度和人类视觉感知相关性。 


HSL 和 HSV 是 RGB 颜色模型的简单变换。HSL 和 HSV 保留了与人类视觉感知无关的 RGB 立方体中的对称性,使其 R ,G 和 B 角与中性轴等距,并围绕中性轴等距分布。如果我们在更为照顾到感知均匀的色彩空间(例如CIELAB )中绘制 RGB 色域,则很明显红色、绿色和蓝色具有不同的明度或饱和度,及不均匀分布的色相。此外,不同的 RGB 显示器使用不同的原色,因此具有不同的色域。因为 HSL 和 HSV 是纯粹参考某些 RGB 空间定义的,所以它们不是绝对颜色空间:要精确指定颜色不仅需要报告 HSL 或 HSV 值,还需要报告它们所基于的 RGB 空间的特征,包括使用中的伽马校正。


如果我们拍摄一张图像,提取图像色相、饱和度和明度值,然后将它们与色彩科学家定义的不同色彩空间的明度数值进行比较。我们可以迅速地从视觉上得出差异。例如,以下喷火表演的图像(图 1),原始图像采用 sRGB 色彩空间。 CIELAB 中的 L * 值是 CIE 定义的消色差明度值(仅取决于感知消色差明度Y ,但不取决于从中派生 sRGB 颜色空间本身的CIE XYZ 颜色空间的混合色分量 X 或 Z ),并且很明显,这在感知明度上与原始彩色图像相似。明度( Y' ,一些视频编码系统(如 Y'IQ 和 Y'UV)的伽马编码明度分量)大致相似,但在高色度时略有不同,它与真正的消色差明度(如明度Y)偏差最大(线性),或类似的消色差L *(感知均匀和非线性),并受色度色度( x , y ,或等效地, CIELAB 的 a* , b* )的影响。 HSL色彩空间中的 L 值和 HSV色彩空间中的 V 值与感知明度明显不同。


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