В колориметрии и теории цвета, светлота, также известная как значение или тон, является представлением цвета яркости. Это один из параметров внешнего вида цвета любой модели внешнего вида цвета .
. Различные модели цвета имеют явный термин для этого свойства. Цветовые модели Munsell и HSV используют термин значение, в то время как цветовая модель HSL, цветовое пространство HCL и CIELAB цветовое пространство используйте термин легкость.
В некоторых из этих моделей (Munsell, HCL и CIELAB) яркость или значение является абсолютной яркостью. В Munsell, например, единственный цвет со значением 0 - это чистый черный, а единственный цвет со значением 10 - чисто белый. Цвета с различимым оттенком должны иметь значения между этими крайними значениями.
В HSL и HSV яркость или значение является относительной яркостью. Обе системы используют тройки координат, когда многие тройки могут отображаться в один и тот же цвет. В HSV все тройки со значением 0 - чисто черные. Если оттенок и насыщенность остаются постоянными, то увеличение значения увеличивает яркость, так что значение 1 является самым ярким цветом с заданными оттенком и насыщенностью. HSL аналогичен, за исключением того, что все тройки с яркостью 1 чисто белые. В обеих моделях все чистые насыщенные цвета имеют одинаковую яркость или значение, а абсолютная яркость определяется оттенком: желтый ярче синего.
В субтрактивном цвете (например, краски) значение изменяется с помощью различных оттенков и оттенков, которые могут быть достигнуты путем добавления белого или черного цвета, соответственно, к цвету. Однако это также снижает насыщенность. Светотень и Тенебризм оба используют преимущества драматических контрастов ценностей, чтобы усилить драматизм в искусстве. Художники также могут использовать затенение, тонкое манипулирование ценностью.
Хотя HSL, HSV и связанные пространства служат достаточно хорошо, например, для выбора одного цвета, они игнорируют большую часть сложность цветового оформления. По сути, они жертвуют актуальностью восприятия для скорости вычислений, начиная с тех времен в истории вычислений (высокопроизводительные графические рабочие станции 1970-х годов или потребительские настольные компьютеры середины 1990-х годов), когда более сложные модели были бы слишком дорогостоящими в вычислительном отношении.
HSL и HSV представляют собой простые преобразования цветовой модели RGB, которые сохраняют симметрии в кубе RGB, не связанные с человеческим восприятием, так что его углы R, G и B равноудалены от нейтральной оси и равномерно распределены вокруг нее.. Если мы построим цветовую гамму RGB в более перцептуально однородном пространстве, таком как CIELAB, сразу станет ясно, что красный, зеленый и синий основные цвета не имеют одинаковой яркости или цветности., или равномерно распределенные оттенки. Кроме того, разные дисплеи RGB используют разные основные цвета и поэтому имеют разные гаммы. Поскольку HSL и HSV определены исключительно со ссылкой на некоторое пространство RGB, они не являются абсолютными цветовыми пространствами : для точного указания цвета требуется сообщать не только значения HSL или HSV, но и характеристики пространства RGB, в котором они основаны на, включая используемую гамма-коррекцию.
Если мы возьмем изображение и выделим компоненты оттенка, насыщенности и яркости или значения, а затем сравним их с одноименными компонентами, определенными учеными-цветоводами, мы сможем быстро увидеть разницу на уровне восприятия. Например, рассмотрите следующие изображения дыхательного аппарата огня (рис. 1). Оригинал находится в цветовом пространстве sRGB. CIELAB L * - это величина ахроматической яркости, определяемая CIE (зависящая исключительно от воспринимаемой ахроматической яркости Y, но не от смешанных хроматических компонентов X или Z, цветового пространства CIE XYZ, из которого цветовое пространство sRGB само является производным), и очевидно, что это похоже на воспринимаемую легкость исходного цветного изображения. Яркость (Y´, гамма-кодированный компонент яркости некоторых систем кодирования видео, таких как Y´IQ и Y´UV) примерно аналогичен, но несколько отличается в высокой цветности, где она больше всего отклоняется от истинной ахроматической яркости, такой как яркость Y (линейный) или аналогичный ахроматический L * (перцепционно однородный и нелинейный), на который влияет колориметрическая цветность (x, y или эквивалентно a *, b * CIELAB). HSL L и HSV V существенно отличаются от легкости восприятия.
Рис. 1а. Цветная фотография (цветовое пространство sRGB). Рис. 1b. CIELAB L * (преобразованный обратно в sRGB для согласованного отображения). Рис. 1c. Рек. 601 яркость Y '. Рис. 1г. Среднее по компоненту: «интенсивность» I. Рис. 1e. Значение HSV V. Рис. 1f. HSL lightness L.Значение Манселла долгое время использовалось в качестве равномерно воспринимаемой шкалы яркости. Интересным вопросом является соотношение между шкалой значений Манселла и относительной яркостью. Зная о законе Вебера-Фехнера, Манселл заметил: «Что нам следует использовать: логарифмическую кривую или кривую квадратов?» Ни один из вариантов не оказался правильным; в конечном итоге ученые сошлись на кривой кубического корня, соответствующей закону Стивенса для восприятия яркости, отражающему тот факт, что легкость пропорциональна количеству нервных импульсов на нервное волокно в единицу времени. Оставшаяся часть этого раздела представляет собой хронологию приближений яркости, ведущую к CIELAB.
Примечание. - V Манселла изменяется от 0 до 10, а Y обычно от 0 до 100 (часто интерпретируется как процент). Обычно относительная яркость нормализуется так, чтобы «эталонный белый цвет» (например, оксид магния ) имел трехцветное значение Y = 100. Поскольку коэффициент отражения оксида магния (MgO) относительно идеальный отражающий диффузор составляет 97,5%, V = 10 соответствует Y = 100 / 97,5% ≈ 102,6, если MgO используется в качестве эталона.
Обратите внимание на то, что яркость составляет 50% для относительной яркости около 18% относительной к контрольному белому.На первый взгляд, вы можете аппроксимировать функцию яркости кубическим корнем - приближение, которое можно найти в большей части технической литературы. Однако линейный сегмент около черного имеет значение, поэтому коэффициенты 116 и 16. Наиболее подходящая функция чистой мощности имеет показатель степени примерно 0,42, что далеко от 1/3.
Серая карта примерно на 18% с точной отражательной способностью , имеет значение яркости 50. Он называется «средне-серым», потому что его яркость находится на полпути между черным и белым.
Это субъективное восприятие яркости нелинейным образом - это то, что делает гамма-сжатие изображений полезным. Помимо этого явления есть и другие эффекты, связанные с восприятием легкости. Цветность может влиять на воспринимаемую легкость, как описано эффектом Гельмгольца – Кольрауша. Хотя пространство CIELAB и его родственники не учитывают этот эффект на легкость, он может подразумеваться в цветовой модели Манселла. Уровни света также могут влиять на воспринимаемую цветность, как в случае с эффектом Пуркинье.
СМИ, связанные с Lightness на Wikimedia Commons