Относительная яркость - Relative luminance

Относительная яркость${\ displaystyle Y}$ соответствует фотометрическому определению яркости,${\ displaystyle L}$ включая спектральное взвешивание для человеческого зрения, но в то время как яркость является мерой света в таких единицах, как , значения относительной яркости нормализуются как от 0,0 до 1,0 (или от 1 до 100), с 1,0 (или 100) являясь теоретически идеальным отражателем из 100% эталонного белого цвета . Как и фотометрическое определение, это связано с плотностью светового потока в определенном направлении, которая является плотностью лучистого потока, взвешенной функцией световой отдачи y ( λ ) стандартного наблюдателя CIE. ${\ displaystyle L}$${\ displaystyle cd / m ^ {2}}$${\ displaystyle Y}$

Использование относительных значений полезно в моделях цвета или внешнего вида, которые описывают восприятие относительно состояния адаптации глаза и эталонного белого цвета. Например, при допечатной подготовке для печатных носителей абсолютная яркость света, отражающегося от печати, зависит от конкретного освещения, но модель внешнего вида цвета, использующая относительную яркость, может предсказать внешний вид, ссылаясь на данный источник света.

Относительная яркость и колориметрические пространства

Для цветовых пространств CIE XYZ и xyY буква относится к относительной яркости. Если максимальная яркость для данного примера равна или , а яркость объекта равна, то относительная яркость равна ${\ displaystyle Y}$${\ displaystyle L_ {max}}$${\ displaystyle L_ {ref}}$${\ displaystyle L_ {стимул}}$

${\ Displaystyle Y = {L_ {стимул} \ над L_ {ref}} \ \}$ или ${\ displaystyle \ \ Y_ {scale_ {100}} = {L_ {стимул} \ over L_ {max}} \ \ times \ 100}$

Относительная яркость и цветовые пространства "гамма-кодирования"

${\ Displaystyle Y \ (и \ L)}$оба линейны по отношению к изменениям объема света. Преобразования из цветовых пространств, где свет или яркость закодированы с помощью кривой мощности, например, большинство форматов изображений и видео, должны быть линеаризованы перед преобразованием в пространство Y или XYZ.

Простой метод заключается в применении обратной кривой мощности к каждому из цветовых каналов, в качестве примера для нескольких общих цветовых пространств RGB применяется кривая мощности 2.2:

${\ Displaystyle R_ {lin} = {R ^ {\ prime}} ^ {2.2} \ \ G_ {lin} = {G ^ {\ prime}} ^ {2.2} \ \ B_ {lin} = {B ^ { \ prime}} ^ {2.2}}$

${\ displaystyle Y}$затем можно вычислить для этих цветовых пространств, используя коэффициенты для компонента Y матрицы преобразования. Например, для ITU-R BT.709 и sRGB, которые используют одни и те же основные цвета и точку белого, относительную яркость можно рассчитать на основе линейных компонентов RGB: сначала преобразуйте значения RGB с гамма-сжатием в линейные RGB , а затем

${\ displaystyle Y = 0,2126 * R_ {lin} + 0,7152 * G_ {lin} + 0,0722 * B_ {lin}}$

Формула отражает функцию светоотдачи, поскольку «зеленый» свет является основным компонентом яркости, отвечающим за большую часть света, воспринимаемого людьми, а «синий» свет - наименьший компонент.

Для определения яркости для заданного цветового пространства необходимы различные линейные коэффициенты, которые вычисляются из их первичных цветностей (определяемых их координатами цветности x и y или uʹ и vʹ). Для пространств RGB, которые используют реальные цвета для основных цветов, эти коэффициенты будут положительными для преобразования в пространство XYZ, но могут быть отрицательными для преобразования обратно в RGB. Коэффициент зеленого обычно является наибольшим, а коэффициент синего - наименьшим и обычно составляет среднюю строку матрицы преобразования цвета RGB в XYZ.

Для нелинейных гамма-сжатых цветовых пространств R'G'B ', которые обычно используются для компьютерных изображений, перед линейной комбинацией требуется линеаризация компонентов R'G'B' в RGB.

Относительную яркость не следует путать с яркостью (Y, штрихи ), которая представляет собой взвешенную сумму нелинейных (кодированных гамма) компонентов R'G'B ', где в некоторых реализациях весовые коэффициенты применяются к гамма-кодированному сигналу. Некоторые цветовые пространства, в которых используется яркость, включают Y'UV , Y'IQ и Y'CbCr . Чтобы определить относительную яркость, необходимо использовать с подкомпонентами для создания гамма-кодированных компонентов R'G'B ', которые затем линеаризуются в RGB путем инвертирования гамма-коррекции . Затем к этим линеаризованным каналам RGB можно применить соответствующие линейные коэффициенты (на основе первичной цветности) и суммировать их с относительной яркостью . ${\ displaystyle Y ^ {\ prime}}$${\ displaystyle Y ^ {\ prime}}$${\ displaystyle Y}$

Относительная яркость и пространство восприятия

${\ displaystyle Y}$ линейно по отношению к свету, но человеческое восприятие нелинейно реагирует на свет / тьму / яркость.

Для пространств L * a * b * и L * u * v * компонент - это воспринимаемая легкость (также известная как «Lstar» и не путать с яркостью). предназначен для линейного восприятия человеком света / темноты, и, поскольку человеческое восприятие света нелинейно, является нелинейной функцией относительной яркости . ${\ Displaystyle L ^ {*}}$${\ displaystyle L}$${\ Displaystyle L ^ {*}}$${\ Displaystyle L ^ {*}}$${\ displaystyle Y}$

Смотрите также

• Яркость
• Цветовое пространство CIE 1931
• Цветность

использованная литература