Luminance vs. Brightness ?不都是亮度？

[慕容子建]

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。

[VFX小布丁]

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。

[VFX小布丁]

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）

[VFX小布丁]

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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