가벼움

밝기는 물체의${\displaystyle }$휘도 ($)\$displaystyle $(L)$를 시각적으로 인지하는 것입니다.그것은 종종 비슷하게 빛나는 물체에 대해 상대적으로 판단됩니다.측색 및 색상 외관 모델에서 밝기는 표준 관찰자에게 조명된 색상이 어떻게 나타날지 예측하는 것입니다.휘도는 빛의 선형 측정인 반면, 밝기는 그 빛에 대한 인간의 지각에 대한 선형 예측입니다.

이것은 인간의 시력의 밝기 지각이 빛에 비해 비선형이기 때문이다.빛의 양을 두 배로 늘린다고 해서 인지된 밝기가 두 배로 증가하는 것은 아니며, 약간의 증가만 있을 뿐이다.

지각 밝기의 기호는 보통 CIECAM02에서 사용되는$$J(\$displaystyle$ J$)$ $또는$ CIELAB 및 CIELUV에서 사용되는 L$(\$ L$^{*})$ 중$$ 하나입니다.${\displaystyle L^{}}$ ${\$ { \ $displaystyle$ L$^$ { * } $$（ " Lstar ) ）는 휘도에 사용되는$$L {\ $displaystyle$ L$$}과 혼동하지 마십시오.Munsell과 같은 일부 색상 주문 시스템에서는 밝기가 값으로 참조됩니다.HSV와 같은 일부 색상 모델에서는 밝기의 대체 용어로 값을 사용합니다.

Chiaroscuro와 Tenebrism은 둘 다 극적인 가치의 대조를 이용하여 예술에서 드라마를 고조시킨다.예술가들은 또한 음영과 미묘한 가치 조작을 사용할 수 있다.

다양한 색상의 공간에서의 밝기

Munsell, HCL 및 CILAB와 같은 일부 색상 영역 또는 색상 시스템에서는 밝기(값)가 최대 및 최소 한계를 무채색적으로 제한하며 색상 및 채도와 독립적으로 작동합니다.예를 들어 Munsell 값 0은 순수 검정색이고 값 10은 순수 흰색입니다.따라서 색채가 뚜렷한 색상은 이러한 극단들 사이에 가치가 있어야 한다.

감산색 모델(예: 페인트, 염료 또는 잉크)에서는 흰색, 검은색 또는 회색을 각각 추가함으로써 다양한 색조, 음영 또는 색조를 통해 밝기를 색으로 변경할 수 있습니다.이것에 의해, 포화도도도 저하시킵니다.

HSL 및 HSV에서 표시휘도는 소정의 명도값의 색상 및 채도에 상대적이며, 즉 선택된 명도값은 실제 표시휘도 또는 그 인식을 예측하지 않는다.두 시스템 모두 좌표 트리플을 사용하여 여러 트리플을 동일한 색상으로 매핑할 수 있습니다.

HSV에서는 값이 0인 트리플은 모두 순수 검정색입니다.색상 및 채도가 일정하게 유지되는 경우 값을 증가시키면 휘도가 증가하여 값 1이 주어진 색상 및 채도를 가진 가장 밝은 색상이 됩니다.HSL은 밝기가 1인 모든 트리플이 순수 흰색이라는 점을 제외하고는 유사합니다.두 모델 모두에서 모든 순수 포화 색상은 동일한 밝기 또는 값을 나타내지만, 이는 색조에 의해 결정되는 표시된 휘도와는 관련이 없습니다.즉, 노란색은 밝기 값이 소정의 수로 설정되어 있어도 파란색보다 휘도가 높다.

HSL, HSV 및 이와 유사한 공간은 단일 색상을 선택하거나 조정할 수 있을 만큼 충분하지만 지각적으로 균일하지는 않습니다.컴퓨터 테크놀로지의 퍼포먼스가 제한되었던 시대에 만들어졌기 때문에, 정확도는 계산의 심플함과 맞바꾸고 있습니다.^[1]

이미지를 추출하여 특정 색 공간에 대한 색상, 채도 및 밝기 또는 값 성분을 추출하면 다른 색 공간 또는 모델과 크게 다를 수 있습니다.예를 들어, 화재 브리더의 다음 이미지를 조사합니다(그림 1).원본은 sRGB 색 공간에 있습니다.$CIELAB{\displaystyle {}^{}}$ L $†$ {\$displaystyle$ L$^{*}}$은 $휘도{\displaystyle }$Y(\$displaystyle$ Y$)$에서 도출된 지각적으로 균일한 밝기 예측으로 CIE XYZ 색 공간의$$X(\$displaystyle$ X$)$ $및$ Z(\$displaystyle$ Z$)$는 폐기됩니다.이것은, 원래의 칼라 이미지와 같은 밝기로 인식되고 있는 것에 주의해 주세요.Luma${\displaystyle }$( ${\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {}^{}}$ $){$ $display$ ( $Y$$it$ ){ \ prime$$}}는 (${\displaystyle {\mathrm{}}^{}}$Y ${\displaystyle \mathrm{it}}$IQ $){$ $display$style ( $Y$$$^ { \ prime $}IQ$$$)${\displaystyle {}^{}}$ ( Y${\displaystyle {\mathrm{}}^{}}$ $)$와${\displaystyle }$같은 일부 비디오 부호화 시스템의 감마 부호화 휘도 컴포넌트입니다.단, 거의 $다릅니다$선형 $휘도{\displaystyle }$Y(\$displaystyle$ Y$)$ 또는$$ 비선형 $밝기{\displaystyle {}^{}}$ L$${\(\$displaystyle$ L$^\{*\}).$ $HSL{\displaystyle }$ L$(\displaystyle$L}) 및$$ HSV$V{\displaystyle }$(\$displaystyle$ V$)$는 지각적으로 균일하지도 않고 휘도에 대해서도 균일하지도 않습니다.

값과의 관계 및 상대 휘도

먼셀 값은 지각적으로 균일한 밝기 척도로 오랫동안 사용되어 왔습니다.관심사는 먼셀 가치 척도와 상대 휘도 사이의 관계이다.웨버-페히너의 법칙을 알고, 먼셀은 "대수 곡선을 사용해야 하는가 아니면 제곱 곡선을 사용해야 하는가?"라고 말했다.^[2]어느 옵션도 정확하지 않은 것으로 판명되었습니다; 과학자들은 결국 밝기 지각에 대한 스티븐스의 힘의 법칙과 일치하는 대략적인 입방근 곡선에 모였습니다. 이것은 밝기가 단위 시간 ^[3]당 신경 섬유 당 신경 자극의 수에 비례한다는 사실을 반영합니다.이 섹션의 나머지 부분은 CIECAM02에 이르는 경량화 모델의 연대표입니다.

참고: Munsell의 V는 0에서 10까지이며, Y는 일반적으로 0에서 100까지입니다(자주 퍼센티지로 해석됨).일반적으로 상대 휘도는 "기준 백색"(예를 들어 산화 마그네슘)의 삼자극 값이 Y = 100이 되도록 정규화된다.이후로 산화 마그네슘(을 MgO라고 한다)의 반사율 완벽한 반영하는 확산에 비례한다 97.5%, V=Y에게 10해당하며).mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac .num,.mw-parser-ou.Tput .sfrac .den{디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}100/97.5%≈ 102.6 만약을 MgO라고 한다 사용하는 기준.[4]

1920

Priest 등은 Munsell 값의 기본 추정치를 제공한다(이 ^[5]경우 Y는 0부터 1까지 실행).

$(\displaystyle V=10{\sqrt {Y}})$

1933

Munsell, Sloan 및 Godlove는 Munsell 가치에 대한 상대적 휘도와 관련된 여러 가지 제안을 고려하여 Munsell 중립 가치 척도에 대한 연구를 시작하고 다음과 ^[6][7]같이 제안합니다.

${\displaystyle V^{2}=1.4742Y-0.004743Y^{2}}$

1943

Newhall, Nickerson, Judd는 Munsell renotation에 대한 미국광학회 보고서를 준비합니다.이들은 5차 포물선(가치로 반사율을 비교)^[8]을 제안합니다.

${\displaystyle Y=1.2219V-0.23111V^{2}+0.23951V^{3}-0.021009V^{4}+0.0008404V^{5}}$

1943

O.S.A. 보고서의 표 II를 사용하여 Moon과 Spencer는 상대 ^[9]휘도 측면에서 값을 표현한다.

${\displaystyle V=5\left({\frac {Y}{19.77}}\오른쪽)^{0.426}=1.4Y^{0.426}$

1944

Saunderson과 Milner는 Munsell ^[10]값에 더 잘 적합하기 위해 이전 식에 감산 상수를 도입했습니다.나중에, Jameson과 Hurvich는 이것이 동시에 조영 효과를 ^[11][12]보정한다고 주장한다.

$\ displaystyle V = 2 . 357Y^{0.343}-1.52}$

1955

Eastman Kodak의 Ladd와 Pinney는 TV에서 사용할 수 있는 지각적으로 균일한 밝기 척도로서 Munsell 값에 관심이 있습니다.1개의 로그 함수 및 5개의 멱함수를 고려한 후(스티븐스의 멱함수에 따라) 0.352의 ^[13]거듭제곱에 대한 반사율을 높임으로써 값을 반사율과 관련시킵니다.

$(\displaystyle V=2.217Y^{0.352)-1.324).}$

큐브 루트에 매우 가깝다는 것을 깨닫고 다음과 같이 단순화합니다.

${\displaystyle V=2.468{\sqrt[{3}]{Y}-1.636.}$

1958

Glasser 등은 밝기를 먼셀 값의 10배로 정의한다(밝기 범위는 0에서 100까지).^[14]

${\displaystyle L^{\star}=25.29grt[{3}}{Y}~18.38.}$

1964

Wyszecki는 이를 ^[15]다음과 같이 단순화합니다.

${\displaystyle W^{\star}=254rt[{3}]{Y}}-17.}$

이 공식은 1% < Y < 98%에 대한 Munsell 값 함수에 근사하며(Y < 1%에는 적용되지 않음), CIE 1964 색 공간에 사용됩니다.

1976

CIELAB는 다음 공식을 사용합니다.

${\displaystyle L^{\star}=frac {Y} {Y_{\mathrm {n}}}\right}^{\frac {1}{3}}-16.}$

여기서_n Y는 기준 백색점의 CIE XYZ Y 삼자극 값(첨자 n은 "정규화"를 제안함)으로 Y/Y_n > 0.01의 제한을 받습니다.Pauli는 Y/Y_n = 0을 L* = 0으로 매핑하고 선형 확장이 적용되는 지점에서 위의 공식에 접하는 선형 외삽을 계산하여 이러한 제한을 제거합니다.먼저 전이점을 Y/Y_n = (6/29)³ 0 0.008856으로 결정한 후 (29/3) ³90 903.3의 기울기를 계산한다.그러면 다음 두 부분으로 구성된 ^[16]기능이 제공됩니다.

${\displaystyle f(t)=flac{1}{3}}&{\text{if}}}\leftflac{6}{29}\right}{3}\flac{29}\left\flac{29}{3}\flac{2}+{\text}}{text}}}{\text}}}}}}}$

밝기는 다음과 같습니다.

${\displaystyle L^{\star}=frac {Y}{Y_{\mathrm {n}}}\right}-16)-16.}$

처음에는 대부분의 기술 문헌에서 볼 수 있는 근사치인 입방근으로 밝기 함수를 근사할 수 있습니다.그러나 검은색에 가까운 선형 세그먼트는 유의하기 때문에 116과 16 계수는 유의합니다.최적 적합 순수 검정력 함수의 지수는 ^[17]약 0.42로 1/3에서 멀리 떨어져 있습니다.정확한 반사율(33/58)³을 가진 약 18%의 그레이 카드는 밝기 값이 50입니다.그것은 그것의 밝기가 검은색과 흰색의 중간이기 때문에 "미드 그레이"라고 불립니다.

1997

1967년 초, ^[18]생화학 반응의 마이클리스 멘텐 역학적 모델에 따라, 빛 강도와 원추 세포 반응 사이의 쌍곡선 관계가 물고기에서 발견되었다.70년대에는 다른 척추동물에서도 같은 관계가 발견되었고 1982년에는 살아있는 붉은털원숭이의 원추 반응을 측정하기 위해 마이크로 전극을 사용하여 Valeton과 Van Norren은 다음과 같은 ^[19]관계를 발견했다.

1/V~1+(δ / I),^0.74 여기서 V는 측정된 전위이고 I는 광강도이고 θ는 상수입니다.

1986년 Seim과 Valberg는 이러한 관계가 보다 균일한 색 ^[20]공간의 구축에 도움이 될 수 있다는 것을 깨달았다.이는 색상 모델링의 발전에 영감을 주었고 1996년 국제 조명 위원회가 심포지엄을 열었을 때 새로운 표준 색상 모델의 목표가 수립되었고 1997년 CIECAM97s(국제 조명 위원회, 색상 외관 모델, 1997년, 단순 버전)가 ^[21]표준화되었다.CIECAM97s는 밝기, 비슷하게 밝은 흰색 물체와 비교했을 때 어떤 물체가 어떻게 보이는지,^[22] 그리고 어떤 물체로부터 얼마나 많은 빛이 비춰지는지 등을 구분합니다.CIECAM97s에 따르면 샘플의 밝기는 다음과 같습니다.

J = 100 (A_sample/A_white)^cz

이 공식에서 흰색에 비해 상대적으로 휘도가 n인 주변 필드의 밝은 조건에서 작은 표본의 경우 c는 다음과 같이 선택되었다.

${\displaystyle {\text{cz}}=black {1+{\displayrt {n}}}{1+{\displayrt {1}{5}}}}}$

샘플이 어두운 배경보다 밝은 배경에서 더 어둡게 나타나는 모델입니다.항목에 대한 자세한 내용은 대비 효과를 참조하십시오.n = 1/5, cz = 1일 때, 대부분의 씬(scene)이 밝은 흰색과 비교하여 1/5의 평균 상대 휘도를 가지며, 따라서 그러한 환경의 샘플이 적절한 밝기로 인식되어야 한다는 가정을 나타냅니다.A의 양은 무채색 원뿔 반응을 모델링합니다. 색상에 따라 다르지만 밝은 조건의 회색 샘플의 경우 다음과 같이 작동합니다.

$디스플레이 스타일A}}{\text{\text}N}}_{\text{bb}}}=paramfrac{1+{\frac{2}{\leftfarc\frac{\paramrt[3}}{5paramtext{}L}}_{\text{A}}}}{\text{Y}}}{10}\right)^{0.73}}}+1}$

N은_bb 보통 1인 퍼지 계수이며, 약간 다른 참조 흰자에 기초한 밝기 판단을 비교할 때만 문제가 됩니다.

여기서 Y는 0부터 1까지의 척도에서 흰색과 비교한 상대 휘도이고_A L은 적응 시야 전체의 평균 휘도로 cd/m² 단위로 측정된다.무채색 응답은 1에서 123까지의 S-곡선의 종류를 따르며, 원뿔 응답의 평균화 방법에서 따라오고 궁극적으로 초당 신경 임펄스의 유용한 범위에 대한 대략적인 추정에 기초하며, 제곱근 곡선을 대략 따르는 꽤 큰 중간 범위를 가지고 있다.CIECAM97s에 따른 휘도는 다음과 같습니다.

Q = (1.24 / c) (J / 100)^0.67 (A_white + ^0.93)

1.24 / c 계수는 어두운 주변 조건에서 장면이 더 밝게 나타난다는 것을 반영하는 주변 요인입니다.또한 매우 어둡거나 밝은 조건에서의 여러 효과, 색조 조명, 그리고 고색 표본이 중성 회색에 비해 더 밝고 밝은 헬름홀츠-콜루쉬 효과를 고려하기 위해 보다 포괄적인 모델인 CIECAM97C에 대한 제안도 공식화했다.후자의 효과를 모델링하기 위해 CIECAM97C에서는 J의 공식이 다음과 같이 조정됩니다.

J_HK = J + (100 – J) (C / 300) sin (125h – 45°) (C는 채도이고 h는 색상 각도)

다음으로 Q는 J가 아닌 J에서_HK 계산됩니다.이 공식은 컬러 샘플의 밝기와 밝기를 끌어올리는 효과가 있습니다.채도가 클수록 효과가 강해집니다.포화도가 매우 높은 색상의 경우 C는 100에 가깝거나 그 이상일 수 있습니다.절대 사인 항은 노란색에 0이 있고 짙은 파란색에 ^[23]넓은 고원이 있는 날카로운 V자 모양의 계곡을 가지고 있습니다.

2002

CIECAM97의 무채색 응답은 콘 응답에서 2.05를 뺀 가중치 가산입니다.총 소음 항이 3.05에 이르기 때문에, 이는 A와 결과적으로 J와 Q가 절대 검정색에 대해 0이 아니라는 것을 의미합니다.이 문제를 해결하기 위해 Li, Luo & Hunt는 3.05를 빼는 것이 좋습니다.그래서 척도는 ^[24]0부터 시작합니다.CIECAM97s는 비색 연구에 박차를 가하고 직접적 색채 측정 연구에 성공한 모델이었지만, Fairchild는 실용적인 응용을 위해서는 몇 가지 변화가 필요하다고 느꼈다.밝기 계산과 관련된 것은 주변 인자 c에 여러 개의 이산 값을 사용하는 대신 c의 선형 보간을 허용하여 모델을 중간 주변 조건에서 사용할 수 있도록 하는 것이었다. 그리고 z는 영상 적용과 무관하다고 느꼈기 때문에 큰 자극에 대한 특수 케이스를 제거하기 위해 단순화했다.아이티온^[25]실험 결과를 바탕으로 Hunt, Li, Juan 및 Luo는 많은 개선 사항을 제안했습니다.당면한 주제와 관련된 것은 그들이 z를 ^[26]약간 낮추는 것을 제안했다는 것입니다.Li와 Luo는 밝기를 좌표의 하나로 사용하는 수정된 CIECAM97에 기초한 색공간이 ^[27]CILAB보다 지각적으로 더 균일하다는 것을 발견했다.원추형 응답 S-곡선의 형상에 의해 색채의 휘도가 저하되면 스펙트럼 조성이 동일해도 서로 다른 원추형 응답은 같은 속도로 변화하지 않는다.따라서 낮은 휘도 수준에서 인식된 색상과 채도가 변화할 가능성이 있다.그러나 CIECAM97s는 일반적으로 생각할 수 있는 것보다 훨씬 큰 편차를 예측하기 때문에 Hunt, Li 및 Luo는 훨씬 더 넓은 범위의 자극에 대한 검정력 곡선에 가까운 원뿔 반응 곡선을 사용할 것을 제안했다. 따라서 색상과 포화도가 더 잘 ^[28]보존된다.색도와 관련된 제안뿐만 아니라 이러한 모든 제안으로 인해 새로운 색상 외관 모델인 CIECAM02가 탄생했다. 이 모델에서는 밝기 공식이 그대로 유지된다.

J = 100 (A_sample/A_white)^cz

하지만 이 공식에 들어가는 모든 양은 어떤 식으로든 변합니다.파라미터 c는 이제 위에서 설명한 바와 같이 연속적으로 가변적이며 z = 1.48 + µn입니다.CIECAM97s의 z보다 높지만 무채색 응답의 유효 역률은 훨씬 낮기 때문에 총 유효 역률은 매우 비슷합니다.

$디스플레이 스타일A}}{\text{\text}N}}_{\text{bb}}}=paramfrac{1220}{1+{\frac{27.13){\left\frac{\paramrt[3}}{5}text{\paramfrac}L}}_{\text{A}}}}{\text{Y}}}{10}}\right)^{0.42}}}}}}$

이전과 같이 이 공식은 밝은 조건을 가정합니다.임의로 가정한 원뿔 반응 상수의 결과인 1220과는 별도로 CIECAM02의 다양한 상수는 실험 데이터 세트에 적합되었다.밝기 표현도 크게 변경되었습니다.

${\displaystyle Q=black {4}{c}{\frac {J}}{10}(A_{white}+4)\left({\flac {3}){5}L_{A}}{10}\right)^{0.25}$

CIECAM97C의 제안과는 달리 CIECAM02에는 Helmholtz-Kohlrausch ^[29][30]효과에 대한 규정이 없습니다.

기타 심리적 영향

이러한 비선형 방식의 휘도에 대한 주관적인 인식은 이미지의 감마 압축을 가치 있게 만드는 것 중 하나입니다.이 현상 외에도 밝기에 대한 지각과 관련된 다른 효과들이 있다.색도는 헬름홀츠-콜라우슈 효과로 설명된 것처럼 인식된 밝기에 영향을 미칠 수 있다.CIELAB 공간 및 친척은 밝기에 대한 이러한 영향을 설명하지 않지만, 먼셀 색상 모델에 암시될 수 있습니다.광도는 또한 퍼킨제 효과와 마찬가지로 인식 색도에 영향을 미칠 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

• 밝기
• 색조, 음영, 색조

메모들

레퍼런스

외부 링크

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