明度 – HiSoUR 芸術文化美術歴史

比色および色理論では、明るさ（値または色合いとしても知られている）は、色または色空間の明るさの知覚における変化の表現です。これは、任意のカラーアピアランスモデルのカラーアピアランスパラメータの1つです。

さまざまなカラーモデルには、このプロパティの明示的な用語があります。 Munsellカラーモデルでは値という用語を使用し、HSLカラーモデル、HCLカラースペース、Labカラースペースでは明度という用語を使用しています。 HSVモデルでは、用語の値が少し異なります。低い値の色はほぼ黒ですが、高い値の色は純粋な完全に飽和した色です。

減法混色（すなわち、塗料）では、色に黒または白を加えることによって値の変化を達成することができる。しかしながら、これはまた飽和を減少させる。ChiaroscuroとTenebrismは両方とも芸術におけるドラマを高めるために価値の劇的なコントラストを利用しています。アーティストは、陰影、微妙な価値操作を採用することもできます。

値と相対輝度との関係
マンセルの価値は、知覚的に均一な明度スケールとして長く使用されてきました。関心のある質問は、マンセルの価値スケールと相対的な輝度との関係です。MunsellはWeber-Fechnerの法則を認識し、「対数曲線や曲線の曲線を使用すべきか」と述べました。どちらのオプションも全く正しいとは言えませんでした。明るさは単位時間当たりの神経線維あたりの神経インパルスの数に比例するという事実を反映して、スティーブンスの明るさ知覚のべき乗法と一致して、ほぼキューブ・ルート曲線に収束した。このセクションの残りの部分は明度近似の時系列であり、CIE LABにつながっています。

注意。 – MunsellのVは0から10の間で実行されますが、Yは通常0から100までです（パーセントとして解釈されることが多い）。典型的には、相対輝度は、「基準白色」（例えば酸化マグネシウム）がY = 100の三刺激値を有するように正規化される。完全反射ディフューザに対する酸化マグネシウム（MgO）の反射率は97.5％図10は、MgOを基準にした場合、Y = 100 / 97.5％≒102.6に相当する。

1920
Priest et al。マンセル値の基本的な見積もりを提供します（この場合、Yは0から1まで実行されます）。
${\ displaystyle V = 10 {\ sqrt {Y}}。}$
1933
Munsell、Sloan、およびGodloveは、相対輝度をMunsell値に関連付けるいくつかの提案を考慮して、Munsell中立値スケールについての研究を開始し、
${\ displaystyle V ^ {2} = 1.474,2Y-0.004,743Y ^ {2}。}$
1943
Newhall、Nickerson、JuddはOptical Society of Americaのレポートを作成します。彼らは5つの放物線を示唆しています（値に関して反射率を関連付ける）。
$^ {2} + 0.239,51V ^ {3} -0.021,009V ^ {4} + 0.000,840,4V ^ {5}。}表示スタイルY = 1.221,9V-$
1943
Moon and Spencerは、OSAレポートの表IIを使用して、相対輝度の観点から値を表しています。
${\ displaystyle V = 5（Y / 19.77）^ {0.426} = 1.4Y ^ {0.426}。}$
1944
SaundersonとMilnerは、前の式で減算定数を導入しました。これは、マンセルの値に適しています。その後、JamesonとHurvichは、これが同時コントラスト効果を補正すると主張している。
${\ displaystyle V = 2.357Y ^ {0.343} -1.52。}$
1955
Eastman KodakのLaddとPinneyは、テレビで使用する知覚的に均一な明度スケールとしてマンセルの価値に興味を持っています。 1つの対数関数と5つのべき乗関数（スティーブンスのべき乗則）を考慮した後、それらは反射率を0.352の累乗に上げることによって値を反射率に関連づけます。
${\ displaystyle V = 2.217Y ^ {0.352} -1.324。}$
これがキューブルートに非常に近いことを認識すると、以下のように単純化されます。
${\ displaystyle V = 2.468Y ^ {1/3} -1.636。}$
1958
Glasser et al。明度をMunsell値の10倍として定義します（明度は0から100の範囲です）。
${\ displaystyle L ^ {\ star} = 25.29Y ^ {1/3} -18.38。}$
1964
Wyszeckiはこれを単純化します：
${\ displaystyle W ^ {\ star} = 25Y ^ {1/3} -17}$
この式は1％< Y <98％（ Y <1％の場合は適用できません）のマンセル値関数に近似し、CIE 1964色空間に使用されます。

1976

CIE LABは次の式を使用します。

${\ displaystyle L ^ {\ star} = 116（Y / Y _ {\ mathrm {n}}）^ {1/3} -16}$

ここで、Ynは基準白色点のCIE XYZ Y三刺激値（下付き文字nは「正規化」を示唆する）であり、Y / Yn> 0.01の制限を受ける。 Pauliは、Y / Yn = 0をL * = 0に写像する線形外挿を計算することによってこの制限を取り除き、線形拡張が有効になる点で上記式に接します。まず、遷移点はY / Yn =（6/29）^ 3≈0.008,856と決定され、（29/3）^ 3≈903.3の勾配が計算されます。これは2つの部分からなる関数を与える：
${\ displaystyle f（t）= {\ begin {cases} t ^ {1/3}と{\ text {if}} t> {\ frac {6} {29}} {\ big} } ^ {2} t + {\ frac {4} {29} {^ {3}} {\ frac {1} {3} }}＆{\ text {それ以外}} \ end {cases}}}$
明度は次のようになります。
${\ displaystyle L ^ {\ star} = 116f（Y / Y _ {\ mathrm {n}}） - 16。}$
一見すると、明度関数は、技術文献の多くに見られる近似である立方根で近似することができます。しかしながら、黒色に近い線形セグメントは重要であり、したがって116と16の係数も重要である。最良適合純関数は約0.42の指数を持ち、1/3から離れている。

正確な反射率を有する約18％のグレーカード $\ left（33/58 \ right）^ 3$ 明度値が50です。明度は黒と白の中間にあるため、「ミッドグレー」と呼ばれます。

その他の心理的効果
非線形の輝度のこの主観的知覚は、画像のガンマ圧縮を価値のあるものにする1つのことである。この現象の他に、明度の認識を含む他の効果がある。ChromacityはHelmholtz-Kohlrauschエフェクトで説明されているように、知覚される明るさに影響を及ぼします。 CIE LAB空間とその親族はこの明度への影響を考慮していませんが、Munsellカラーモデルに含めることができます。光レベルはまた、プルキンエ効果と同様に、知覚される色度に影響を及ぼし得る。