Categories: 学术物理

彩度

彩度(Colorfulness),色度和饱和度是与色度相关的感知颜色的属性。正如国际照明委员会(CIE)正式定义的那样,它们分别描述了色度强度的三个不同方面,但这些术语通常在这些方面没有明确区分的情况下通常松散且可互换使用。

色彩是视觉感知的一个属性,根据该属性,区域的感知颜色看起来或多或少为半色调。实际上,这个定义附带的说明意味着,物体引起的彩色感知不仅取决于其光谱反射率,还取决于照明的强度,并且随着后者的增加而增加,除非亮度非常高。

色度是“被视为白色或高度透射的类似照明区域的亮度比例所判断的区域的色彩”。这个定义附带的说明实际上意味着具有给定光谱反射率的物体对于所有照度水平都表现出大致恒定的色度,除非亮度非常高。因此,如果均匀着色的物体不均匀地点亮,那么它通常会在其被强烈照亮的情况下表现出更大的色彩,但会被认为在其整个表面上具有相同的色度。虽然色彩是从物体不同部分反射的光的颜色的属性,但色度是被看作属于物体本身的颜色的属性(称为物体颜色),并且描述了与灰度相同的颜色亮度如此的物体颜色似乎是。

饱和度是“与其亮度成比例地判断的区域的色彩”,实际上是从该区域发出的光线发白的感觉自由度。实际上与该定义相伴随的注释表明具有给定光谱反射率的物体对于所有照度水平呈现大致恒定的饱和度,除非亮度非常高。由于物体的色度和亮度是按照相同的比例(“白色或高度透射的类似照明区域的亮度”)来判断其色彩和亮度,所以来自该物体的光的饱和度是有效的物体的色度与其亮度成正比。在孟塞尔色调页面上,均匀饱和度的线因此倾向于从黑点附近辐射,而均匀色度线是垂直的。

由于色彩,色度和饱和度被定义为感知属性,所以它们不能被物理地测量,但是它们可以被定量为与心理测量尺度相关,所述心理测量尺度甚至是感知的,例如Munsell系统的色度尺度。

饱和
饱和度是HSL和HSV色彩空间中三个坐标之一。

颜色的饱和度由光强度和它在不同波长光谱中的分布量决定。最纯(最饱和)的颜色是通过仅使用一个高强度的波长来实现的,例如在激光中。如果强度下降,那么饱和度下降。为了在减色系统(如水彩)中对给定强度的颜色进行去饱和处理,可以添加白色,黑色,灰色或色调的补色。

饱和度的各种相关关系如下。

CIELUV
由明度标准化的色度:

其中(u’n,v’n)是白点的色度,色度定义如下。

通过类比,在CIELAB中,这将产生:


由于CIELAB没有色度图,因此CIE尚未正式推荐此方程,因此该定义与旧的饱和度概念没有直接关系。尽管如此,这个方程提供了一个合理的饱和度预测器,并且证明了在保持(a *,b *)固定的同时调整CIELAB中的亮度确实会影响饱和度。

Related Post

但是,下面的公式与人类对饱和度的看法是一致的:EvaLübbe提出的公式与Manfred Richter的口头定义一致:饱和度是纯色彩在整个色彩感觉中的比例。


其中Sab是饱和度,L *是亮度,C * ab是颜色的色度。

CIECAM02
色彩的平方根除以亮度:

这个定义的灵感来自于为了弥补CIECAM97的糟糕表现而进行的实验性工作。 M与色度C(M = CFL0.25)成比例,因此CIECAM02定义与CIELUV定义有一些相似之处。一个重要的区别是CIECAM02模型通过参数FL来解释查看条件。

激发纯度
刺激的激发纯度(简称纯度)是指在相同色调(单色光源的主波长)下,光源白点到色度图上最远点的差异;使用CIE 1931色彩空间:


其中(xn,yn)是白色点的色度,(xI,yI)是周边上白线点的线段包含刺激的色度的点。可以使用不同的颜色空间,例如CIELAB或CIELUV,并且会产生不同的结果。

CIE 1976中的色度L * a * b *和L * u * v *色彩空间
天真的饱和定义并未指定其响应函数。在CIE XYZ和RGB色彩空间中,饱和度用加性颜色混合来定义,并且具有与以白色或白色点光源为中心的任何缩放成比例的性质。然而,就心理视觉上的颜色差异而言,两种颜色空间都是非线性的。定义类似饱和度的量也是可能的 – 有时也是可取的 – 根据心理视觉知觉来线性化。

在CIE 1976 L * a * b *和L * u * v *颜色空间中,未标准化色度是L * a的圆柱坐标CIE L * C * h(亮度,色度,色调)表示的径向分量* b *和L * u * v *颜色空间,也分别表示为CIE L * C * h(a * b *)或CIE L * C * h和CIE L * C * h(u * v * )。 (a *,b *)到(C * ab,hab)的转换由下式给出:


并类似于CIE L * C * h(u * v *)。

CIE L * C * h(a * b *)和CIE L * C * h(u * v *)坐标中的色度具有更多的心理视觉线性的优点,但它们在线性分量方面是非线性的混色。因此,CIE 1976 L * a * b *和L * u * v *色彩空间中的色度与传统的“饱和度”有很大不同。

彩度外观模型中的色度
另外,心理视觉上更精确,但也更复杂的获得或指定饱和度的方法是使用颜色外观模型。这里,色度外观参数可能(取决于色彩外观模型)与例如色彩外观参数交织在一起。照明的物理亮度或发射/反射表面的特性,这在心理上是更明智的。

Share
Tags: Color