在“着色”里明度滑块等于其本身定义L=（max+min）/2
不懂就问，这里着色，明度滑块是啥意思

严格意义来说，亮度是一个“物理属性”，仅仅用于在“数码摄影/色彩科学”的范畴内，定义色彩空间的“白点”的时候，作的技术规范和绑定。绑定以后，其实我们讨论的其实不是“亮度”，而是“黑度”rgb(0,0,0)和“白度”rgb(255,255,255)。

而明度，一般都是定义为色貌模型“等色差”体系的参照，比如CIE LAB/CIECAM02。因为人天然以为颜色分为色相、明度和饱和度。其实这是人就是这么认为的，没办法。而且在定义色彩模型以后，我们天然就是认为 rgb三个数字一样必须是灰度，且“等色差”，但其实无法做到。于是科学家就想办法来凑合，来满足这两点。明度一般就是这种"凑合方法”的定义，每个软件可以不同。

这里面非常混乱，其实连专家也很无奈。大概就是，亮度基于物理，明度基于心理（人的感觉）。但一旦涉及颜色rgb，其实我们讨论的应该是“白度”。因为在任何色彩模型下，是没有亮度、明度的，只有颜色。所谓“高光”，其实应该叫“高白”或者“亮白”、或者“灰白”，带一个“白”，这才是本来意义，并不是“光”。所谓“暗部”其实叫“黑度”，阴影叫“黑灰”。

而明度，是根据色彩模型rgb推算的心理等亮度的一个模拟算法，具体看每个软件的算法定义。

1、亮度、明度都和色彩有关。（注意，不是色相）
2、RGB色模定义颜色是用红绿蓝三色值定义的，无直接的明度、亮度定义值。
3、ps中的亮度、明度调整工具中的滑块值是“相对图片已有值”为参照点的调整值。色板中的数字调整值是“绝对值”。
zwg_sh555 编辑于 2024-12-31 12:59

可否理解为亮度与色彩有关，明度则无关。求教问题：色彩有RGB的数值定义的，亮度、明度和饱和度的定量描述是如何定义的（PS里面的滑块数值应该只是相对值吧）。
liwanxu 编辑于 2024-12-30 13:06

上面的问题还是放到这个帖子来说明一下。前面顽版在#20贴已经讲得很透彻了，一定要结合上下文看真正的语义理解。但这里有大量民科的误导，因此导致这个很难表述，哪怕是黑、白、灰......这些基本的颜色理解大家其实搞不定。今天砖家就来掰碎了理解解析，以埋民科所挖之坑。引用的这个网友就掉坑里了。

最基本的底层机理，还是基于『RAW没有颜色』，这点需要切记和默背。在数码摄影领域，凡是坚持RAW含有颜色的、RAW存在所谓“私有色彩空间”的，基本都是理解力不足或者心理存在认知障碍的民科。如果大家【基于RAW没有颜色】，RAW保存的是光强的灰度线性物理数据，那么就能理解明度、亮度、辉度或者Luminance、Brightness、Lightness，这些单词在色度学数码摄影领域的实际意义是什么。
　　
民科的最大认知障碍就是无法接受颜色是感觉而不是物理量。民科顽固坚持“颜色是一种基于物理的计量”，但这个理解是错误的。这导致民科永远看不懂CIE 色品图，不理解CIE XYZ的数学体系是怎么构成的。或许民科能计算理解，但存在认知障碍，永远无法接受这点：颜色是人类的色觉感觉，而不是物理。基于线代的医学，在解剖生物范畴和细胞理化特性，甚至DNA层面的科学层面都可基本上厘清了。

人眼中有三种不同类型的视锥细胞：S型、M型和L型视锥细胞。它们分别对蓝色（short-wavelength）、绿色（medium-wavelength）和红色（long-wavelength）的光做出反应，产生感受电位。具体来说：
S型视锥细胞：对短波长的蓝色光最为敏感，其最大吸收峰位于约420nm处。当受到蓝色光刺激时，会产生一个较短、较弱的感受电位。
M型视锥细胞：对中波长的绿色光最为敏感，其最大吸收峰位于约530nm处。当受到绿色光刺激时，会产生一个中等强度的感受电位。
L型视锥细胞：对长波长的红色光最为敏感，其最大吸收峰位于约560nm处。当受到红色光刺激时，会产生一个较长、较强的感受电位。

这些视锥细胞在接收光线后会产生神经信号，通过视神经传递到大脑，并被处理成我们所看到的彩色图像。但大脑如何处理，就是一个黑盒了。

具体内容，感兴趣可以参考这个，这里不深挖考据了。砖家给一个链接，有兴趣自行研究，https://chromatone.center/theory/color/perception/。这里只需要知道，颜色不是物理，不是光子频率震动，这是民科歪理的理论基石，很多人深信不疑。但这个显然是错的，主要还是数学层面。


上图是CIE xy 色品图。可以看到CIE 1931的实验三个纯色长波、中波、短波的纯色光线其实和人眼并不一致，尤其是长波。CIE 1931的实验当时还没有LMS的解剖和DNA的生物机理。CIE是国际照明组织，在1931年代他手里的工具只有数学和有限的实验条件。当时已经有卢瑟观测条件一说了，但对应的生物机理需要多年以后才了解，但其实人类对色觉的认知至今也没有完全搞清楚。但有了数学，也没必要深究，找出一个人类色觉共识的数学模型即可。这个数学模型的关键在于用测量保证两者数据的“线性”，一个是基于物理的波长线性，一个是基于人类色觉实验的大人群统计结果，也就是色觉感觉线性。在归一化物理线性的时候，必然需要定义“可见光范围”。

所以，我们有了所谓“可见光范围”，这是为了数学上的归一化的需求，也就是物理区间的波长对应的光谱实验的0-1，而‌CIE定义的可见光谱范围‌是380--780纳米（nm）‌，就是上面的“物理线性”。经过一些列数学运算（主要是线性代数），搞出了CIE xy色品图。色品图的边缘就是“物理光谱波长的线性”。

色品图，其实用来表述人眼对应的LMS三种视锥细胞的生物特性，里面其实并不是颜色。但是，可以说，99.9999%的人以为这是颜色。这个没办法，真正看懂色品图的人从来不在乎色品图的色准，只用来标识。而在码农的计算层面，码农的数学直觉不是色品图，而是一个CIE XYZ数学三维向量。
　
　
上面两个才是码农牢记的数学直觉图。所以，搞色彩科学的码农根本不怕什么CIE XYZ 超过1溢出的鬼话了。因为这个１本来就是数学工具的定义而已，主要是“归一化”。既然归一化了，只要在CIE XYZ的混色体系下，压缩一下呗。因为这个压缩是基于“色觉生物混色线性”就是 CIE XYZ线性。

这就是最关键的CIE XYZ线性。所以这了那么多，现在讲RAW、HDR、明度、亮度的关系。特别请@萧风萧风 留意，下面将解答您的多年来的困惑。除了砖家我之外，没有人能解释得如此让您听得懂，而且不是民科理论，是基于晦涩高深的数学，我敲个黑板，您最好拿支笔仔细笔记。

其实不止您这样的摄影爱好者，作为顶层砖家 Charles Poynton，CIE的规则制定者也有这样的困惑。但是电视、印刷、照明等交织在一起，CIE、ITU、IEEE等各类国家组织都有自己的基本盘，导致概念的混淆。但这在基于科学/数学等认知体系下，这都是一致的。我作为科普人员，是从消费者和从业者的角度去认识理解的。其实 EOTF、OETF、EOCF、OECF、gamma、log这些概念在数学体系的认知下，这都是一个意思。

明度、亮度的意义，其实顶层专家也受不了，专门写了顶层学术会议报告呈谏，https://poynton.ca/notes/PU-PR-IS/，里面这篇英语pdf，就是您问题的最好作答。这里我科普，帮助您理解一下明度和亮度，这个要从RAW开始捋一下。
　　
RAW本身是光强的线性数据，不管是多少bit，12bit 或 14bit，最后还是归一化的“物理线性”，而CCM颜色转换矩阵的数学基础是归一化的浮点数。

⒈RAW三通道归一化线性浮点数 × CCM ==⋙ CIE XYZ三向量线性浮点数；
⒉CIE XYZ三向量线性浮点数 × 选择标准RGB色彩空间(SDR/HDR)矩阵 ==⋙ RGB归一化浮点数；
⒊RGB归一化浮点数 × 线性编码 ==⋙ 线性化RGB；
⒋RGB归一化浮点数 × gamma编码 ==⋙ 色彩空间Color space RGB。

这个帖子《不懂就问：32位线性RGB色彩空间是个什么东东？》，这里面说的“线性RGB色彩空间”就是３，这里“线性”就是基于CIE XYZ线性，就是下面黑线横坐标的每一个格子，所代表的人眼LMS的响应比例是一样的也就是基于人眼三条曲线。
　　
这里要指出RGB归一化浮点数和CIE XYZ归一化浮点数的区别。数学上，RGB不管是归一化浮点数或者是16bit/32bit整数，数学上RGB模型是一个三维正方体；而转换到CIE XYZ以后，被非线性的拉长扭曲转换了，不再是一个正立方体了。有了这个直观区别能避免出错。

CCM的源头是双光源色彩矩阵，这两个色彩矩阵的制作左右都是线性数据。所以，目前有两个都叫线性。RAW数据是光强物理线性，而CIE XYZ是归一化的浮点线性，而RGB是色彩空间的线性。这两个都叫“线性”，但这是不一样的线性。目前没有统一叫法，我这里总结“物理线性”和“色觉线性(CIE XYZ线性)”，但是色觉线性CIE XYZ线性并不是等色差的。所以，搞出了等色差的色貌模型。
　
　
有了等色差模型呢？就有了各类亮度、明度的胡乱叫法区别了，这里还是科普一下科学底层原理。

既然CIE XYZ叫色觉线性，那么为什么还说CIE XYZ是非线性的，要搞等色差呢？这个需要实际编码操作就会遇到。我们以为RGB三色颜色一样就是灰度，这是我们的以为，CPU是无所谓的。假设我们反gamma以后，基于CIE XYZ线性的 RGB线性数据，三个相加除以3是否就是灰度了呢？现实是灰度，但出现了不应该有的灰度断层。看这个例图：


这就是亮度出现了断层。我们天然以为存在亮度、饱和度、色相的三坐标，但这是我们人类的以为。CPU是不吃这套的，人类得做点什么告诉CPU怎么算“等色差”。于是，很多人搞这个领域，总结就是一个，“公说公有理，婆说婆有理”，搞出了很多种模型，自然有了不同的叫法。

所以，砖家最后归纳几点：

1. RAW没有HDR，HDR是基于 CIE XYZ的色觉的。所以，引用的那个小伙子捣鼓的DNG例子叠加本身就错了。这是IP地址改成999.999.999.999的谬误，把色觉当作物理了。
2. HDR的 EOTF、OETF，这个TF就是Gamma编码，E所谓的“Electrical电”就是色彩空间，O（Optical）这个光其实就是CIE XYZ线性。这个E/O都不是基于物理的。这个光学物理仅仅存在于白点。这是视频行业的传统叫法，但不符合真正的色彩科学规律，这个顶层大师也很无奈的。
3. log就是非规范的gamma而已。主要是为了视频的3Dlut的快速操作。

最主要的是，线性也分物理线性（RAW）、CIE XYZ色觉线性（Optical）、等色差线性。而视频行业把标准色彩空间认定为“感觉线性”（Electrical），这是一种为了压片的编码gamma规范。

中文还有一个叫“辉度”，更是无法解释了。名词定义的精准也重要，否则鸡同鸭讲。

就像颜色，我们定义是CIE体系内的人眼生物特侦才叫颜色。颜色是生物属性，是人眼对RGB特性的反映。并非滤色片RGB数据。这个定义一定要搞清楚。这样我们才理解，色彩风格是没有正确的，只有你的喜欢和我的喜好。但“色准”是有正确的、有精确度的。

马克
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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。

这样说应该对你有帮助吧。

想请教一下，探讨明度和亮度，在具体修图时，有实际意义吗？ps里好像就是一个明度吧？没看到有亮度。

经验公式RGB模式下的明度:L=R*0.30+G*0.59+B*0.11，亮度是MAX(R,G,B).比如像素点（100,135,125），那么亮度就是135这个值，明度就是0.3*100+0.59*135+125*0.11=123.4.这个数值基本准确，可能会有四舍五入等一点点差距，比如可能是123或者124啥的。影响不是很大。

很欣赏你动手验证的方法！我自己正是做类似实验验证亮度和明度的区别的。不过稍有不同的是我是用亮度/对比和色相/饱和度做的实验，你用的是色阶与色相/饱和度。
但实验的结论与你有些不同。

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）

靠谱！
不过我更关心的是“亮度对比度”的“亮度”， 和“色相饱和度”里的明度。

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PS中能刻画明亮度的几个东西
LAB的L
灰度
HSL的L
HSB的B
HSI的I
HSY的Y

HS*模型在PS里是通过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,PS中还有诸如“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.

不是在PS里的定义，Brightness和lightness本来也很混淆。只是在PS中两者明确是不同的量。
luminance和Brightness意思接近都是亮度，但有轻微的区别，正如你说说，luminance的数值使用绝对单位cd/m2,而Brightness则一般用相对单位%表达，等于最大亮度的X%。
而明度lightness，与上述两者luminance和Brightness并不相同，在等高人细说。
Leica味所说的，明度是指多白。是对的！