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亮度专业词语
文：苏信东 时间：2000年1月
　　 在计算机图形学方面有许多的表示亮度的专业词语。正确理解这些词语而不是简单地视为亮度能使你在处理图象时获得更好的效果。
1、什么是Intensity？
　　这个词可以解释为强度，表示的是每单位面积传播的（光）辐射能量。Intensity也可以称为线形光测量，可以以诸如每平方米多少瓦此类的单位来衡量。提供给显示器阴极射线管（简称CRT）的电压直接控制了颜色构成的Intensity，但是却是以非线性方式的。所以CRT的电压与Intensity并不是成正比的。

2、什么是Birghtness？
　　这个词解释为亮度（下面好几个词的解释都是亮度）。这是由Commission Internationale de L’Eclairage (CIE)根据一个区域发出的光的多少来定义的可视属性。Birghtness是知觉数值，没有固定的客观量度。

3、什么是Luminance？
　　这个词解释为光照度，由CIE定义，以Y为表示符号，以视觉属性--光谱敏感性与辐射强度加权得出。Luminance的光度与物理强度成比例。Luminance容易使人觉得与Intensity差不多。但Luminance的频谱组成是与人类视觉的光敏感性相关的。
　　Luminance可以以线性光的主要组成：红绿蓝三分量的适当加权和来计算。以目前的摄像设备为例，各系数为：

在视频方面的标准是以非线性R’G’B’组成的加权和来计算LUMA组成Y’的。虽然这个数值经常被看作Luminance，但它不是。

4、什么是Lightness？
　　这个词也是亮度。人类视觉对光的知觉是非线性的。一个Luminance只有另外一个光源的18%的光源，在人看来却是50%。对Luminance的知觉反应称为Lightness，并且被CIE定义为Luminance的修正立方根：

　　Yn是参考白色的Luminance。如果你把Luminance（Y）常态化为参考白色那就不需要计算这个商。在另一方面，也可以说Lightness知觉是粗略对数的，你可以对Intensity相差只是百分之一多一点的两点发觉不同。

5、什么是Gamma？
　　Gamma也是用于表示亮度。一个物理设备发出的光的Intensity通常都不是输入信号的线性输出。传统的CRT具有对电压的功率反应：在显示表面产生的Intensity大约是输入电压的2.5次方。这个数值通俗地称为Gamma。为能产生正确的Intensity必须对这一非线性进行补偿。

6、什么是Gamma校正？
　　在视频系统，线性光Intensity通过Gamma校正转换为非线性的视频信号，通常在摄像过程内完成。如下函数把把线性光亮度（Intensity），R，转换为非线性组成R’：

　　然后，一个理想的显示器把该转换反转输出：

7、什么是Contrast Ratio？
　　Contrast Ratio是对比度的意思，也就是对某一设备或环境而言的最亮的白色和最暗的黑色之间的Intensity的比例。电影院的对比度可以达到80:1，电视在设计时认为你的居室环境是30:1，典型的办公条件下一个CRT显示器的对比度大约是5:1。

8、如何调节显示器的黑度和图象控制？
　　一般的显示器上的标识都是错的。Picture Control，通常被标识为Contrast，控制整体亮度（Intensity），Black Level黑度控制，通常被标识为Birghtness，调整黑色偏重。显示一幅从纯白到纯黑过渡的图象，先调整黑度控制使得显示器显示完全是黑色，然后慢慢调节黑度，直到感觉上纯黑的部位开始变亮为止。这是因为图象是基于黑色显示的。当达到这一点后，标记下黑度控制的位置，然后显示一幅彩色图象（一般选取自然景观），调节图象控制到你喜欢的亮度。

什么是色温? 色温对我们的视觉有什么影响？
色温的单位是度k， 也就是绝对温度的单位，摄氏--273度c是绝对温度0度k，所以说水的冰点是273度k，沸点是373度k。色温是自然界的一种现象，当宇宙在没有太阳，没有任何发光体的恒星时，这时的温度是0度k，就是如黑洞一般任何物质都是黑色的；当物质被加热(如太阳燃烧到表面温度的5000度k)时物质所辐射出的能量，其中就包含可现光的频谱红.澄.黄.绿.蓝.靛.紫及红外线.紫外线.γ.β射线等等不同的频谱。色温是发光体表面的温度，所产生出的频谱与光源的强度大小无关，也就是说，此光源照到一张白纸时看起来的感觉; 如在钨丝灯光下看一张白纸就是红红的，在日光灯下(4,500度k)就有点偏黄，在日正当中时有点偏紫，所以在赤道地区的风景海水特别的湛蓝，蓝到有点偏紫(约13000度k~15000度k) 。以钨丝灯泡来说，钨丝被通电加热到约2,200度k，其所产生的光线是近于红色; 日光灯是用电子撞击荧光体，其撞击时所产生的色温是约4500度k ；标准crt电视的p22荧光体被电子撞击时所产生约7,300度k的色温。而我们中国人习惯的电脑显示器的色温则是9300度k。
色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学.身理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的，例如在摄影上我们用3,200度k的白炙热灯(3,200度k)，但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温高一点；相同的道理，我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影响到正常红色的表现)让画面看起来色温高一点。在色温上的喜好是因人而定的，这跟我们日常看到景物景色有关，例如在接近赤道的人，日常看到的频均色温是在11000度k(8000度k(黄昏)~17000度k(中午))，所以比较喜欢高色温(看起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约6000度k)的人就比较喜欢低色温的(5600 度k或6500度k)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红，所以这也是摄影师要用他的摄影机去做一些色温上的调和工作的时候，选择滤光镜及底片或vcam摄影机上的色温选择并考虑到观众的显示设备(如电视或电影放映机上的色温)来做调和，便观众能到最接近实际景色的感觉。话说回来，电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000度k~9500度k之间，所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300度k去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异，以一年四季的平均色温约6000度k为制作的参考的，所以我们再看那些外来的片子时，就会发现5600度k~6500度k最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红，偏暖，有些不大适应。

lcd与crt哪一种色彩还原能力强?
这个问题玩电脑的朋友们觉得答案好像理所当然的应该是crt。但事实呢？lcd的发光体是冷阴极管加上rgb滤光器分别滤出rgb的光谱后，可以看出因为过滤出的频谱并不很纯正，所以色再生能力约在30%(note book)~50%(lcd monitor)，在电视专用的lcd面板方面，在冷阴极管及滤光镜改良后色传真度则可达75%~85%(ntsc制式)，传统crt则约在65%~75%之间。在sony的特丽珑，因为初衷是为专业美工设计的，所以色再生能力可达85%以上，色偏也很小，再加上后天上专业的校色则可达95%的色再生能力及更小的色偏。相对而言，色彩还原能力电视用lcd已经在普通的crt电视之上了，不过珑管在色彩还原的方面的造诣还是无出其右的，所以它是一切印刷与美工必备的设备。不过虽然各种显示设备的色彩还原能力离完美差的比较远，但是因为人的眼睛对色彩差异的敏感度很差，所以实际感觉上差异不会那么大。因此即使是30%-50%的电脑lcd我们也看得津津有味。

什么是gamma值曲线?
我们在显卡的调节属性里或者游戏的选项中总是看到一个属性叫做gamma值，但是你知道这个值的具体含义么？
gamma值是用曲线表示的，这是一种人的眼睛对光的一种感应曲线，其中包括了物理量、身理感官及心理的感知度。在物理量方面是比较单纯的度亮单位cd/㎡; 但在生理上则因人而异，例如小孩、青年、中年人及老年人甚至色弱的人或色盲的人所看到的同一画面都会不同，对应的曲线也会有所不同;在心理的感受上，则会更复杂的牵涉到环境的背景亮度。对一个正常人来说，人的眼睛对光的感应曲线是一“非线性”的曲线，而且对我们显示器上的三种发光体rgb也分别感应出三种不同的曲线，所以在设计显示器的rgb三个发光体的时，同时我们就做了三种的gamma曲线来分别对应三种rgb的发光体，去分别对人的眼睛内的三种感光细胞，这就是发光体的gamma值。

显卡设置中总能看到这样一条曲线，就是gamma曲线。
在心理感知度上，由于我们常人的眼睛最大能分辨的差异(阶层)是1/100，也就是说在100烛光的画面中您最大可能分辨的是99烛光或101烛光，但当您在暗的环境下看暗的画面 例如1烛光时，则此时您可以分辨出0.01烛光的差异，也就是说在一烛光以下我们常人还可以分出100个以上的阶层，但由于显示器无论是pdp或lcd在全暗的画面时最低能表现的只有0.4~0.8烛光，所以我们所谓的对比，是指最亮除以最暗。所以如果一个显示器若要完整的表现出高度真实的画面(无论是高亮度的画面或低亮度的画面)，则显示器的对比很少必须5000:1以上，而我们的显示器由于成本的考虑，我们只能做出500~1000:1时，我们就必须用gamma修正来作补偿，也就是在较暗的影片我们选择较高的gamma值(如2或3，甚至4)，以牺牲部分亮部的层次来获取更多的暗部层次;相反的在一些较亮的影片(外景较多)则我们则选择较低的gamma值(如0，-1甚至-2)以牺牲部分的暗部层次，来使得亮部层次(如云层)能更分明。在实际的景色环境中，您极少可能从很亮的画面瞬间进入很暗的画面，但在电影或电视和游戏画面上则我们经常会突然从很亮的画面进入很暗的画面，或从很暗的画面进入很亮的画面，因此正确的gamma曲线设定可以帮助我们获得最真实的视觉感受。

对比与亮度
我们买显示设备时，对比和亮度是两个对观感很重要的数值，但是在规格上对比与亮度是很不客观的，各厂牌的标示都没有统一。由于pdp等离子显示器上有一紫外线滤光镜，加上此滤光镜后一般来说，亮度会下降的45~55%，对比也会下降约10~20%，再加上环境灯光的反射，对比值会更为降低，所以一般对比后面都会有注明是在全暗的环境下测得的。以亮度来说，厂商一般标示的是最大亮度，但此种标示方式是非常含糊不清的，因为最大亮度是在所有出厂的显示器中只测到一台能达到还是99%能达标厂商们一向讳莫如深。总之，亮度与对比值的标示方式总是暧昧不清，所以最好大家最好购买显示器还有电视的时候自己去看实验，看看能否达到让你满意的效果在做决定。一般来说lcd monitor的对比大约是250cd/㎡~350 cd/㎡电视大约是400~550 cd/㎡，自然界的景致在日正当中时约1700 cd/㎡~2500 cd/㎡。在对比方面，lcd monitor的对比大约是350:1~500:1，电视大约是500:1~900:1，自然界景色最大的差异约在5000:1。