السطوع النسبي

قد تكون هذه المقالة تقنية للغاية بحيث يصعب على معظم القراء فهمها . يرجى المساعدة في تحسينها لجعلها مفهومة لغير المتخصصين ، دون إزالة التفاصيل التقنية. ( يونيو 2020 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

${\displaystyle Y}$ تتبع الإضاءة النسبية التعريف الضوئي للسطوع${\displaystyle L}$ بما في ذلك الترجيح الطيفي للرؤية البشرية، ولكن في حين أن الإضاءة هي مقياس للضوء بوحدات مثل ، يتم تطبيع قيم الإضاءة النسبية على أنها من 0.0 إلى 1.0 (أو من 1 إلى 100)، حيث يكون 1.0 (أو 100) عاكسًا مثاليًا نظريًا بنسبة 100٪ من اللون الأبيض المرجعي . ^[1] مثل التعريف الضوئي، فهو مرتبط بكثافة التدفق الضوئي في اتجاه معين، وهي كثافة التدفق الإشعاعي المرجحة بدالة الكفاءة الضوئية لمراقب CIE القياسي. ${\displaystyle L}$${\displaystyle cd/m^{2}}$${\displaystyle Y}$ ${\displaystyle {\overline {y}}(\lambda )}$

يُعد استخدام القيم النسبية مفيدًا في نماذج الألوان أو المظهر التي تصف الإدراك بالنسبة لحالة تكيف العين وبياض مرجعي. على سبيل المثال، في مرحلة ما قبل الطباعة للوسائط المطبوعة، يعتمد السطوع المطلق للضوء المنعكس عن الطباعة على الإضاءة المحددة، ولكن نموذج مظهر اللون باستخدام السطوع النسبي يمكنه التنبؤ بالمظهر من خلال الرجوع إلى مصدر الضوء المحدد.

بالنسبة لمساحات ألوان CIE XYZ وxyY، يشير الحرف إلى السطوع النسبي. إذا كان الحد الأقصى للسطوع لمثال معين هو أو ، وكان سطوع الموضوع هو، فإن السطوع النسبي هو ${\displaystyle Y}$${\displaystyle L_{الحد الأقصى}}$${\displaystyle L_{ref}}$${\displaystyle L_{محفز}}$

${\displaystyle Y={L_{التحفيز} \over L_{ref}}\ \ }$ أو ${\displaystyle \ \ Y_{scale_{100}}={L_{التحفيز} \over L_{max}}\ \times \ 100}$

${\displaystyle Y}$(و ) كلاهما خطي للتغيرات في حجم الضوء. يجب أن تكون التحويلات من مساحات الألوان حيث يتم ترميز الضوء أو السطوع بمنحنى طاقة، مثل معظم تنسيقات الصور والفيديو، خطية قبل تحويلها إلى Y أو مساحة XYZ. ${\displaystyle L}$

الطريقة البسيطة هي تطبيق منحنى الطاقة العكسي على كل قناة لونية، على سبيل المثال بالنسبة للعديد من مساحات ألوان RGB الشائعة، يتم تطبيق منحنى طاقة 2.2:

${\displaystyle R_{lin}={R^{\prime }}^{2.2}\ \ G_{lin}={G^{\prime }}^{2.2}\ \ B_{lin}={B^{\prime }}^{2.2}}$

${\displaystyle Y}$يمكن بعد ذلك حساب هذه المساحات اللونية باستخدام معاملات مكون Y لمصفوفة التحويل. على سبيل المثال، بالنسبة إلى ITU-R BT.709 و sRGB، وكلاهما يستخدم نفس الألوان الأساسية ونقطة البياض، يمكن حساب الإضاءة النسبية من مكونات RGB الخطية : أولاً، قم بتحويل قيم RGB المضغوطة بجاما إلى RGB خطي ، ثم ^[2]

${\displaystyle Y=0.2126*R_{lin}+0.7152*G_{lin}+0.0722*B_{lin}}$

تعكس الصيغة دالة الكفاءة الضوئية حيث أن الضوء "الأخضر" هو المكون الرئيسي للسطوع، وهو المسؤول عن غالبية الضوء الذي يدركه البشر، و"الضوء الأزرق" هو ​​أصغر مكون.

هناك حاجة إلى معاملات خطية مختلفة لتحديد السطوع لمساحة ألوان معينة، والتي يتم حسابها من ألوانها الأساسية (المحددة بإحداثيات ألوانها x&y أو uʹ&vʹ). بالنسبة لمساحات RGB التي تستخدم ألوانًا حقيقية للألوان الأساسية، ستكون هذه المعاملات موجبة للتحويل إلى مساحة XYZ، ولكنها قد تكون سالبة للتحويل مرة أخرى إلى RGB. عادةً ما يكون معامل اللون الأخضر هو الأكبر والأزرق هو الأصغر عادةً، ويشكلان عادةً الصف الأوسط من مصفوفة تحويل الألوان من RGB إلى XYZ. ^[3]

بالنسبة لمساحات الألوان R′G′B′ المضغوطة بجاما غير الخطية كما تستخدم عادةً للصور الحاسوبية، هناك حاجة إلى خطية مكونات R′G′B′ إلى RGB قبل التركيبة الخطية. ^[4]

لا ينبغي الخلط بين السطوع النسبي واللمعان (Y prime)، وهو مجموع مرجح لمكونات R′G′B′ غير الخطية (المشفرة بجاما)، حيث يتم في بعض التطبيقات تطبيق معاملات الترجيح على الإشارة المشفرة بجاما. أيضًا، في العديد من الحالات، لأسباب فنية، لا تتطابق معاملات الترجيح مع تلك المعاملات التي تتبع بشكل طبيعي من الألوان الأساسية والنقطة البيضاء؛ على سبيل المثال، تستخدم إشارات PAL SDTV، وكذلك إشارات NTSC كما هو محدد منذ عام 1987، معاملات ترجيح كانت طبيعية للألوان الأساسية لمعيار NTSC الأصلي لعام 1953 (يؤدي خلط الألوان الأساسية الثلاثة المحددة لـ NTSC لعام 1953 بالنسب المعطاة بواسطة معاملات الترجيح إلى اللون الأبيض المحدد لـ NTSC لعام 1953) ولكنها ليست المعاملات الطبيعية التي يمكن استخدامها للألوان الأساسية المحددة الخاصة بها. في هذه الحالات، لن تكون الإضاءة دالة بحتة على السطوع المصحح بجاما (مهما كان تعريفه) ولكنها تعتمد أيضًا إلى حد ما على لون وتشبع اللون. تتضمن بعض مساحات الألوان التي تستخدم الإضاءة Y′UV وY′IQ و Y′CbCr . لتحديد الإضاءة النسبية، يجب استخدام مع المكونات الفرعية لإنشاء مكونات R′G′B′ المشفرة بجاما، والتي يتم بعد ذلك خطيتها إلى RGB عن طريق عكس تصحيح جاما . يمكن بعد ذلك تطبيق المعاملات الخطية المناسبة على قنوات RGB الخطية هذه (بناءً على اللونيات الأساسية) ومجموعها إلى الإضاءة النسبية . ${\displaystyle Y^{\prime }}$${\displaystyle Y^{\prime }}$${\displaystyle Y}$

${\displaystyle Y}$هو خطي للضوء، ولكن الإدراك البشري لديه استجابة غير خطية للضوء/الظلام/السطوع.

بالنسبة لمساحة L*a*b* و L*u*v* ، المكون هو الإضاءة الإدراكية (المعروفة أيضًا باسم "Lstar" ولا ينبغي الخلط بينها وبين الإضاءة). من المفترض أن تكون خطية بالنسبة للإدراك البشري للإضاءة/الظلام، وبما أن الإدراك البشري للضوء غير خطي، فهي دالة غير خطية للسطوع النسبي . ${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle L}$${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle Y}$

• السطوع
• مساحة الألوان CIE 1931
• اللونية