确定RGB颜色感知亮度的公式

“接受”的答案是不正确和不完整的

唯一准确的答案是@ ji- dadson和@EddingtonsMonkey的答案，并支持@ niles -pipenbrinck。其他答案(包括已接受的答案)链接到或引用了错误的、不相关的、过时的或坏的来源。

简要:

sRGB必须在应用系数之前线性化。亮度(L或Y)与光一样是线性的。感知亮度(L*)与人类感知一样是非线性的。 HSV和HSL在感知方面甚至远不准确。 sRGB的IEC标准指定阈值为0.04045，而不是0.03928(这是来自过时的早期草案)。为了有用(即相对于感知)，欧几里得距离需要一个感知一致的笛卡尔向量空间，如CIELAB。sRGB不是其中之一。

以下是正确而完整的回答:

由于这条线索在搜索引擎中出现频率很高，我添加了这个答案来澄清关于这个主题的各种误解。

亮度是光的线性测量，对正常视力进行光谱加权，但对亮度的非线性感知不进行调整。它可以是相对度量，如CIEXYZ中的Y，或L, cd/m2的绝对度量(不要与L*混淆)。

一些视觉模型如CIELAB使用感知明度，这里L* (Lstar)为感知明度值，且为非线性，以近似人类视觉非线性响应曲线。(也就是说，对知觉是线性的，但因此对光是非线性的)。

亮度是一种感知属性，它不具有“物理”度量。然而，一些颜色外观模型确实有一个值，通常用“Q”表示感知亮度，这与感知亮度不同。

Luma (Y´')是一种伽玛编码的加权信号，用于某些视频编码(Y´I´Q´)。不要与线性亮度混淆。

Gamma或传递曲线(TRC)是一种通常与感知曲线相似的曲线，通常用于存储或广播图像数据，以减少感知噪声和/或提高数据利用率(以及相关原因)。

为了确定感知亮度，首先将gamma编码的R´G´B´图像值转换为线性亮度(L或Y)，然后转换为非线性感知亮度(L*)

寻找亮度:

.．.因为很明显它在某个地方丢失了……

第一步:

将所有sRGB 8位整数值转换为十进制0.0-1.0

  vR = sR / 255;
  vG = sG / 255;
  vB = sB / 255;

第二步:

将gamma编码的RGB转换为线性值。例如，sRGB(计算机标准)要求功率曲线约为V^2.2，尽管“准确的”变换是:

其中V´为sRGB的伽玛编码R、G或B通道。伪代码:

function sRGBtoLin(colorChannel) {
        // Send this function a decimal sRGB gamma encoded color value
        // between 0.0 and 1.0, and it returns a linearized value.

    if ( colorChannel <= 0.04045 ) {
            return colorChannel / 12.92;
        } else {
            return pow((( colorChannel + 0.055)/1.055),2.4);
        }
    }

第三步:

要找到亮度(Y)，应用sRGB的标准系数:

使用上述函数的伪代码:

Y = (0.2126 * sRGBtoLin(vR) + 0.7152 * sRGBtoLin(vG) + 0.0722 * sRGBtoLin(vB))

找到可感知的轻盈:

步骤四:

从上面取亮度Y，变换为L*

伪代码:

function YtoLstar(Y) {
        // Send this function a luminance value between 0.0 and 1.0,
        // and it returns L* which is "perceptual lightness"

    if ( Y <= (216/24389)) {       // The CIE standard states 0.008856 but 216/24389 is the intent for 0.008856451679036
            return Y * (24389/27);  // The CIE standard states 903.3, but 24389/27 is the intent, making 903.296296296296296
        } else {
            return pow(Y,(1/3)) * 116 - 16;
        }
    }

L*是一个从0(黑色)到100(白色)的值，其中50是感知的“中间灰色”。L* = 50相当于Y = 18.4，换句话说，一张18%的灰卡，代表一张照片曝光的中间(安塞尔·亚当斯V区)。

引用:

IEC 61966-2-1:1999标准维基百科sRGB 维基百科CIELAB 维基百科CIEXYZ Charles Poynton的Gamma常见问题解答

2019-06-20 03:16:09

与其迷失在这里提到的随机选择的公式中，我建议您使用W3C标准推荐的公式。

下面是WCAG 2.0 SC 1.4.3相对亮度和对比度公式的简单而精确的PHP实现。它生成的值适合于评估符合WCAG要求的比率，就像在这个页面上一样，因此适用于任何web应用程序。这对于移植到其他语言来说是微不足道的。

/**
 * Calculate relative luminance in sRGB colour space for use in WCAG 2.0 compliance
 * @link http://www.w3.org/TR/WCAG20/#relativeluminancedef
 * @param string $col A 3 or 6-digit hex colour string
 * @return float
 * @author Marcus Bointon <marcus@synchromedia.co.uk>
 */
function relativeluminance($col) {
    //Remove any leading #
    $col = trim($col, '#');
    //Convert 3-digit to 6-digit
    if (strlen($col) == 3) {
        $col = $col[0] . $col[0] . $col[1] . $col[1] . $col[2] . $col[2];
    }
    //Convert hex to 0-1 scale
    $components = array(
        'r' => hexdec(substr($col, 0, 2)) / 255,
        'g' => hexdec(substr($col, 2, 2)) / 255,
        'b' => hexdec(substr($col, 4, 2)) / 255
    );
    //Correct for sRGB
    foreach($components as $c => $v) {
        if ($v <= 0.04045) {
            $components[$c] = $v / 12.92;
        } else {
            $components[$c] = pow((($v + 0.055) / 1.055), 2.4);
        }
    }
    //Calculate relative luminance using ITU-R BT. 709 coefficients
    return ($components['r'] * 0.2126) + ($components['g'] * 0.7152) + ($components['b'] * 0.0722);
}

/**
 * Calculate contrast ratio acording to WCAG 2.0 formula
 * Will return a value between 1 (no contrast) and 21 (max contrast)
 * @link http://www.w3.org/TR/WCAG20/#contrast-ratiodef
 * @param string $c1 A 3 or 6-digit hex colour string
 * @param string $c2 A 3 or 6-digit hex colour string
 * @return float
 * @author Marcus Bointon <marcus@synchromedia.co.uk>
 */
function contrastratio($c1, $c2) {
    $y1 = relativeluminance($c1);
    $y2 = relativeluminance($c2);
    //Arrange so $y1 is lightest
    if ($y1 < $y2) {
        $y3 = $y1;
        $y1 = $y2;
        $y2 = $y3;
    }
    return ($y1 + 0.05) / ($y2 + 0.05);
}

2013-06-27 12:56:06

我已经在接受的答案中对三种算法做了比较。我循环生成颜色，大约每400个颜色使用一次。每种颜色由2x2像素表示，颜色从最深到最浅(从左到右，从上到下)排序。

第一张图片-亮度(相对)

0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B

第二张图片- http://www.w3.org/TR/AERT#color-contrast

0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B

第三张图片- HSP颜色模型

sqrt(0.299 * R^2 + 0.587 * G^2 + 0.114 * B^2)

第4张图- WCAG 2.0 SC 1.4.3相对亮度和对比度公式(见@Synchro的答案在这里)

根据一行中的颜色数量，有时可以在第一张和第二张图片上发现图案。我从第3或第4算法的图片上没有发现任何模式。

如果我必须选择，我会选择算法3，因为它更容易实现，比4快33%。

2014-06-13 20:20:52