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韦伯定律:即感觉的差别阈限随原来刺激量的变化而变化,而且表现为一定的规律性,用公式来表示,就是△Φ/Φ=C,其中Φ为原刺激量,△Φ为此时的差别阈限,C为常数,又称为韦伯率
直白的说, 就是当Φ值很小时, 只需要较小的△Φ就可以带给人明显的变化, 当Φ值很大时, 如果要获取相同的感受, 则需要较大的△Φ, 因为韦伯率是一个常数.
举个栗子, 当纯黑的房间里点亮一根蜡烛, 则人会感受亮度有明显的增加, 而当房间里已经有1000根蜡烛时, 如果多点亮一根蜡烛, 虽然从物理角度来讲, 绝对亮度提升了1根蜡烛, 而对人的主观感受来说, 亮度变化没有上述明显.
中灰: 中灰就是人眼能分辨的所有灰阶的中间点.
面对这样一个完美的从黑到白过渡的油漆颜料体系,我们如果去检测一下中灰油漆的反射率,再把它和纯白油漆的反射率相比较。若我们定义白油漆的反射率是100%,黑油漆的反射率是0%,你会发现,中灰油漆的反射率不是直觉中的50%,而是一个在20%上下徘徊的数值。
- 视觉感受的中灰色是白色反射率的20%左右。(注:白色为低动态颜色1.0)
- 再换成更不精确但更好用的话就是:自然界的0.2,在心目中的地位是0.5。
- 多灰阶蜡笔
现在如果生产一套畅销蜡笔,但是灰阶预算超紧张,只允许你放进去3支不同灰阶的蜡笔,你会选择哪几个有代表性的灰色进行生产呢?
最合理选择的就是黑、白、中灰了吧,用它们可以尽可能多的描述画面的灰阶过渡,而这三支笔,借用之前的编号体系,他们的灰阶编号分别为:0.0、0.5、1.0。反射率分别约为:0%、20%、100%现在放宽要求,这套蜡笔可以是4色一盒,那么编号0.0、0.33、0.66、1.0的四支蜡笔入选。反射率分别约为:0%、9%、40%、100%
- 如果是5色一盒呢?则编号0.0、0.25、0.5、0.75、1.0的蜡笔入选。反射率分别约为:0%、5%、20%、53%、100%
这个0-1区间的曲线,就是所谓的Gamma曲线。我们若定义黑是0,白是1,那么在0-1区间,我们是可以用一个幂函数来描述客观自然数值和主观心理感知的对应关系的(等比数列通项公式就是幂函数):
蜡笔反射率=蜡笔编号^Gamma
屏幕光强=灰阶编号^Gamma
如果不经过gamma校正, 则中灰以下的部分只占到20%的灰阶, 实际上中灰是50%的灰度, 也就是50%的灰度范围只能用0.2*256 = 50个灰阶进行表示, 暗部采样严重不足,高光采样冗余.
gamma校正的意义就在于将人眼感受到的灰度值, 转换到自然界真正的灰度值(因为人不是测量器, 人只能感受和比较)
- Gamma=2.2怎么来的?
将人眼感受到的灰阶转换成自然界真实的灰阶
比如 (0.5)^2.2=0.2