亮度和色阶

从我的上一篇文章像素和矢量，我已经开始学习了一些PS的基本操作，这篇文章主要总结一下我学习过程中遇到的两个概念：亮度和色阶。

亮度

现在有一个像素，如果RGB同时加上一个系数， 就可以提高这个像素的亮度，所以亮度是表示像素明暗程度的。

这只是一种线性调整的办法， 但是很多时候加法的结果会大于255， 还会有其他非线性办法来更为优化地计算亮度，比如下面说到的色阶和gamma矫正。

如果将所有的像素都提高一个亮度级别， 那就是我们平时说的调整整张图的亮度， 比如下面这两张图, 右边是在PS中调整亮度值+130以后的结果。

brightness adjustment.png

色阶

色阶在PS英文是Levels，是跟上面提到的亮度密切相关的一个概念，表示像素的亮度等级。如果在RBG的颜色空间，亮度等级即色阶是在0-255的范围，最亮的就是白色（255，255，255），最暗的就是黑色（0，0，0），他们在各个通道都达到了极值。先从PS中的色阶调整工具直方图开始聊起：

levels.png

你可以看到，色阶是分通道来体现的，如果选择如图的红色通道，那么整个图层里面的红色通道色阶分布都会在直方图中，其值为R值。所以在RGB颜色空间，对于每一个通道来说，色阶即为该通道的RGB值。那么如果要整体调整整张图的色阶， 其实就是调整亮度。那么为什么不直接调整亮度呢？因为这样调整会使对比度变得灵活，通过调整输入和输出范围来调整。首先排除在黑色和白色输入范围外的各个通道的RGB值会直接变成0或者255，其余会重新分布到输出范围色阶内，新的RGB值也就产生了。还有一个中间按钮，这个值似乎应该是128，移动它向左是把输入的色阶小于128距离中点的距离缩小（假设输入输出的范围是0-255，中间点也是固定在128，那么原本小于128的值会扩大以适应这个缩小的相对距离，所以也可以说， 最终的输出值的分布和这个点相对于这3个点的相对距离有关）。这样直观的理解也可以，但是其实PS里面这个值是一个0-10的值，我搜索了一些资料，目前所知的这个中间调的值是用来做gamma校正的gamma值，一个指数函数来确定最终的色阶，往左gamma值越小，色阶越大，画面越亮，反之越暗，x为原始色阶，y为输出色阶：

gamma校正.png

（这也能解释移动中间调其实全体像素都会呈现同向变化，接着上面的直观理解，原本中间靠右的离中间调的距离随着它往左也会变大，新的值必然也会变大）。