1.4 浅析亮度与灰度/明度的关系

      进入正题之前，先来了解一下灰度/明度。

1.4.1 灰度/明度的概念及其与HSB亮度的异同

      在很多场合，灰度与明度的概念完全等价。

       “灰度”最初来源于摄影领域，在彩色显像技术问世以前，拍摄出来的照片只有黑，白，灰三类颜色，在这种黑白照片里，只有白色、黑色以及灰色的点能完好无损地显示出来，其它颜色将根据其亮度呈现出不同深度的灰色。亮度越大灰色越浅，反之越深。把黑与白色之间分成若干级，称为“灰度等级”。能呈现的灰度等级愈多，画面的层次感就愈丰富。

      所以，从彩色转黑白，就可以简单理解为去除色调并且把饱和度统一降至0的过程。

      从概念看，灰度与亮度所表达的是同一个意思，那么，我们可以给两个术语直接划上等号吗？

      为了更容易说明问题，我制作了如图 1.29的一幅图片。

 
图 1.29 测试用图

      这可不是某国家的三色旗（相信不会有哪个国家会给国旗配以如此这么难看的颜色），我只是简单地绘制了6个色块，上面三种颜色分别为#FF0000，#00FF00和#0000FF，即一个通道是255，另外两个通道是0，下面三种颜色恰好相反，两个通道是255， 一个通道是0，即#FFFF00，#FF00FF和#00FFFF。

      我们尝试把这张图片转成黑白图，如果灰度与亮度等价，那么，我们只要把这6种色的饱和度都转成0就完事了。

      首先看看HSV，根据转换公式，只要RGB其中一项达到最大值，亮度就是100%，所以，把S都设置为0以后，6种颜色都变成白色了，很显然V跟灰度在数理层面上的描述大相径庭，任何一种彩色都不可能在黑白照片里呈现为白色。

      至于HSL，它的亮度=(min+max)/2，以上6种颜色，min均为0，max均为255，所以计算结果均为50%，灰度值跟白色是拉开距离了，但肉眼往往告诉我们，下面一排的颜色看着要刺眼一些，转成黑白照之后，下面颜色的应比上面的浅。