为什么灰度会像这样工作？

Question

我最初的问题

我读到它是为了将RGB像素转换为Greyscale RGB，应该使用

r_new = g_new = b_new = r_old * 0.3 + g_old * 0.59 + b_old * 0.11

我也读了并理解 g 具有更高的体重，因为人眼对绿色更敏感。实现这一点，我看到结果与从GIMP这样的图像编辑器中的图像设置为“灰度”所获得的结果相同。

在阅读本文之前，我想象要将像素转换为Greyscale，将其转换为HSL或HSV，然后将饱和度设置为零（因此，删除所有颜色）。但是，当我这样做时，我的图像输出也完全不同，即使它也缺乏颜色。

如何 s = 0 与我阅读的“正确”方式完全不同，为什么“不正确”？

基于答案和其他研究的持续调查结果

看来要使用哪种亮度系数是一些辩论的主题。各种组合和绿色算法的结果不同。以下是电视标准等领域中使用的一些预设：

• ITU-R BT.601（NTSC？）定义的系数是 0.299r + 0.587g + 0.114b
• ITU-R BT.709（较新）定义的系数为 0.2126r + 0.7152g + 0.0722b
• 等于三分之一的系数， (1/3)(rgb), ，等同于 s = 0

这个 科学文章 详细介绍各种灰度技术及其对各种图像的结果，以及对119人的主观调查。

但是，当将图像转换为灰度时，为了达到“最佳”艺术效果，几乎可以肯定不会使用这些预定义系数，而是调整每个通道的贡献来为特定图像产生最佳输出。

Answer 1

尽管存在这些转换系数，但没有任何帮助您使用它们。只要每个像素的总强度保持不变，每个通道的贡献就可以是任何东西，范围从0到100％。

将图像转换为灰度的摄影师使用通道混合器来调整每个通道的水平（RGB或CMYK）。在您的图像中，有许多红色和果岭，因此可能需要（根据您的意图），使这些通道在灰度强度中比蓝色更高。

这就是区别图像的“科学”转换与乐队的“艺术”组合。

另一个考虑因素是每个频段的动态值范围，并试图将它们保存在灰度图像中。例如，增强阴影和/或亮点可能需要增加蓝带的贡献。

Answer 2

一篇关于此处主题的有趣文章。...“因为人眼无法与颜色线性地检测到亮度”。

http://www.scantips.com/lumin.html

Answer 3

看来这些系数来自旧的CRT技术，并且不太适应当今的显示器 颜色常见问题解答:

系数为0.299、0.587和0.114适当计算的亮度，适用于1953年在NTSC电视引入时具有现代磷光器的监测器。它们仍然适合在下面的第11节中讨论。但是，这些系数没有准确地计算这些系数。当代监视器的亮度。

但是，找不到正确的转换系数。

也可以看看 RGB到单色转换

Answer 4

使用 s = 0 在HSL/HSV中，转换为RGB导致 R = G = B, ，和这样做一样 r_old * 1/3 + g_old * 1/3 + b_old * 1/3.

要了解为什么，看看 Wikipedia页面 描述了转换HSV-> RGB。饱和 s 将是0，所以 C 和 X 也将是。你最终会 R_1,G_1,B_1 存在 (0,0,0) 然后添加 m 到达最终RGB值 (m,m,m) = (V,V,V). 。 HSL相同，结果将是 (m,m,m) = (L,L,L).

编辑：好的，尽管这是一个不错的起点，但刚发现以上不是完整的答案。 RGB值都将是相同的 L 或者 V, ，但这仍然取决于如何 L 和 V 最初是计算的，再次看到 维基百科. 。似乎您用于转换的程序/公式 1/3 * R + 1/3 * G + 1/3 * B 解决方案或其他两个（Hexcone/bi-hexcone）之一。

因此，毕竟，使用HSL/HSV仅意味着您必须确定以前要使用哪种公式，稍后将转换为RGB灰度值只是隔离最后一个组件。