Luminancja (luminance)

Luminancja to jedyna z miar jasności, którą można zmierzyć przyrządem. Mówi, ile światła wysyła albo odbija powierzchnia w kierunku oka, z uwzględnieniem tego, że oko różnie reaguje na różne długości fal.

Definicja

Luminancję mierzy się w kandelach na metr kwadratowy (cd/m², potocznie "nity"). To moc promieniowania ważona krzywą czułości oka V(λ), która ma maksimum przy 555 nm (zob. model oka). Krzywa V(λ) to funkcja ȳ(λ) w CIE XYZ, więc składowa Y jest luminancją.

Źródło	Luminancja
niebo w nocy bez księżyca	ok. 0,0001 cd/m²
monitor biurowy, biel	ok. 100-300 cd/m²
ekran HDR, jasne światła	1000 cd/m² i więcej
biała kartka w słońcu	ok. 10 000-30 000 cd/m²

Luminancja względna

W pracy z kolorem rzadko potrzebna jest luminancja w cd/m². Zwykle wystarcza luminancja względna: Y w zakresie 0..1 albo 0..100, gdzie 1 (albo 100) to biel. Dla sRGB liczy się ją z liniowych składowych:

Y = 0,2126 · R_lin + 0,7152 · G_lin + 0,0722 · B_lin R_lin, G_lin, B_lin: składowe po usunięciu gamma (zob. CIE XYZ i RGB) dla RGB (200, 80, 40): Y = 0,2126 · 0,5776 + 0,7152 · 0,0802 + 0,0722 · 0,0212 = 0,1817

Zieleń wnosi ponad 71% luminancji, czerwień 21%, błękit niecałe 7%. Dlatego czysty błękit wydaje się ciemny, a czysta zieleń jasna. Pełne przeliczenie opisuje strona CIE XYZ i RGB.

Luminancja a luma

W telewizji i kompresji obrazu używa się podobnie wyglądającego wzoru, ale na wartościach zakodowanych gamma:

luma Y' = 0,299 R' + 0,587 G' + 0,114 B' (Rec. 601) luma Y' = 0,2126 R' + 0,7152 G' + 0,0722 B' (Rec. 709)

To luma, oznaczana Y' z apostrofem. Jest tańsza w obliczeniach, ale nie jest luminancją: dla nasyconych barw obie wartości wyraźnie się różnią. Dla naszego koloru luma (Rec. 601) wynosi 0,437, a luminancja 0,182. Więcej o tym w artykule o YUV i YIQ.

Kontrast według WCAG

Wytyczne dostępności WCAG oceniają czytelność tekstu stosunkiem luminancji względnej tekstu i tła:

kontrast = (Y_jaśniejsze + 0,05) / (Y_ciemniejsze + 0,05) nasz kolor na białym tle: (1 + 0,05) / (0,1817 + 0,05) = 4,53 : 1 nasz kolor na czarnym tle: (0,1817 + 0,05) / (0 + 0,05) = 4,63 : 1

WCAG na poziomie AA wymaga 4,5:1 dla zwykłego tekstu i 3:1 dla dużego. Ten ceglasty pomarańcz jest więc tuż powyżej progu zarówno na bieli, jak i na czerni. Odrobinę jaśniejszy odcień przestałby się nadawać na tekst na białym tle.

Stała 0,05 przybliża odblask otoczenia na ekranie. Wzór WCAG 2 bywa krytykowany za to, że nie oddaje dobrze kontrastu jasnego tekstu na ciemnym tle. Nowsza metoda APCA liczy kontrast inaczej, ale WCAG 2 pozostaje obowiązującym standardem.