感知与对数尺度

表示声音强度的分贝(dB),每增加 3 dB,强度会放大到两倍。表示地震震感的 里氏震级,每增加 1 级,测量幅度会增加到 10 倍。表示星体亮度的 星等,每增加 1 级,亮度都会减弱到 40 % 左右。

这些与人体感知的尺度单位,都被设计成了 对数尺度。究其原因,是因为人类的感知并非线性。

1860 年,Ernst Heinrich Weber 率先注意到这点。之后被 Stanley Smith Stevens 的 Stevens's power law 完善,Stevens 测试出了平均的响度、震动和亮度等感知幂函数等级。

Stevens's power law 启发了后来的 亮度设计。人们不断寻找合适的曲线,尝试找到纯黑与纯白之前的 中灰色,现在 sRGB 将纯白 21.40 % 亮度定义为中灰色。

既然人眼对明暗的感知并非均等,那么储存与播放图片的时候,也按照某种非线性算法就好,这就是 伽玛校正。但不同时期使用的伽玛值不同,所以现在可能会有一些遗留问题。比如一些老游戏的伽玛值是 2.5,比现在流行的 2.2 高,结果就可能失真。

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