ภาพต้นฉบับ ที่มีสีสันค่อนข้างจาง

ค่าความอิ่มตัวสี L*C*h ( CIELAB ) เพิ่มขึ้น 50%

ค่าความอิ่มตัว ของ HSLเพิ่มขึ้น 50% การเปลี่ยนแปลงค่าความอิ่มตัวของ HSL ยังส่งผลต่อความสว่างของสีที่รับรู้ได้ด้วย

ค่าความสว่าง CIELAB ถูกรักษาไว้ โดย ตัดค่า a * และb * ออก เพื่อสร้างภาพขาวดำ

ความสดใสของสีความเข้มของสีและความอิ่มตัวของสีเป็นคุณลักษณะของสีที่รับรู้ได้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเข้มของสี ตามคำจำกัดความอย่างเป็นทางการของคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการส่องสว่าง (CIE) คำเหล่านี้อธิบายถึงสามแง่มุมที่แตกต่างกันของความเข้มของสี แต่บ่อยครั้งที่คำเหล่านี้ถูกใช้ในความหมายที่ไม่ชัดเจนและสลับกันไปมาในบริบทที่ไม่ได้แยกแยะแง่มุมเหล่านี้อย่างชัดเจน ความหมายที่แท้จริงของคำเหล่านี้แตกต่างกันไปตามหน้าที่อื่นๆ ที่คำเหล่านั้นขึ้นอยู่ด้วย

• ความมีสีสันคือ "คุณลักษณะของการรับรู้ทางสายตาซึ่งสีที่รับรู้ของพื้นที่นั้นปรากฏว่ามีสีสันมากหรือน้อย (สีใดๆ ที่ไม่มีสีขาว เทา หรือดำ)" ^{[ 1 ] [ 2 ]}ความมีสีสันที่เกิดจากวัตถุไม่ได้ขึ้นอยู่กับการสะท้อนแสง สเปกตรัมของวัตถุเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความแรงของการส่องสว่างด้วย และจะเพิ่มขึ้นตามความแรงของการส่องสว่าง เว้นแต่ความสว่างจะสูงมาก ( ปรากฏการณ์ฮันท์ )
• โครมาคือ "ความมีสีสันของพื้นที่ที่ตัดสินจากสัดส่วนของความสว่างของพื้นที่ที่ได้รับแสงในลักษณะเดียวกันซึ่งปรากฏเป็นสีขาวหรือมีการส่งผ่านแสงสูง" ^{[ 3 ] [ 2 ]}ด้วยเหตุนี้ โครมาจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางสเปกตรัมเป็นส่วนใหญ่ และด้วยเหตุนี้จึงถูกมองว่าเป็นการอธิบายสีของวัตถุ [ ^{4 ]}มันคือความแตกต่างจากสีเทาที่มีความสว่างเท่ากัน ที่สี ^ของวัตถุนั้นปรากฏ^{[ 5 ]}
• ความอิ่มตัวคือ "ความมีสีสันของพื้นที่ที่ตัดสินตามสัดส่วนของความสว่าง " ^{[ 6 ] [ 2 ]}ซึ่งในทางปฏิบัติคือการรับรู้ถึงความปราศจากความขาวของแสงที่มาจากพื้นที่นั้น วัตถุที่มีการสะท้อนแสงสเปกตรัมที่กำหนดจะแสดงความอิ่มตัวคงที่โดยประมาณสำหรับทุกระดับความสว่าง เว้นแต่ความสว่างจะสูงมาก^{[ 7 ]}

เนื่องจากความมีสีสัน ความเข้มของสี และความอิ่มตัวของสีถูกกำหนดให้เป็นคุณลักษณะของการรับรู้ จึงไม่สามารถวัดทางกายภาพได้โดยตรง แต่สามารถวัดปริมาณได้โดยสัมพันธ์กับมาตราส่วนทางจิตวิทยาที่ตั้งใจให้มีความสมดุลในการรับรู้ เช่น มาตราส่วนความเข้มของสีในระบบ Munsellในขณะที่ความเข้มของสีและความสว่างของวัตถุคือความมีสีสันและความสว่างที่ตัดสินตามสัดส่วนของสิ่งเดียวกัน ("ความสว่างของพื้นที่ที่ได้รับแสงในลักษณะเดียวกันซึ่งปรากฏเป็นสีขาวหรือโปร่งแสงสูง") ความอิ่มตัวของแสงที่มาจากวัตถุนั้นก็คือความเข้มของสีของวัตถุที่ตัดสินตามสัดส่วนของความสว่าง บน หน้าสี Munsellเส้นที่มีความอิ่มตัวสม่ำเสมอจึงมีแนวโน้มที่จะแผ่กระจายออกมาจากใกล้จุดสีดำ ในขณะที่เส้นที่มีความเข้มของสีสม่ำเสมอจะเป็นแนวตั้ง^{[ 7 ]}

นิยามพื้นฐานของความอิ่มตัวไม่ได้ระบุฟังก์ชันการตอบสนองของมัน ในระบบสี CIE XYZ และ RGB ความอิ่มตัวถูกกำหนดในแง่ของการผสมสีแบบบวก และมีคุณสมบัติที่เป็นสัดส่วนกับมาตราส่วนใดๆ ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่สีขาวหรือแหล่งกำเนิดแสงสีขาว อย่างไรก็ตาม ระบบสีทั้งสองนั้นไม่เป็นเชิงเส้นในแง่ของความแตกต่างของสี ที่รับรู้ได้ทางจิตวิทยาการมองเห็น นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ — และบางครั้งก็เป็นที่พึงปรารถนา — ที่จะกำหนดปริมาณที่คล้ายกับความอิ่มตัวซึ่งเป็นเชิงเส้นในแง่ของการรับรู้ทางจิตวิทยาการมองเห็น

ในปริภูมิสี CIE 1976 LAB และ LUV ค่าโครมาที่ไม่ถูกปรับให้เป็นมาตรฐานคือส่วนประกอบเชิงรัศมีของการแสดงพิกัดทรงกระบอกCIE LCh (ความสว่าง โครมา เฉดสี) ของปริภูมิสี LAB และ LUV ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า CIE LCh(ab) หรือ CIE LCh โดยย่อ และ CIE LCh(uv) การแปลงจากเป็นกำหนดโดย: และในทำนองเดียวกันสำหรับ CIE LCh(uv) ${\displaystyle (a,b)}$${\displaystyle \left(C_{ab},h_{ab}\right)}$$${\displaystyle C_{ab}^{*}={\sqrt {a^{*2}+b^{*2}}}}$$$${\displaystyle h_{ab}=\operatorname {atan2} \left({b^{\star }},{a^{\star }}\right)}$$

ค่าความอิ่มตัวสี (chroma) ในระบบพิกัดสี CIE LCh(ab) และ CIE LCh(uv) มีข้อดีคือมีความเป็นเส้นตรงในเชิงจิตวิทยาการมองเห็นมากกว่า แต่ก็ไม่เป็นเส้นตรงในแง่ของการผสมสีแบบเชิงเส้น ดังนั้น ค่าความอิ่มตัวสีในระบบสี CIE 1976 Lab และ LUV จึงแตกต่างจากความหมายดั้งเดิมของ "ความอิ่มตัว" อย่างมาก

อีกวิธีหนึ่งที่แม่นยำกว่าในเชิงจิตวิทยาการมองเห็น แต่ก็ซับซ้อนกว่าในการหาหรือระบุความอิ่มตัวของสี คือการใช้แบบจำลองลักษณะสีเช่น CIECAM02 ในกรณีนี้ พารามิเตอร์ลักษณะสี โครมาอาจ (ขึ้นอยู่กับแบบจำลองลักษณะสี) เกี่ยวพันกับ เช่น ความสว่างทางกายภาพของแสงส่องสว่าง หรือลักษณะของพื้นผิวที่เปล่งแสง/สะท้อนแสง ซึ่งมีความสมเหตุสมผลในเชิงจิตวิทยาการมองเห็นมากกว่า

ตัวอย่างเช่น ค่าความอิ่มตัวสี CIECAM02 คำนวณจากค่าความสว่างนอกเหนือจากค่าความสว่างของสีที่ประเมินอย่างง่ายนอกจากนี้ ยังมีพารามิเตอร์ความมีสีสันควบคู่ไปกับค่าความอิ่มตัวสีโดยกำหนดเป็น โดยที่ขึ้นอยู่กับสภาพการมองเห็น^{[ 8 ]}${\displaystyle C,}$${\displaystyle J}$${\displaystyle t.}$${\displaystyle M}$${\displaystyle C.}$${\displaystyle M=CF_{B}^{0.25},}$${\displaystyle F_{L}}$

ความอิ่มตัวของสีถูกกำหนดโดยการผสมผสานระหว่างความเข้มของแสงและการกระจายตัวของแสงนั้นไปทั่วสเปกตรัมของความยาวคลื่นต่างๆ สีที่บริสุทธิ์ที่สุด (อิ่มตัวที่สุด) ได้มาจากการใช้ความยาวคลื่นเดียวที่มีความเข้มสูง เช่น ในแสงเลเซอร์ หากความเข้มลดลง ความอิ่มตัวของสีก็จะลดลงตามไปด้วย ในการลดความอิ่มตัวของสีที่มีความเข้มที่กำหนดใน ระบบ การลบ (เช่นสีน้ำ ) เราสามารถเติมสีขาว สีดำสีเทา หรือ สีตรงข้ามของสีนั้นได้

ปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความอิ่มตัวมีดังต่อไปนี้

ในCIELUVความอิ่มตัวจะเท่ากับค่าโครมาที่ถูกทำให้เป็นมาตรฐานโดยค่าความสว่างโดย ที่คือค่าโครมาติกของจุดสีขาว และค่าโครมาถูกกำหนดไว้ด้านล่าง^{[ 9 ]}$${\displaystyle s_{uv}={\frac {C_{uv}^{*}}{L^{*}}}=13{\sqrt {(u'-u'_{n})^{2}+(v'-v'_{n})^{2}}}}$$${\displaystyle \left(u_{n},v_{n}\right)}$

โดยการเปรียบเทียบ ในระบบ CIELABจะได้ผลลัพธ์ดังนี้: $${\displaystyle s_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{L^{*}}}={\frac {\sqrt {{a^{*}}^{2}+{b^{*}}^{2}}}{L^{*}}}}$$

CIE ไม่ได้แนะนำสมการนี้อย่างเป็นทางการ เนื่องจาก CIELAB ไม่มีแผนภาพความสว่างสี และคำจำกัดความนี้จึงขาดการเชื่อมโยงโดยตรงกับแนวคิดเก่าๆ เกี่ยวกับความอิ่มตัว^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม สมการนี้ให้ตัวทำนายความอิ่มตัวที่สมเหตุสมผล และแสดงให้เห็นว่าการปรับความสว่างใน CIELAB ในขณะที่คงค่า( a *, b *)ไว้คงที่นั้นส่งผลต่อความอิ่มตัว

แต่คำจำกัดความทางวาจาต่อไปนี้ของ Manfred Richter และสูตรที่สอดคล้องกันซึ่งเสนอโดย Eva Lübbe สอดคล้องกับการรับรู้ความอิ่มตัวของมนุษย์: ความอิ่มตัวคือสัดส่วนของสีโครมาติกบริสุทธิ์ในความรู้สึกสีทั้งหมด^{[ 11 ]} โดยที่คือความอิ่มตัว คือความสว่าง และคือค่าโครมาของสี $${\displaystyle S_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{\sqrt {{C_{ab}^{*}}^{2}+{L^{*}}^{2}}}}100\%}$$${\displaystyle S_{ab}}$${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle C_{ab}^{*}}$

ในระบบสี CIECAM02ค่าความอิ่มตัวของสีจะเท่ากับรากที่สองของค่าความสดใสของสีหารด้วยค่าความสว่าง : $${\displaystyle s={\sqrt {\frac {M}{Q}}}}$$

คำจำกัดความนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากงานทดลองที่ทำขึ้นเพื่อแก้ไขประสิทธิภาพที่ไม่ดีของCIECAM97 ^{[ 8 ] [ 12 ]} เป็นสัดส่วนกับโครมาดังนั้นคำจำกัดความของ CIECAM02 จึงมีความคล้ายคลึงกับคำจำกัดความของ CIELUV อยู่บ้าง^{[ 8 ]}${\displaystyle M}$${\displaystyle C,}$

ความอิ่มตัวของสีก็เป็นหนึ่งในสามพิกัดในปริภูมิสีHSL และ HSV เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในปริภูมิสี HSL ความอิ่มตัวของสีนั้นเป็นอิสระจากความสว่าง กล่าวคือ ทั้งสีที่สว่างมากและสีที่มืดมากสามารถมีความอิ่มตัวสูงได้ใน HSL ในขณะที่ในคำจำกัดความก่อนหน้านี้ รวมถึงในปริภูมิสี HSV นั้น สีที่ใกล้เคียงกับสีขาวจะมีความอิ่มตัวต่ำ

ความบริสุทธิ์ของการกระตุ้น (เรียกสั้น ๆ ว่าความบริสุทธิ์) ของสิ่งเร้าคือความแตกต่างจากจุดสีขาว ของแหล่งกำเนิดแสง ไปยังจุดที่ไกลที่สุดบนแผนภาพความสว่างสีที่มีความยาวคลื่นเด่น เดียวกัน โดยใช้ปริภูมิสี CIE 1931 : ^{[ 13 ]} โดยที่คือความสว่างสีของจุดสีขาว และคือจุดบนเส้นรอบวงที่มีส่วนของเส้นตรงไปยังจุดสีขาวซึ่งมีค่าความสว่างสีของสิ่งเร้า ปริภูมิสีที่แตกต่างกัน เช่น CIELAB หรือ CIELUV อาจถูกนำมาใช้ และจะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน $${\displaystyle p_{e}={\sqrt {\frac {\left(x-x_{n}\right)^{2}+\left(y-y_{n}\right)^{2}}{\left(x_{I}-x_{n}\right)^{2}+\left(y_{I}-y_{n}\right)^{2}}}}}$$${\displaystyle \left(x_{n},y_{n}\right)}$${\displaystyle \left(x_{I},y_{I}\right)}$