視覺(jué)的亮度對(duì)應(yīng)人眼感受到的物體的光強(qiáng)度。與亮度密切相關(guān)的一個(gè)心理學(xué)名詞是主觀亮度，主觀亮度指人眼依據(jù)視網(wǎng)膜感受到的光刺激的強(qiáng)弱判斷出的被觀察物體的亮度。

1.同時(shí)對(duì)比度

從物體表面感受到的主觀亮度不僅與表面自身亮度有關(guān)，也與表面和周?chē)h(huán)境（背景）亮度之間的相對(duì)關(guān)系有關(guān)。

如果兩個(gè)自身亮度不同的物體與各自的背景有類(lèi)似的亮度相對(duì)關(guān)系（比值），則它們可能看起來(lái)有相同的亮度。此時(shí)，人們感知到的主觀亮度與物體自身亮度的絕對(duì)值無(wú)關(guān)。

反之，同一個(gè)物體表面，如果放在較暗的背景里就會(huì)顯得比較亮，而放在較亮的背景里就會(huì)顯得比較暗。這種現(xiàn)象稱(chēng)為同時(shí)對(duì)比度，也稱(chēng)為條件對(duì)比度。

圖1：同時(shí)對(duì)比度示例

在圖1中，所有位于中心的小正方形都有完全一樣的亮度（自身亮度）。但是，當(dāng)它處在暗背景中時(shí)看起來(lái)要亮些，而當(dāng)它處在亮背景中時(shí)看起來(lái)要暗些。所以，感覺(jué)上這4幅圖像從左向右，中心的小正方形逐漸變暗。

2.馬赫帶效應(yīng)

在物體亮度不同的區(qū)域邊界處，人類(lèi)視覺(jué)有可能過(guò)高或過(guò)低地估計(jì)亮度值。換句話說(shuō)，從一個(gè)物體表面感受到的主觀亮度并不是物體所受照度的簡(jiǎn)單比例函數(shù)。這個(gè)現(xiàn)象由馬赫發(fā)現(xiàn)，所以稱(chēng)為馬赫帶效應(yīng)。

圖2：馬赫帶效應(yīng)

圖2（a）是一個(gè)馬赫帶圖形，包括三個(gè)部分：左側(cè)是均勻的低亮度區(qū)，右側(cè)是均勻的高亮度區(qū)，中間是從低亮度向高亮度逐漸過(guò)渡的區(qū)域。

圖2（b）給出從左到右的實(shí)際亮度分布（三段直線）。人們用眼睛觀察圖2（a）可以發(fā)現(xiàn)：在左側(cè)區(qū)和中間區(qū)的交界處有一條比左側(cè)區(qū)更暗的暗帶，在中間區(qū)和右側(cè)區(qū)的交界處有一條比右側(cè)區(qū)更亮的亮帶，即有如圖2（c）所示的主觀亮度。

事實(shí)上，暗帶和亮帶在客觀上都不存在，它們只是主觀亮度的感受結(jié)果。

圖3：馬赫帶效應(yīng) 同樣，在圖3中，每個(gè)色條，從左到右亮度逐漸增加，但是人眼會(huì)看到兩條色條之間的過(guò)渡區(qū)域，在左邊低亮度區(qū)域會(huì)更暗，在右邊高亮度區(qū)域會(huì)更亮。

3.對(duì)比敏感度

對(duì)比敏感度（也稱(chēng)為對(duì)比感受性）反映人眼區(qū)分亮度差別的能力，受觀察時(shí)間和被觀察目標(biāo)的大小影響。

如果用由粗細(xì)不同、對(duì)比度不同的線條組成的柵格進(jìn)行測(cè)試，人眼所覺(jué)察到的柵格亮暗線條之間的對(duì)比度與原測(cè)試柵格亮暗線條之間的對(duì)比度越接近，就認(rèn)為對(duì)比敏感度越大。

在理想條件下，視力好的人能夠分辨0.01的亮度對(duì)比，即對(duì)比敏感度最大可達(dá)100。

如果用橫坐標(biāo)代表測(cè)試柵格亮暗線條的粗細(xì)程度，用縱坐標(biāo)代表對(duì)比敏感度，則實(shí)測(cè)結(jié)果給出視覺(jué)系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)，即給出人的視覺(jué)系統(tǒng)將測(cè)試圖像準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換成光學(xué)圖像的能力。這里測(cè)試柵格亮暗線條的粗細(xì)程度可用空間頻率表示，其單位為每度視角中包含的周數(shù)（線條數(shù)目），即周/度（CPD）。

對(duì)比敏感度可用光的調(diào)制系數(shù)M來(lái)規(guī)范，設(shè)Lmax、Lmin和Lav分別代表最大、最小和平均亮度值，則有