誰能圖文並茂地區分一下 Chroma 和 Saturation 這兩個色彩術語？

12-05

最近看有關色彩理論的文章，有一篇提到了Chroma和Saturation這兩個相似但不同的概念；而在中文裡，不少文章都只提到「純度」或「飽和度」，應該是將它們混為一談了。

文章中，作者給出的描述為：
Chroma refers to the purity of a color,can be thought of as the brightness of a color in comparison to white.
Saturation refers to how a hue appears under particular lighting conditions. Think of saturation in terms of weak vs. strong or pale vs. pure hues.

WIKIPEDIA中也有區分：
Colorfulness is the degree of difference between a color and gray.
Chroma is the colorfulness relative to the brightness of another color that appears white under similar viewing conditions.
Saturation is the colorfulness of a color relative to its own brightness.

描述很抽象，對於沒有色彩理論基礎的我來說很難理解，希望看到更直觀的辨析，謝謝！

參考：
Color Theory For Designers, Part 2: Understanding Concepts And Terminology
Colorfulness

先放結論：saturation（飽和度）描述的是一種顏色飽和的程度，取決於其colourfulness與brightness之比，相當於從一個小孔觀察顏色，且每次只觀察一種，因此是絕對的；而chroma（彩度）描述的也是一種顏色飽和的程度，只不過是相對於同等照度下的白色而言，相當於將有色表面與白色表面放在一起觀察，可以看作一種相對的saturation。

探討術語之前，往往要先明確其定義。在國際照明委員會（CIE）編製的 International Lighting Vocabulary （http://eilv.cie.co.at）中，可以查詢到如下幾個相關的術語及其定義（為了避免由翻譯引發的歧義，這裡不做翻譯。）。

brightness: attribute of a visual perception according to which an area appears to emit, or reflect, more or less light.

colourfulness: attribute of a visual perception according to which the perceived colour of an area appears to be more or less chromatic.

saturation: colourfulness of an area judged in proportion to its brightness.

lightness: brightness of an area judged relative to the brightness of a similarly illuminated area that appears to be white or highly transmitting.

chroma: colourfulness of an area judged as a proportion of the brightness of a similarly illuminated area that appears white or highly transmitting.

從以上英語定義可知，brightness、colourfulness描述的是人類視覺對一個光照表面的亮暗與顏色的感知，是絕對的；而lightness、chroma則是相對於相似照明環境下呈現「白色」或「高度透明」的表面的brightness而言的brightness和colourfulness，是相對的。按照定義，saturation是colourfulness與brightness的比值，因此也是相對的概念。從計算方法上看， $saturation=frac{colourfulness}{brightness}$ ， $chroma=frac{colourfulness}{brightness_{white}}$ 。

為了使這些概念看起來更加清晰，我畫了兩張圖，如下：

圖1

在圖1中，我們看到8個色塊，代表8種光譜反射率不同的表面在相同照明環境下呈現的顏色。左邊的4個色塊為中性色塊（即不改變入射光光譜功率分布比例），因此色塊的四個屬性中，只有brightness數值為非0，colourfulness/saturation/chroma均為0。右邊的4個色塊為反射率不同的綠色塊，為了簡便起見，我們假設綠色塊的brightness為中性色色塊的80%，而且brightness=colourfulness（即假設colourfulness與brightness成正比），這時，每個綠色塊的saturation=colourfulness/brightness=1，而chroma=colourfulness/100（相同照明環境下白色的brightness為100）。由此不難看出，saturation只與色塊本身的colourfulness與brightness有關，而chroma是相對於白色的saturation，與自身的colourfulness及同等照明條件下白色塊的brightness有關，因此，隨材料反射率的變化而變化。

圖2

在圖2中，我們同樣看到8個色塊，但其表現的是2種光譜反射率不同的表面（白色、綠色）在4種不同照度下所呈現的顏色。假設圖2與圖1中的8種顏色的光譜組成與功率完全相同，那麼，由於brightness與colourfulness只與色塊自身有關，因此圖2與圖1在這兩個數值上完全一致，saturation也自然一致。而chroma=colourfulness/brightness(of white)，因此，對於4種不同的照度，我們分別計算，得到了相同的chroma。再一次，我們證明了chroma與材料的光譜反射率有關，與照明環境無關，而saturation與只取決於結果（反射、透射出的光），而不問過程（光源、材料等）。

我的理解：
Chroma 和 Saturation 兩個概念是相似的，都是關於色彩的鮮艷程度的。但二者的出發點不同，衡量方法也不同，
Chroma 是純度的意思，指一個色彩（多半是指顏料）加入黑白灰最少，就是最純。
Saturation 則是彩度的意思，指某色彩的顯色能力，越高則彩度越高。我的理解是
Chroma （純度）是同色相下，某色彩與最純的那一色比較的結果；而
Saturation(彩度)則是對比各個色相之間，色彩的鮮艷程度。

我理解的是
1 Chroma
假設在同一觀測條件（比如外界光源和光照強度相同）下，有色塊S 和色塊X，而且在該觀測條件下色塊S顯示為白色，那麼Chroma就表示此觀測條件下色塊X 與色塊S 所呈現的色度（Colorfulness）差。
可以認為色塊S是該觀測條件下的一個色度度量基準。
2 Saturation
假設有一自然觀測條件N 和某觀測條件C，有色塊X，那麼Saturation就表示色塊X 分別在 C 和 N條件下所呈現的色度差。

我理解的也很抽象，求哪位專業人士矯正。。。

你可以想想顏色是空中的光束，如果光束中混有一丟丟黑白灰等顏色，它就不純了。純度最高的色彩是紅色。而同時多打幾個燈，把幾個燈照往同一個地方的時候，飽和度就高了。
或者做點心時候，往麵粉裡面加了澱粉（黑白灰），雖然沒有影響麵粉的色彩。但是。純度低了。而往進加水，飽和度降低。

字面意思上理解，chroma是相較於白色的色彩明度值。好比一個有燈的封閉式房間，燈光越亮房間越亮，關了燈房間全暗。它的存在條件是固定統一的，永遠相對於白色（最亮的顏色）的明度值。
Saturation就不同了，你可以想像它原本是灰調子的，它的值取決於加入色彩的多少，色彩加入越多它的值越高。不過這種理解方式太簡單粗暴了，它的現實存在條件不是固定的，每種現實的照明環境出來的Saturation值都不同，Chroma的存在條件永遠是開一盞白燈，但Saturation可能開各種各樣的燈或者還包括窗外的日照效果……所以導致原有色產生色彩純度上的變化。

這些都是我個人的理解，其實我是來搜答案的……

另外附張PS里的色相飽和度設置截圖，看維基百科的答案感覺就是飽和度和明度嘛……