首先，人眼对亮度的感知范围极大。上图是我自己拍的一个普通的的夏日室内场景，窗外是地中海风格的白墙建筑。大家有这样的经验，在屋内看到阳光直射的室外，人眼毫不费力可以同时看清。上面是模拟图，显然最亮的像素值就是 255，最暗的像素值就是 0. 但是实际的亮度呢？

那么在这个场景里，最亮和最暗的光线强度相差多少呢？

A. 1:100

B. 1:1000

C. 1:10000

答案是 1:10000，更精确的是 1:16000。这是我拍摄时直接拿相机测光表测出的。最暗的地方是沙发底下，最亮的地方是窗外阳光下的白墙，差了14档光圈，一档光圈是两倍的光线亮度，14档光圈是2的14次方，16000左右。

上图是我拍摄的原始照片数据，显示了其中连续 12档不同曝光的图像，最暗的可以看出外面的白墙可以被记录，最亮的那张可以看出沙发底下还是很黑，再过曝两档光圈，才可以拍到沙发下的细节。当时人眼感受比较接近倒数第二张和倒数第三张之间，但是窗外的白墙也可以毫不费力看清，不会像照片里这样有过曝的感觉。人眼对光线亮度的感受范围极大，可以很轻松跨4 个数量级，甚至更大。

人类视觉系统的另一个特点，对亮度的感知是非线性的。举个例子线性的意思是亮度 100 和 亮度 200 的灯泡放一起，后者比前者亮了一点，那么再放一个亮度300的灯泡，后者比前者也亮了同样的一点。实际上，做一个实验就会发现不是这样的，亮度100的灯泡放好，亮度200的放中间，另一边要放亮度400的才能视觉上看起来同样亮一点，这是非线性的。