Você não pode comparar diretamente o brilho de RGB a CMY (K). RGB destina-se a representar cores em monitores (que emitem luz), CMYK destina-se a representar cores quando impressas em substrato branco (como papel, que refletem a luz). O CMYK também é apenas um subconjunto do espaço de cores RGB.
Dizendo tudo isso, seu erro é que você pensa em cores separadamente, enquanto na verdade os três subpixels não podem ser visualizados separadamente. RGB (255, 255, 0) se traduz em CMY (0, 0, 100%). Então, três subpixels de um único ponto de cor no espaço RGB foram traduzidos para suas 3 cores correspondentes no espaço CMY. Mas ainda assim, é um único ponto. Você pode pensar nisso como rotação de coordenadas.
Você também pode pensar no espaço de cores do HSV. Matiz - é a mistura relativa de cores RGB, Saturação - quanta intensidade tem essa mistura e Valor - quão brilhante você é o pixel.
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(50%, 50%, 50%) CMY traduz exatamente para (128,128,128) RGB. Se a imagem impressa não se parecer com a imagem exibida, a tela / impressora não estará calibrada corretamente.