Гамма коррекция что это
Гамма коррекция что это
На заре появления телевидения входной линейный видео-сигнал без какой-либо коррекции выглядел очень темным на экране телевизора. Кроме того, света обладали избыточной информацией о тоновых переходах, тогда как в тенях наблюдался их недостаток. Т.е. телевизоры обладали нелинейностью. Для компенсации этой нелинейности необходимо было ввести некоторую коррекцию. Поскольку аппаратно реализовать коррекцию линейного сигнала в телевизорах было крайне дорогим удовольствием, было решено изменять непосредственно исходный видеосигнал. Так возник стандарт коррекции с гаммой 2.5. Позже в мониторах Apple была использована гамма 1.8. А все современные мониторы, включая мониторы Apple, уже используют гамму 2.2. Что представляет собой гамма?
Рассмотрим всю цепочку коррекции сигнала:
1. Сцена линейно фиксируется сенсором камеры. Происходит некоторая нормализация и очистка сигнала в фотокамере.
2. В RAW-файл записывается линейный сигнал. Надо сказать, что эта линейность достаточно условная и идеально-линейных сенсоров не существует. Но в целом можно утверждать, что в RAW-файлах информация линейна.
5. Происходит преобразование линейного RGB в пространство монитора (обычно через системный профиль). Снова выполняется гамма-коррекция вида O = I 1/γ и полученное изображение отравляется на экран.
7. Полученное линейное представление выводится на матрице монитора.
Если приглядеться к этой цепочке, то становится очевидным, что гамма-преобразования происходят многократно. Это на самом деле весьма избыточно и, что самое неприятное, в результате этих трансформаций накапливаются ошибки, искажающие цвет. К сожалению, эти исторически возникшие операции сейчас уже практически невозможно исключить или оптимизировать. Очень много устройств выводят изображения на экран как есть, полагая, что исходные изображения в формате sRGB или AdobeRGB.
В следующей таблице представлены стандартные гаммы цветовых пространств:
Гамма-преобразования выполняются по следующими формулами:
Как видно, некоторые стандарты, включая sRGB, используют в отличии от простой экспоненциальной функции небольшой прямолинейный участок (slope). Стандарт sRGB приблизительно равен гамме 2.2, поэтому в вышеприведенной таблице указано это значение. Кривая L* (используемая в Lab) максимально имитирует гамму-коррекцию человеческого глаза и примерно равняется 2.45. Cтандарт BT.709 (Rec.709, он же стандарт HDTV, cейчас этот стандарт устарел и заменен новым BT.1886), из которого были заимствованы цвета для sRGB, имеет гамму 1.93.
Поскольку, обработка фотографий практически всегда часто включает искажения яркостей тех или иных областей, зритель в итоге видит изображение, которое не соответствует снятой сцене. Поэтому на этапе преобразования из RAW в RGB следует применять такую гамму, которая максимально будет близка к желаемому результату. То есть нет никакого смысла на этом этапе строго применять гамму sRGB, 2.2 или каку-либо другую.
Нужно отметить, что зрение человека нелинейно. Для нормального восприятия окружающего мира, мозг человека производит коррекцию сигнала, получаемого с сетчатки глаза. Считается, что эта коррекция близка к экспоненциальной функции. То есть изначально линейный сигнал подвергается повышению, причем в тенях сильнее, чем в светах. Связано это с необходимостью видеть детали в тенях. Умение распознать опасность, скрытую в тени, было жизненно необходимым для человека.
Пожалуй, это все, что нужно вкратце знать о гамме. Удачи!
Что такое коррекция гаммы
Гамма-коэффициент или просто гамма определяет отношение между численным значением пикселя и его действительной светимостью. Без коррекции гаммы тёмные тона, снятые цифровыми камерами, не выглядели бы так, как их видят наши глаза. Однако гамма присуща не только камерам — собственную гамму имеют файлы изображений, экраны и практически любое другое устройство отображения. Говоря о коррекции гаммы, кодировании гаммы или компресии (сжатии) гаммы, подразумевают одно и то же понятие. Понимание того, что собой представляет гамма, может помочь улучшить технику экспозиции, а также извлечь максимум из обработки изображений.
Зачем нужна коррекция гаммы
1. Наши глаза видят иначе, чем камеры. В цифровой камере удвоенное количество фотонов, попадающих на сенсор, означает удвоение сигнала (зависимость «линейна»). Вполне логично, да? Однако наши глаза устроены иначе. Для нас увеличение освещённости вдвое означает, что свет стал слегка ярче (зависимость «нелинейна»).
 |  |
| Эталон | |
 | |
| Воспринимается глазами, как половинная яркость | |
| Определяется камерой, как половинная яркость |
Точность сравнения зависит от калибровки монитора с коэффициентом 2.2.
В действительности восприятие зависит от условий просмотра, на него могут повлиять окружающие тона. При предельно низкой освещённости (например, при свете звёзд) наши глаза видят линейно, как камеры.
По сравнению с камерами мы более чувствительны к малейшим изменениям тёмных оттенков и менее чувствительны к достаточно большим изменениям в ярких тонах. Для такой странности есть свои биологические причины: это позволяет нашему зрению работать в более широком диапазоне освещённости. В противном случае типичный диапазон яркостей, с которым мы сталкиваемся на улице, был бы невыносим.
Но какое отношение это всё имеет к гамме? В данном случае гаммой мы называем преобразование к светочувствительности наших глаз показаний камеры. Когда сохраняется цифровое изображение, оно подвергается «гамма-кодированию» — так чтобы удвоение значения в файле ближе соответствовало тому, что мы воспринимаем как удвоение яркости.
2. Гамма-кодированные изображения сохраняют оттенки более эффективно. Поскольку гамма-кодирование перераспределяет тональные уровни ближе к тому, как их воспринимают наши глаза, для описания выбранного диапазона тонов требуется меньше бит. В противном случае на яркие тона (где камера имеет большую чувствительность) выделялось бы чрезмерно много бит, а на тёмных тонах (где камера менее чувствительна) сказывалась бы их нехватка:
| Полная яркость: |  |
 | |
| Линейное кодирование: |  |
| Гамма-кодирование: |  |
Примечание: для гамма-кодирования градиента применялось стандартное значение 1/2.2
Основы взаимосвязи между тонами и битами раскрыты в статье, посвящённой глубине цветности.
Обратите внимание, что линейное кодирование использует недостаточно уровней для описания тёмных тонов — хотя это и даёт избыток уровней для описания ярких тонов. С другой стороны, гамма-кодированный градиент распределяет тона практически равномерно по всему диапазону («перцептивно униформно»). Тем самым гарантируется, что при дальнейшей обработке изображения цвета и гистограммы основаны на естественных, перцептивно униформных тонах.
В действительности изображения имеют как минимум 256 уровней (8 бит), что вполне достаточно для того, чтобы тональные переходы выглядели в отпечатке гладко и непрерывно. Если бы использовалось линейное кодирование потребовалось бы в 8 раз больше уровней (11 бит), чтобы избежать постеризации изображения.
Обработка гаммы: кодирование и коррекция
Несмотря на все озвученные преимущества, гамма-кодирование усложняет процесс записи и демонстрации изображений в целом. Больше всего сложностей у людей вызывает следующий этап, так что прочтите эту часть, не торопясь. Гамма-кодированное изображение требует применения «коррекции гаммы» на этапе просмотра — которая в действительности приводит изображение в соответствие с исходной освещённостью. Другими словами, целью гамма-кодирования является запись изображения — но не его отображение. К счастью, данный второй этап («гамма дисплея») осуществляется вашими монитором и видеокартой автоматически. Следующая диаграмма показывает, как всё это работает:
| RAW-изображение с камеры сохраняется в JPEG-файле | JPEG на экране монитора | Суммарный эффект | ||
 | + |  | = |  |
| 1. Гамма файла | 2. Гамма дисплея | 3. Гамма системы |
1. Описывает изображение в пространстве цветности sRGB (в котором коэффициент гаммы близок к 1/2.2).
2. Описывает гамму дисплея, эквивалентную стандарту 2.2
Гамма изображения
Истинная гамма изображения, сохранённого в файле, определяется 1) гаммой камеры (зачастую просто линейной) и 2) гамма-кодированием изображения с сопутствующим профилем цветности.
Профили цветности. Точная кривая гаммы обычно записана в профиле цветности, который вложен в файл. Большинство пространств цветности для обработки изображений используют гамма-кодирование с коэффициентом 1/2.2 (такие как sRGB и Adobe RGB 1998). Хотя файлы RAW имеют линейную гамму, программы просмотра файлов RAW показывают их, предполагая стандартное гамма-кодирование 1/2.2, поскольку иначе они могут выглядеть слишком тёмными:
 |  |
| Линейный RAW (гамма = 1.0) | Гамма-кодирование (профиль sRGB, гамма = 1/2.2) |
Если профиль цветности не приложен, обычно подразумевается стандартная гамма 2.2. Профиль цветности обычно отсутствует в файлах форматов PNG и GIF, а также в некоторых файлах формата JPEG, которые были созданы посредством функции «Сохранить для сайта».
Техническое примечание: гамма камеры. Большинство цифровых камер записывают свет линейно, так что их гамма обычно принимается за близкую к идеальной. Однако, в действительности наиболее яркие и тёмные тона могут отклоняться от гаммы 1.0, и в этом случае гамма файла может представлять собой комбинацию гаммы кодирования, наложенной на гамму камеры. Впрочем, гамма камеры оказывает практически незначительное влияние. Производители камер могут также применять небольшие тональные кривые, которые тоже влияют на гамму файла.
Гамма дисплея
Гамма дисплея — единственная составляющая, которая обычно поддаётся коррекции (с использованием калибраторов монитора и регуляторов яркости/контраста). К счастью, индустрия сошлась на стандартной гамме дисплея 2.2, так что нет повода беспокоиться по поводу достоинств и недостатков различных значений. Старые компьютеры Macintosh использовали гамму дисплея 1.8, вследствие чего изображения, подготовленные на ПК с их стандартной гаммой 2.2, выглядели на маках несколько ярче, но эта неоднозначность больше не имеет места.
Для стандартного гамма-кодированного файла смена гаммы дисплея будет иметь следующее влияние на яркость и контраст изображения:
 |  |  |  |
| Гамма дисплея 1.0 | Гамма дисплея 1.8 | Гамма дисплея 2.2 | Гамма дисплея 4.0 |
 |  |  |  |
Диаграммы подразумевают, что ваш дисплей откалиброван по стандартной гамме 2.2.
Итоговая гамма дисплей в действительности состоит из 1) собственной гаммы монитора и 2) коррекции гаммы, внесенной самим монитором или видеокартой. Однако влияние каждой из них чрезвычайно зависит от типа монитора.
 |  |
| Мониторы ЭЛТ | ЖКД (плоские) мониторы |
ЭЛТ Мониторы. Рождённая под нечётной инженерной звездой, собственная гамма электронно-лучевой трубки составляет 2.5 — практически обратную для наших глаз. Как следствие, значения из гамма-кодированного файла могут быть переданы непосредственно на экран, где они автоматически скорректируются и будут выглядеть практически нормально. Однако для достижения суммарной гаммы дисплея 2.2 необходимо применить небольшую коррекцию гаммы порядка 1/1.1. Обычно она уже предустановлена производителем, однако можно подобрать точные значения путём калибровки монитора.
ЖКД-мониторы. Жидкокристаллическим мониторам повезло меньше: обеспечение суммарной гаммы дисплея 2.2 зачастую требует значительных корректив, и к тому же они значительно менее линейны, чем у ЭЛТ. В связи с этим ЖКД требуют некоторой таблицы отображения (look-up table — LUT), чтобы обеспечить требуемую гамму дисплея для отображения входных значений (помимо прочего). Подробнее эту тему освещает статья о калибровке мониторов и таблицах отображения.
Техническое примечание: гамма дисплея может несколько сбивать с толку, поскольку этот термин часто используют вместо гамма-коррекции, поскольку она корректирует гамму файла. Однако значения этих терминов не во всём совпадают. Коррекция гаммы порой задаётся в терминах гаммы кодирования, которую она призвана скомпенсировать, — вместо фактически применяемой гаммы. Например, при «гамма-коррекции 1.5» фактически применяемая гамма может составлять 1/1.5, поскольку гамма 1/1.5 компенсирует гамму 1.5 (1.5 * 1/1.5 = 1.0). Как следствие, увеличение гамма-коррекции может сделать изображение ярче (в отличие от увеличения гаммы дисплея).
Примечания и материалы по теме
Далее следуют необходимые пояснения и важные замечания.
Узнайте, как точно настроить гамму дисплея, прочтя статью
«Как откалибровать монитор для фотографии»
Яркость, контраст и гамма-коррекция камеры на мониторе
В мониторах предусмотрены определённые настройки, которые могут быть изменены оператором для повышения чёткости и детализации выводимых на экран изображений. Для начала можно изменить яркость и контрастность изображения.
Настройка яркости увеличивает либо уменьшает средний уровень освещённости. Настройка контраста увеличивает либо уменьшает разницу в освещённости между максимально и минимально яркими участками изображения.
Регулировка яркости на мониторе
Самым простым методом настройки яркости и контраста является отображение тестовой таблицы, генерируемой электронным путём; желательно, чтобы в таблице присутствовала шкала градаций оттенков серого цвета (от чёр-
ного к белому).
Смысл регулировки сводится к тому, чтобы разница между всеми соседствующими градациями была очевидной и примерно одинаковой. Правильность установки яркости и контраста весьма важны для качественного отображения видеоинформации, и важность эта повышается, если в помещении установлен не один, а несколько просмотровых мониторов.
Некоторые из камер должны выводиться на разные мониторы одновременно, поэтому, если отображение на дисплеях не настроено, один и тот же камерный канал может выглядеть на разных мониторах по-разному.
Гамма-коррекция
Следующим по важности параметром монитора является гамма-коррекция. Гамма-коррекция состоит в кодировании и декодировании видеосигнала с целью компенсации нелинейности видеотракта и согласования с особенностями нелинейности восприятия уровней яркости человеческим зрением. Это способствует максимально эффективному использованию средств отображения видеоинформации с точки зрения особенностей зрительного восприятия света.
Установка гамма-коррекции предусмотрена не во всех моделях мониторов, а там, где она имеется, настройка производится, как правило, через дополнительные опции меню.
Человеческое зрение, как и слух, не может быть описано линейными зависимостями: оно скорее является логарифмическим или экспоненциальным. Если при формировании видеосигнала не прибегать к гамма-коррекции, приращения освещённости будут трактоваться как линейные и человеческий глаз не сможет правильно разли-
чать градации яркости. Простая иллюстрация того, как это работает: представьте себе солнечный день с освещённостью, скажем, 50 тысяч люкс; падение яркости наполовину будет составлять 25 тысяч люкс.
Однако при слабой освещённости, скажем, в 50 лк, аналогичное уменьшение составит 25 лк. В абсолютном выражении величины эти весьма сильно различаются, однако и в том, и в другом случае глаз воспринимает результат снижения освещённости одинаково.
Это и есть нелинейность человеческого зрения. Для её компенсации и служит гамма-коррекция. Поэтому, чтобы лучше различать детали в слабо освещённых частях отображаемой сцены, видеосигнал с камеры усиливается нелинейным образом, и кривая усиления соответствует степенной функции с показателем 2,2. Эта кривая является обратной той, что использовалась при обработке сигнала в трубочных камерах (экспонента с показателем 0,45) — а при помещении кривых на один и тот же график их форма напоминает греческую букву γ (гамма), откуда и происходит название этой коррекции Сенсоры современных полупроводниковых телекамер обладают линейной характеристикой чувствительности, однако на стороне монитора требуемое для адекватного отображения сцены соотношение яркостей имеет скорее нелинейный характер.
В процессе пересчёта сформированных камерой данных в стандартный RGB-видеосигнал производится пересчёт цветового пространства и ряд других преобразований. В числе таких преобразований — гамма-коррекция, которая также улучшает передачу деталей изображения в зонах с относительно невысокой освещённостью, тем самым повышая эффективность компрессии данных. Все стандартные цветовые пространства и форматы файлов используют нелинейное (с учётом гамма-коррекции) кодирование яркости основных цветов. Изображение, которое выводилось на трубочные мониторы, обычно не требовало гамма-коррекции, поскольку в стандартном аналоговом видеосигнале она учитывается таким образом, чтобы при выведении на ЭЛТ-дисплей изображение было достаточно комфортным для просмотра (хотя и не в точности таким, каким оно являлось до коррекции). Гамма-коррекция аналоговых видеосигналов определяется требованиями соответствующих стандартов видеокодирования (PAL либо NTSC) и является величиной фиксированной и известной.
Легенда
Существует заблуждение, согласно которому гамма-коррекция была придумана, чтобы компенсировать характеристики ввода-вывода ЭЛТ-дисплеев. В трубочных мониторах интенсивность электронного пучка, а таким образом и яркость
свечения люминофора, нелинейно зависит от напряжения между катодом и модулятором электронной пушки. Искусственно внося нелинейность во входной сигнал с применением гамма-коррекции, мы можем убрать эту нелинейность таким образом, чтобы изображение на выходе имело требуемые изменения градаций яркости. Однако характеристики гамма-коррекции дисплея никак не влияют на гамма-коррекцию изображений при их формировании: коррекция применяется, чтобы обеспечить максимально высокое визуальное качество изображений вне всякой зависимости от того, на каком мониторе их предполагается отображать.
Физика процессов, происходящих в ЭЛТ-мониторе, предполагает в видеотракте (например, в телекамере) гамма-коррекцию, обратную показателю гаммы монитора, что и имеет место в современных камерах на ПЗС-сенсорах. В трубочных передающих камерах нелинейность преобразования «свет-сигнал» соответствовала показателю гаммы 0,45. Поэтому гамма-корректор в телевизионной камере не требовался; впрочем, это лишь удачное совпадение, которое несколько упростило конструктивные решения камер на самой заре вещательного телевидения. В современных компьютерах с ЖК-мониторами изображения подвергаются при кодировании гамма-коррекции с показателем 0,45, а при декодировании — обратной коррекции с показателем 2,2. Эти коэффициенты коррекции присутствуют на уровне операционной системы. Стоит заметить, что вплоть до момента выпуска компанией Apple операционной системы Mac OS X 10.6 в компьютерах Mac использовалась другая пара коэффициентов — 0,55 и 1,8.
Во всех цифровых изображениях и видеопотоках закодированы значения гамма-коррекции. Это прописано в различных стандартах. Двоичные данные в компрессированных файловых форматах (JPEG, JPEG-2000) являются кодированными. В них содержатся не линейные данные об интенсивности света, а значения, подвергнутые гаммакоррекции. Это касается и сжатых видеопотоков в таких форматах, как MPEG и H.264. Иногда в определённых приложениях либо в определённой комбинации аппаратных средств может потребоваться более точная установка показателя гамма коррекции. К примеру, это используется в издательских системах, где внешний вид изображений на дисплее должен быть максимально приближен к изображениям, выведенным на печать.
При необходимости операционная система в состоянии обеспечить такого рода установки. Как правило, при настройке используются аппаратные средства цветовой калибровки. Возможно, что в полиграфии процесс цветовой калибровки системы (реальный мир – камера – монитор – распечатка) является одним из самых важных. В фотографии и киноиндустрии ему отводятся первые роли, однако такого рода настройки мо гут производиться и в системах видеонаблюдения. Предмет этот весьма сложен, что вызвано прежде всего тем, что при формировании изображений и их печати используются разные цветовые пространства (RGB и CMYK). Не погружаясь в детали, отметим, что цветовая калибровка в принципе возможна. Важно отметить, что при неверных установках яркости, контраста и гамма-коррекции монитора даже самый качественный видеосигнал может предстать перед оператором в виде, непригодном для ведения наблюдения.
На видео: Познавательный рассказ о гамма-коррекции.
Гамма-коррекция
СОДЕРЖАНИЕ
Объяснение [ править ]
Гамма-кодирование изображений используется для оптимизации использования битов при кодировании изображения или полосы пропускания, используемой для передачи изображения, за счет использования преимуществ нелинейного способа, которым люди воспринимают свет и цвет. [1] Человеческое восприятие яркости ( легкости ) в обычных условиях освещения (ни как смоль, ни ослепляюще яркое) следует приблизительной степенной функции (примечание: не имеет отношения к гамма-функции ) с большей чувствительностью к относительным различиям между более темными тонами. чем между более светлыми тонами, в соответствии со степенным законом Стивенсадля восприятия яркости. Если изображения не имеют гамма-кодирования, они выделяют слишком много битов или слишком большую полосу пропускания для выделения, которое люди не могут различить, и слишком мало битов или слишком малая полоса пропускания для теневых значений, к которым люди чувствительны, и потребуют больше бит / пропускной способности для поддержания такое же визуальное качество. [2] [1] [3] Гамма-кодирование изображений с плавающей запятой не требуется (и может быть контрпродуктивным), потому что формат с плавающей запятой уже обеспечивает кусочно-линейную аппроксимацию логарифмической кривой. [4]
Математика [ править ]
Решение для дает два решения, которые обычно округляются. Однако для совпадения склонов мы должны иметь K 0 <\displaystyle K_<0>> 
Обобщенная гамма [ править ]
Концепция гаммы может применяться к любым нелинейным отношениям. Для степенной зависимости кривая на логарифмическом графике представляет собой прямую линию с наклоном везде, равным гамме (наклон здесь представлен оператором производной ): V out = V in γ <\displaystyle V_<\text
То есть гамма может быть визуализирована как наклон кривой ввода-вывода при нанесении на логарифмические оси. Для степенной кривой этот наклон постоянный, но эту идею можно распространить на любой тип кривой, и в этом случае гамма (строго говоря, «точечная гамма» [6] ) определяется как наклон кривой в любом конкретный регион.
Пленочная фотография [ править ]
Microsoft Windows, Mac, стандартная гамма sRGB и ТВ / видео [ править ]
Гамма-метаинформация [ править ]
Эти функции исторически вызывали проблемы при использовании в Интернете из-за плохой реализации в основных веб-браузерах того времени. [13] [14] Эта ситуация с тех пор улучшилась, поскольку основные браузеры, такие как Google Chrome (и все другие браузеры на основе Chromium ) и Mozilla Firefox, правильно обрабатывают гамма-метаданные.
Степенной закон для отображения видео [ править ]
При такой нелинейной зависимости равные шаги кодированной яркости примерно соответствуют субъективно равным шагам яркости. Эбнер и Фэирчайлд [15] использовали показатель степени 0,43, чтобы преобразовать линейную интенсивность в яркость (яркость) для нейтральных оттенков; обратная величина, приблизительно равная 2,33 (довольно близко к цифре 2,2, приведенной для типичной подсистемы отображения), как было обнаружено, обеспечивает приблизительно оптимальное перцепционное кодирование серых тонов.
На следующем рисунке показана разница между шкалой с линейно увеличивающимся кодированным сигналом яркости (линейный вход яркости с гамма-сжатием) и шкалой с линейно увеличивающейся шкалой интенсивности (линейный выход яркости).
| Линейное кодирование | V S = | 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1.0 |
| Линейная интенсивность | Я = | 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1.0 |
На большинстве дисплеев (с гаммой около 2,2) можно заметить, что шкала линейной интенсивности имеет большой скачок воспринимаемой яркости между значениями интенсивности 0,0 и 0,1, в то время как шаги на верхнем конце шкалы едва различимы. Шкала с гамма-кодированием, интенсивность которой возрастает нелинейно, будет показывать гораздо более ровные ступени воспринимаемой яркости.
Чтобы компенсировать этот эффект, к видеосигналу иногда применяется обратная передаточная функция (гамма-коррекция), так что сквозной отклик является линейным. Другими словами, передаваемый сигнал намеренно искажается так, чтобы после того, как он снова был искажен устройством отображения, зритель увидел правильную яркость. Функция, обратная приведенной выше функции:
Способы выполнения гамма-коррекции дисплея в вычислительной технике [ править ]
Можно манипулировать до четырьмя элементами, чтобы добиться гамма-кодирования, чтобы исправить изображение, которое будет отображаться на стандартном компьютерном дисплее с гаммой 2,2 или 1,8:
В правильно откалиброванной системе каждый компонент будет иметь заданную гамму для входных и / или выходных кодировок. [17] Этапы могут изменять гамму для корректировки различных требований, и, наконец, устройство вывода выполнит гамма-декодирование или коррекцию по мере необходимости, чтобы перейти в область линейной интенсивности. Все методы кодирования и исправления могут произвольно накладываться друг на друга без взаимного знания об этом факте между различными элементами; если они выполнены неправильно, эти преобразования могут привести к сильно искаженным результатам, но если они будут выполнены правильно в соответствии со стандартами и соглашениями, это приведет к правильному функционированию системы.
В типичной системе, например, от камеры до файла JPEG для отображения, роль гамма-коррекции будет включать несколько взаимодействующих частей. Камера кодирует визуализированное изображение в файл JPEG, используя одно из стандартных значений гаммы, например 2,2, для хранения и передачи. Компьютер дисплея может использовать механизм управления цветом для преобразования в другое цветовое пространство (например, цветовое пространство γ = 1,8 старого Macintosh ) перед помещением значений пикселей в его видеопамять. Монитор может выполнять свою собственную гамма-коррекцию для согласования гаммы ЭЛТ с гаммой, используемой видеосистемой. Согласование компонентов через стандартные интерфейсы со стандартными стандартными значениями гаммы позволяет правильно настроить такую систему.
Простые тесты монитора [ править ]
Эта процедура полезна для обеспечения приблизительно правильного отображения изображений на мониторе в системах, в которых профили не используются (например, браузер Firefox до версии 3.0 и многие другие) или в системах, которые предполагают, что исходные изображения без тегов находятся в цветовом пространстве sRGB.
В тестовом шаблоне интенсивность каждой сплошной цветной полосы должна быть средней интенсивностей в окружающем полосатом дизеринге; поэтому в идеале сплошные области и дизеринг должны выглядеть одинаково яркими в системе, правильно настроенной на указанную гамму.
Две верхние полоски тестового изображения помогают установить правильные значения контрастности и яркости. В каждом столбце восемь трехзначных чисел. Хороший монитор с правильной калибровкой показывает шесть чисел справа на обеих полосах, дешевый монитор показывает только четыре числа.
При желаемой гамме системы отображения, если наблюдатель видит одинаковую яркость в клетчатой части и в однородной части каждой цветной области, то гамма-коррекция приблизительно правильная. [18] [19] [20] Во многих случаях значения гамма-коррекции для основных цветов немного отличаются.
Масштабирование и смешивание [ править ]
Терминология [ править ]
«Яркость» может означать несколько вещей даже в контексте видео и изображений:
Один сравнивает относительную яркость в смысле цвета (без гамма-сжатия) с яркостью в смысле видео (с гамма-сжатием) и обозначает относительную яркость через Y и яркость через Y ‘, главный символ (‘) обозначает гамма-сжатие. [31] Обратите внимание, что яркость не вычисляется напрямую из яркости, это (в некоторой степени произвольно) взвешенная сумма гамма-сжатых компонентов RGB. [1]
Точно так же яркость иногда применяется к различным показателям, включая уровни освещенности, хотя более правильно это относится к субъективным визуальным характеристикам.
Без контекста значение, помеченное как гамма, может быть либо значением кодирования, либо значением декодирования. Следует проявлять осторожность, чтобы правильно интерпретировать значение как значение, которое должно быть применено для компенсации или должно быть компенсировано путем применения его инверсии. Говоря простым языком, во многих случаях значение декодирования (например, 2.2) используется, как если бы оно было значением кодирования, а не его обратным (в данном случае 1 / 2.2), которое является реальным значением, которое должно применяться для кодирования гаммы.
Упразднение термина «гамма» [ править ]
CIE использует термин «передаточная функция цветового компонента» [34] для описания математических функций, которые применяются к одному или нескольким цветовым каналам.
В МЭК 61966-2-1 [35] не используются термины гамма или эффективная гамма, вместо этого определяются термины «характеристика ввода / вывода дисплея» и «характеристики кодирования». IEC обосновывает это в Приложении A, ненормативном разделе, помеченном как «информативный». Приложение A начинается с краткой истории термина «гамма», затем с нескольких безотзывных и неподтвержденных заявлений о том, что этот термин в какой-то степени неоднозначен, и, наконец, ультиматума о том, что термин вреден и что IEC решила не использовать его. И это несмотря на его общее понимание и использование в отраслевых и других нормативных документах. В результате в документе 61966-2-1 вместо термина гамма МЭК использует такие термины, как «выходная характеристика дисплея» или «простая функция мощности».или же«нормализованная выходная яркость, представленная экспоненциальной функцией».
Мнение IEC относительно термина гамма не разделяется другими организациями по стандартизации, такими как ICC, SMPTE, ITU, SPIE, NAB, и гамма [36] все еще широко используется в отрасли, как описано выше. Таким образом, термин гамма используется на этой странице Википедии для его простого и общепринятого понимания.