Coeficientul gamma sau pur și simplu gama determină raportul dintre valoarea numerică a pixelului și luminozitatea sa efectivă. Fără corecția gama, tonurile întunecate înregistrate de camerele digitale nu ar arăta așa cum le vedem ochii. Cu toate acestea, gamma este inerentă nu numai în camere - gama proprie de fișiere imagine, ecrane și aproape orice alt dispozitiv de afișare. Vorbind despre corecția gamma, codarea gamma sau compresia (compresia) gamma, înseamnă același concept. Înțelegerea a ceea ce este gamma, poate ajuta la îmbunătățirea tehnicii de expunere, precum și extragerea maximului de la procesarea imaginilor.
De ce se corectează gama
1. Ochii noștri văd altfel decât camerele de luat vederi. Într-o cameră digitală, numărul dublu de fotoni care cad pe senzor înseamnă o dublare a semnalului (dependența "liniară"). Destul de logic, nu? Cu toate acestea, ochii noștri sunt diferiți. Pentru noi, creșterea iluminării cu jumătate înseamnă că lumina a devenit ușor mai puternică (dependența "neliniară").
Perceput de ochi,
ca jumătate de luminozitate
Determinată de aparatul de fotografiat,
ca jumătate de luminozitate
În comparație cu camerele de fotografiat, suntem mai sensibili la cele mai mici schimbări în culorile închise și mai puțin sensibile la schimbări suficient de mari în culori luminoase. Pentru o astfel de ciudățenie, există motive biologice: permite vederii noastre să lucreze într-o gamă mai largă de iluminare. În caz contrar, gama tipic de luminozitate pe care o întâlnim pe stradă ar fi insuportabilă.
Dar ce legătură are aceasta cu scara? În acest caz, gamma numim conversia la sensibilitatea ochilor noștri la citirile camerei. Atunci când o imagine digitală este stocată, aceasta este supusă "codării gamma" - astfel încât dublarea valorii din fișier este mai aproape de ceea ce percepem ca dublând luminozitatea.
Notă tehnică: Gama este determinată de relația Vout = Vin gamma. unde Vout este ultima luminozitate, iar Vin este luminozitatea originală / reală. Această formulă este afișată în graficul de mai sus.
2. Imaginile codate cu gama păstrează nuanțele mai eficient. Deoarece codificarea gamma redistribuie nivelele tonale mai aproape de modul în care sunt percepute de ochii noștri, sunt necesare mai puțini biți pentru a descrie intervalul de tonuri selectat. În caz contrar, un ton luminos (în cazul în care camera are o sensibilitate mai mare) ar produce mai multe biți excesive, iar la tonuri întunecate (în cazul în care camera este mai puțin sensibil) au afectat lipsa lor:
Notă: pentru codificarea gradientului gamma, valoarea standard de 1 / 2.2
Fundamentele relației dintre tonuri și biți sunt revelate într-un articol dedicat profunzimii cromaticității.
Rețineți că codarea liniară nu utilizează niveluri suficiente pentru a descrie tonurile întunecate - deși acest lucru oferă un nivel de exces de descriere a tonurilor luminoase. Pe de altă parte, gradientul codificat gamma distribuie tonurile aproape uniform pe întreaga gamă ("perceptually uniform"). Astfel, se garantează că, în procesarea ulterioară, imaginile de culoare și histogramă se bazează pe tonuri naturale, perceptual uniforme.
In realitate, imaginile sunt de cel puțin 256 de niveluri (8 biți), care este suficient să se uite tranziții tonale în pista lin și continuu. Dacă s-ar utiliza codarea liniară, ar fi nevoie de 8 ori mai multe niveluri (11 biți) pentru a evita posterizarea imaginii.
Procesarea gama: codare și corecție
Imagine RAW
din camera este salvată
într-un fișier JPEG
JPEG pe ecranul monitorului
1. Descrie imaginea din spațiul de crominanță sRGB (în care coeficientul gamma este aproape de 1 / 2.2).
2. Descrie intervalul de afișare echivalent cu standardul 2.2
1. Gama fișierului. Această conversie este aplicată de camera foto sau de programul de procesare RAW când este convertit într-un fișier JPEG sau TIFF standard. Ea redistribuie camera inerentă niveluri perceptually tonale uniform, asigurând astfel cea mai eficientă utilizare a adâncimii de biți disponibile.
Gama imaginii
imagini gamma Adevăratele salvate în fișierul determinat prin 1) gamma camera (de multe ori pur și simplu liniară) și 2) o gama care codifică imaginea cu profilul însoțitor de culoare.
Linear RAW
(gamma = 1,0)
Gamma codificare
(profilul sRGB, gamma = 1 / 2,2)
Notă tehnică: cameră gamma. Cele mai multe camere digitale înregistrează lumina liniar, astfel încât gama lor este de obicei luată ca fiind aproape de ideal. Cu toate acestea, în realitate, tonuri mai luminoase și întunecate se pot abate de la intervalul de 1,0 și poate fi o combinație a unei scheme de codificare, suprapus pe gama camerei, în cazul de fișier gamma. Cu toate acestea, camera gamma are un efect redus. Producătorii de camere pot aplica și mici curbe tonale. care afectează și gama fișierului.
Afișați gama
Gama afișajului este singura componentă care este, de obicei, supusă corecției (utilizând calibratori de monitorizare și controale de luminozitate / contrast). Din fericire, industria sa convertit la gama de afișare standard de 2,2, deci nu există motive să vă faceți griji cu privire la meritele și dezavantajele diferitelor valori. calculatoarele mai vechi Macintosh se va folosi o gama de afișare 1.8, astfel încât imaginea produsă pe PC cu gama lor standard de 2.2, uita-te la Mac-uri oarecum mai luminos, dar această ambiguitate nu mai este cazul.
Pentru un fișier standard, codificat gamma, modificarea gama afișajului va avea următorul efect asupra luminozității și contrastului imaginii:
Monitoare LCD (plate)
Monitoare CRT. Născut sub o stea ciudată de inginerie, gama tubului catodic este de 2,5 - aproape opusul pentru ochii noștri. Ca o consecință, valorile din fișierul codificat gamma pot fi transmise direct pe ecran, unde acestea sunt corectate automat și vor arăta aproape normal. Cu toate acestea, pentru a realiza gama totală a afișajului 2.2 este necesar să se aplice o corecție gamma mică de aproximativ 1 / 1,1. De obicei, acesta este deja preinstalat de producător, dar puteți alege valorile exacte prin calibrarea monitorului.
Notă tehnică: Gama ecranului poate fi oarecum confuză, deoarece acest termen este adesea folosit în locul corecției gamma, deoarece corectează gama fișierului. Cu toate acestea, semnificațiile acestor termeni nu coincid. Corecția gama este uneori definită în termeni de gamă de codificare, care este proiectată să compenseze, în locul gammei utilizate efectiv. De exemplu, cu "corecția gamma 1,5", gama utilizată efectiv poate fi 1 / 1,5, deoarece gama 1 / 1,5 compensează gama 1,5 (1,5 * 1 / 1,5 = 1,0). Ca o consecință, creșterea corecției gamma poate face imaginea mai luminată (spre deosebire de creșterea gama a afișajului).
Note și materiale pe această temă
Apoi urmați explicațiile și comentariile importante.
- Intervalul dinamic. În plus față de utilizarea eficientă a datelor de imagine, codarea gamma crește, de fapt, și intervalul dinamic stocat la o anumită adâncime de crom. Gamma, de asemenea, poate ajuta, uneori, de afișare sau imprimantă, o mai bună utilizare a gamei lor limitate (în comparație cu scena originală) dinamică, îmbunătățind contrastul imaginii.
- Corecția gama. Termenul "corecție gamma" este, de fapt, un mod universal de a descrie procesul de aplicare a unui gamma pentru a compensa o gamă impusă anterior. Poate că ar trebui să evitați folosirea unui astfel de termen generic în care să puteți utiliza unul mai specific.
- Comprimarea și extinderea gama. Acești termeni reflectă situațiile în care gama este aplicată mai mult sau mai puțin decât una. Gama fișierului, ca o consecință, poate fi considerată comprimare gamma (compresie gamma), iar gama afișajului poate fi considerată ca o extensie gamma.
- Aplicabilitate. Strict vorbind, termenul „gamma“ se aplică numai pentru o curbă ton care ar trebui să fie o funcție de putere simplă (Vout = Vin gamma), dar adesea denumite gamma și alte curbe tonale. De exemplu, spațiul de culoare sRGB este de fapt liniar pentru o iluminare extrem de scăzută, dar mai departe, la cele mai strălucitoare tonuri, urmează curba de saturație. Nici curba de saturație, nici porțiunea liniară nu aparțin graficului funcției de putere, însă se presupune că gama generalizată este aproximativ egală cu 2,2.
