Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эффект гамма-коррекции на изображении: исходное изображение было снято с разным увеличением, показывая, что увеличение больше 1 делает тени темнее, а значение меньше 1 делает темные области светлее.

Гамма - коррекция или гамма является нелинейной операцией используется для кодирования и декодирования яркости или трехцветных значений в видео или еще изображения систем. [1] Гамма-коррекция в простейших случаях определяется следующим степенным выражением:

где неотрицательное действительное входное значение возводится в степень и умножается на константу A, чтобы получить выходное значение . В общем случае A = 1 входы и выходы обычно находятся в диапазоне 0–1.

Значение гаммы иногда называют гаммой кодирования , а процесс кодирования с этой степенной нелинейностью сжатия называется гамма-сжатием ; и наоборот, значение гаммы называется гаммой декодирования , а применение расширяющейся степенной нелинейности называется расширением гаммы .

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]

Хотя гамма-кодирование было первоначально разработано для компенсации характеристик ввода-вывода дисплеев с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), это не является его основным назначением или преимуществом в современных системах. В ЭЛТ-дисплеях интенсивность света изменяется нелинейно с напряжением электронной пушки. Изменение входного сигнала с помощью гамма-сжатия может устранить эту нелинейность, так что выходное изображение будет иметь заданную яркость. Однако гамма-характеристики устройства отображения не влияют на гамма-кодирование изображений и видео - им требуется гамма-кодирование, чтобы максимизировать визуальное качество сигнала, независимо от гамма-характеристик устройства отображения. [1] [3]Сходство физики ЭЛТ с инверсией гамма-кодирования, необходимого для передачи видео, было сочетанием совпадения и инженерии, что упростило электронику в ранних телевизорах. [5]

Математика [ править ]

Часто вскользь утверждают, что, например, гамма декодирования для данных sRGB составляет 2,2, но фактический показатель степени равен 2,4. Это связано с тем, что чистым эффектом кусочного разложения обязательно является изменение мгновенной гаммы в каждой точке диапазона: она изменяется от γ = 1 при нуле до γ = 2,4 при максимальной интенсивности со средним значением, близким к 2,2. Преобразования могут быть разработаны для аппроксимации определенной гаммы с линейной частью, близкой к нулю, чтобы избежать бесконечного наклона при K  = 0, что может вызвать численные проблемы. Условие непрерывности кривой дает порог линейной области :

Решение для дает два решения, которые обычно округляются. Однако для совпадения склонов мы должны иметь

Если принять за два неизвестных и , то мы можем решить, чтобы дать

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 ):

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 ]

Когда фотопленка подвергается воздействию света, результат экспонирования может быть представлен на графике, показывающем логарифм экспозиции по горизонтальной оси и плотность или логарифм пропускания по вертикальной оси. Для данного состава пленки и метода обработки эта кривая является ее характеристической кривой или кривой Хертера – Дриффилда . [7] [8] Поскольку на обеих осях используются логарифмические единицы, наклон линейного участка кривой называется гаммой пленки. Негативная пленка обычно имеет гамму меньше 1; [8] [9] позитивная пленка (слайд-пленка, обратная пленка) обычно имеет гамму с абсолютным значением больше 1. [10]

Фотопленка имеет гораздо большую способность фиксировать мелкие различия в оттенках, чем ее можно воспроизвести на фотобумаге . Точно так же большинство видеоэкранов не способны отображать диапазон яркости (динамический диапазон), который может быть захвачен обычными электронными камерами. [11] По этой причине значительные художественные усилия вкладываются в выбор уменьшенной формы, в которой должно быть представлено исходное изображение. Гамма-коррекция или выбор контраста является частью фотографического репертуара, используемого для настройки воспроизводимого изображения.

Аналогичным образом цифровые камеры записывают свет с помощью электронных датчиков, которые обычно реагируют линейно. В процессе рендеринга линейных необработанных данных в обычные данные RGB (например, для хранения в формате изображения JPEG ) будут выполняться преобразования цветового пространства и преобразования рендеринга. В частности, почти все стандартные цветовые пространства RGB и форматы файлов используют нелинейное кодирование (гамма-сжатие) предполагаемой интенсивности основных цветов фотографического воспроизведения; кроме того, предполагаемое воспроизведение почти всегда нелинейно связано с измеренной интенсивностью сцены через нелинейность воспроизведения тона .

Microsoft Windows, Mac, стандартная гамма sRGB и ТВ / видео [ править ]

График стандартной нелинейности гамма-расширения sRGB выделен красным цветом, а его локальное значение гаммы (наклон в логарифмическом пространстве) - синим. Локальная гамма повышается с 1 примерно до 2,2.

В большинстве компьютерных систем отображения изображения кодируются с гаммой около 0,45 и декодируются с обратной гаммой 2,2. Заметным исключением до выпуска Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) в сентябре 2009 года были компьютеры Macintosh , которые кодировали с гаммой 0,55 и декодировали с гаммой 1,8. В любом случае двоичные данные в файлах неподвижных изображений (таких как JPEG ) явно кодируются (то есть они несут гамма-кодированные значения, а не линейные интенсивности), как и файлы движущихся изображений (например, MPEG ). Система может дополнительно управлять обоими случаями посредством управления цветом , если требуется лучшее соответствие гамме устройства вывода.

Стандарт цветового пространства sRGB, используемый в большинстве камер, ПК и принтеров, не использует простую степенную нелинейность, как указано выше, но имеет значение гаммы декодирования около 2,2 в большей части своего диапазона, как показано на графике справа. Ниже сжатого значения 0,04045 или линейной интенсивности 0,00313 кривая является линейной (закодированное значение пропорционально интенсивности), поэтому γ = 1 . Пунктирная черная кривая за красной кривой представляет собой стандартную кривую степенного закона γ = 2,2 для сравнения.

Вывод на телевизионные приемники и мониторы на основе ЭЛТ обычно не требует дальнейшей гамма-коррекции, поскольку стандартные видеосигналы, которые передаются или сохраняются в файлах изображений, включают гамма-сжатие, которое обеспечивает приятное изображение после гамма-расширения ЭЛТ (это не точное обратное). Для телевизионных сигналов фактические значения гаммы определяются видеостандартами ( NTSC , PAL или SECAM ) и всегда являются фиксированными и хорошо известными значениями.

Гамма-коррекция в компьютерах используется, например, для правильного отображения изображения Apple с гаммой = 1,8 на мониторе ПК с гамма = 2,2 путем изменения гаммы изображения. Другое использование - выравнивание гамм отдельных цветовых каналов для коррекции расхождений монитора.

Гамма-метаинформация [ править ]

Некоторые форматы изображений позволяют сохранять предполагаемую гамму изображения (преобразований между закодированными образцами изображения и светоотдачей) в качестве метаданных , облегчая автоматическую гамма-коррекцию, если известен показатель степени системы отображения. PNG спецификация включает в себя кусок Гама для этой цели [12] , и с форматами , такими как JPEG и TIFF Exif Гамма - метка может быть использована.

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 ]

Гамма - характеристика является степенными отношениями , которые аппроксимируют соотношение между кодированным сигналом яркостью в телевизионной системе и фактической заданной яркостью изображения.

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).

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.

Электронно - лучевой трубки (ЭЛТ), например, преобразует видеосигнал света в нелинейно, так как интенсивность электронной пушки (яркости) в зависимости от приложенного напряжения видеосигнала носит нелинейный характер . Интенсивность света I связана с напряжением источника V s согласно формуле

где γ - греческая буква гамма . Для ЭЛТ гамма, которая связывает яркость с напряжением, обычно находится в диапазоне от 2,35 до 2,55; Таблицы просмотра видео в компьютерах обычно регулируют гамму системы в диапазоне от 1,8 до 2,2 [1], который находится в области, которая делает однородную разницу в кодировании, дает приблизительно одинаковую воспринимаемую разницу яркости, как показано на диаграмме вверху. раздел.

Для простоты рассмотрим пример монохромного ЭЛТ. В этом случае, когда на дисплей подается видеосигнал 0,5 (представляющий средний серый цвет), интенсивность или яркость составляет около 0,22 (в результате получается средний серый цвет, примерно 22% интенсивности белого). Чистый черный (0,0) и чистый белый (1,0) - единственные оттенки, на которые не влияет гамма.

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:

где V c - это скорректированное напряжение, а V s - это напряжение источника, например, от датчика изображения, который линейно преобразует фотозаряд в напряжение. В нашем примере с ЭЛТ 1 / γ составляет 1 / 2,2 ≈ 0,45.

Цветной ЭЛТ получает три видеосигналов (красный, зеленый и синий) и в целом каждый цвет имеет свое собственное значение гамма, обозначаемый γ R , & gamma ; G или & gamma ; B . Однако в простых системах отображения для всех трех цветов используется одно значение γ .

Другие устройства отображения имеют другие значения гаммы: например, дисплей Game Boy Advance имеет гамму от 3 до 4 в зависимости от условий освещения. В ЖК-дисплеях, например, на портативных компьютерах, соотношение между напряжением сигнала V s и интенсивностью I очень нелинейно и не может быть описано с помощью значения гаммы. Однако такие дисплеи применяют поправку к напряжению сигнала, чтобы приблизительно получить стандартное поведение γ = 2,5 . В записи телевидения NTSC γ = 2,2 .

Степенная функция или ее обратная функция имеет бесконечный наклон в нуле. Это приводит к проблемам при преобразовании из гамма-цветового пространства и в него. По этой причине наиболее формально определенные цветовые пространства, такие как sRGB, будут определять прямолинейный сегмент около нуля и добавлять увеличение x + K (где K - постоянная) к степени, чтобы кривая имела непрерывный наклон. Эта прямая линия не отображает то, что делает ЭЛТ, но заставляет остальную часть кривой более точно соответствовать эффекту окружающего света на ЭЛТ. В таких выражениях показатель степени не является гаммой; например, функция sRGB использует степень 2,4, но больше напоминает степенную функцию с показателем 2,2 без линейной части.

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:

  • Значения интенсивности пикселя в данном файле изображения; то есть двоичные значения пикселей хранятся в файле таким образом, что они представляют интенсивность света через гамма-сжатые значения вместо линейного кодирования. Это делается систематически с цифровыми видеофайлами (как в DVD- фильмах), чтобы минимизировать этап гамма-декодирования во время воспроизведения и максимизировать качество изображения для данного хранилища. Точно так же значения пикселей в стандартных форматах файлов изображений обычно имеют гамма-компенсацию либо для гаммы sRGB (или эквивалентной, приближенной к типичной гамме старых мониторов), либо в соответствии с некоторой гаммой, указанной в метаданных, таких как профиль ICC.. Если гамма кодирования не соответствует гамме системы воспроизведения, дальнейшая коррекция может быть сделана либо на дисплее, либо для создания измененного файла изображения с другим профилем.
  • Программное обеспечение рендеринга записывает двоичные значения пикселей с гамма-кодированием непосредственно в видеопамять (когда используются режимы highcolor / truecolor ) или в аппаратные регистры CLUT (когда используются режимы индексированных цветов ) адаптера дисплея . Они управляют цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП), которые выводят на дисплей пропорциональные напряжения. Например, при использовании 24-битного цвета RGB (8 бит на канал) при записи значения 128 (округленная средняя точка диапазона 0–255 байт ) в видеопамять выводится пропорциональное значение ≈ 0,5напряжение на дисплее, который отображается темнее из-за поведения монитора. В качестве альтернативы, чтобы достичь интенсивности ≈ 50% , можно применить поисковую таблицу с гамма-кодированием, чтобы программа рендеринга записала значение, близкое к 187, а не 128.
  • Современные видеоадаптеры посвятили калибровочный CLUTs, которые могут быть загружены , как только с помощью соответствующих гамма-коррекция справочной таблицы для того , чтобы модифицировать кодированные сигналы в цифровом виде перед ЦАПОМ , что выходные напряжения на монитор. [16] Настройка правильности этих таблиц называется аппаратной калибровкой . [17]
  • Некоторые современные мониторы позволяют пользователю управлять своим гамма-поведением (как если бы это была просто другая настройка яркости / контрастности), кодируя входные сигналы сами по себе, прежде чем они будут отображаться на экране. Это также аппаратная калибровка, но она выполняется для аналоговых электрических сигналов вместо переназначения цифровых значений, как в предыдущих случаях.

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 ]

Тестовое изображение гамма-коррекции. Действительно только при масштабировании браузера = 100%

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.

Обычно графическая карта имеет контроль контрастности и яркости, а пропускающий ЖК- монитор имеет контроль контрастности, яркости и подсветки . Контрастность и яркость видеокарты и монитора влияют на эффективную гамму и не должны изменяться после завершения гамма-коррекции.

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.

Установка цветовой температуры или точки белого - следующий шаг в настройке монитора.

Перед коррекцией гаммы необходимо установить желаемую гамму и цветовую температуру с помощью элементов управления монитора. Используя элементы управления гаммой, контрастом и яркостью, гамма-коррекция на ЖК-дисплее может быть выполнена только для одного определенного вертикального угла обзора, что подразумевает одну конкретную горизонтальную линию на мониторе с одним определенным уровнем яркости и контрастности. Профиль ICC позволяет настроить монитор для нескольких уровней яркости. Качество (и цена) монитора определяет, насколько отклонение этой рабочей точки все еще дает удовлетворительную гамма-коррекцию. Дисплеи с витым нематиком (TN) с глубиной цвета 6 бит на основной цвет имеют самое низкое качество. Переключение в плоскости(IPS) лучше подходят дисплеи с глубиной цвета 8 бит. Хорошие мониторы имеют 10-битную глубину цвета, имеют аппаратное управление цветом и позволяют аппаратную калибровку с помощью трехцветного колориметра . Часто панель 6 бит плюс FRC продается как 8 бит, а панель 8 бит плюс FRC продается как 10 бит. FRC не является настоящей заменой для большего количества битов. 24-битные и 32-битные форматы глубины цвета имеют 8 бит на основной цвет.

В Microsoft Windows 7 и более поздних версиях пользователь может установить гамма-коррекцию с помощью инструмента калибровки цвета дисплея dccw.exe или других программ. [21] [22] [23] Эти программы создают файл профиля ICC и загружают его по умолчанию. Это упрощает управление цветом . [24] Увеличивайте ползунок гаммы в программе dccw до тех пор, пока последняя окрашенная область, часто зеленого цвета, не будет иметь такую ​​же яркость в клетчатой ​​и однородной области. Для настройки двух других цветов используйте ползунки цветового баланса или ползунки коррекции гаммы отдельных цветов в программах коррекции гаммы. Некоторые старые драйверы видеокарт не загружают справочную таблицу цветовправильно после выхода из режима ожидания или гибернации и показывает неправильную гамму. В этом случае обновите драйвер видеокарты.

В некоторых операционных системах, работающих под управлением X Window System , можно установить коэффициент гамма-коррекции (применяемый к существующему значению гаммы), выполнив команду xgamma -gamma 0.9для установки коэффициента гамма-коррекции на 0,9 и xgammaдля запроса текущего значения этого фактора (по умолчанию 1.0 ). В системах macOS гамма и другие связанные калибровки экрана выполняются через Системные настройки.

Масштабирование и смешивание [ править ]

Тестовое изображение действительно только при отображении на экране «сырого», то есть без масштабирования (1: 1 пиксель на экран) и настройки цвета. Однако это также указывает на другую широко распространенную проблему в программном обеспечении: многие программы выполняют масштабирование в цветовом пространстве с гаммой вместо физически правильного линейного пространства. В цветовом пространстве sRGB с приблизительной гаммой 2,2 изображение должно показать результат «2,2» при размере 50%, если масштабирование выполняется линейно. Йонас Берлин создал образ «ваше программное обеспечение для масштабирования - отстой / правила», основанное на том же принципе. [25]

Помимо масштабирования, проблема также применяется к другим формам понижающей дискретизации (уменьшению масштаба), таким как субдискретизация цветности в Y'CbCr в формате JPEG с включенной гаммой . [26] WebP решает эту проблему, вычисляя средние значения цветности в линейном пространстве, а затем конвертируя их обратно в пространство с поддержкой гаммы; итеративное решение используется для больших изображений. Тот же код "резкого YUV" (ранее "smart YUV") используется в sjpeg. Корнельски предлагает более простую аппроксимацию средневзвешенным значением на основе яркости. [27] Эта проблема также затрагивает альфа-композитинг , цветовые градиенты и 3D-рендеринг. [28] [29]

Парадоксально, но при повышении частоты дискретизации (увеличении масштаба) изображения результат, обработанный в «неправильном» пространстве с включенной гаммой, имеет тенденцию быть более эстетичным. Это связано с тем, что фильтры апскейлинга настроены так, чтобы минимизировать артефакты звона в линейном пространстве, но человеческое восприятие нелинейно и лучше аппроксимируется гаммой. Альтернативный способ обрезки артефактов - использование сигмоидальной функции передачи света, методика, впервые использованная фильтром LoHalo GIMP и позже принятая madVR. [30]

Терминология [ править ]

Термин « интенсивность» относится строго к количеству света, излучаемому в единицу времени и на единицу поверхности в люксах . Обратите внимание, однако, что во многих областях науки эта величина называется световой отдачей , в отличие от силы света , которая является другой величиной. Эти различия, однако, в значительной степени не имеют отношения к гамма-компрессии, которая применима к любой нормализованной линейной шкале, подобной шкале интенсивности.

«Яркость» может означать несколько вещей даже в контексте видео и изображений:

  • яркость - это фотометрическая яркость объекта (в единицах кд / м 2 ), учитывающая чувствительность человеческого глаза, зависящую от длины волны ( фотопическая кривая );
  • относительная яркость - это яркость относительно уровня белого, используемая при кодировании в цветовом пространстве;
  • яркостной является закодированным сигналом яркости видеосигнала, т.е. аналогично напряжения сигнала V S .

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.

Гамма-коррекция - это тип степенной функции, экспонента которой представляет собой греческую букву гамма ( γ ). Не следует путать с математической гамма-функцией . Гамма нижнего регистра, γ , является параметром первого; заглавная буква Γ - это имя (и символ, используемый для) последнего (как в Γ ( x )). Чтобы использовать слово «функция» в сочетании с гамма-коррекцией, можно избежать путаницы, сказав «обобщенная степенная функция».

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 ]

Гамма - это общепринятый термин в сфере радиовещания и профессиональной кино- и телеиндустрии в целом [32] . Однако есть путаница по поводу:

  • Термин, подразумевающий функцию x G с константой G (в частности, при обсуждении sRGB и подобных цветовых пространств)
  • Термин, означающий, что G не равно 1.0 [33]
  • Включает ли «гамма-функция» преобразование данных, хранящихся в журнале значений, например, в файле DPX .
  • Или даже если он включает преобразование из двоичного представления IEEE с плавающей запятой, например, в файле EXR , или декодирование YUV в RGB.

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.

См. Также [ править ]

  • Яркость
  • Эффект Каллиера
  • Цветовой баланс
  • Оттенок
  • Управление цветом
  • Цветовая градация
  • Цветовая температура
  • Контраст (зрение)
  • Редактирование изображений § Гамма-коррекция
  • Яркость
  • Яркость (видео)
  • Яркость (относительная)
  • Оптическая передаточная функция (OTF)
  • Послепроизводственный этап
  • Telecine
  • Отображение тонов
  • Программное обеспечение для калибровки видео
  • Белая точка

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е Чарльз А. Пойнтон (2003). Цифровое видео и HDTV: алгоритмы и интерфейсы . Морган Кауфманн. стр. 260, 630. ISBN 1-55860-792-7.
  2. ^ "Спецификация PNG 13. Приложение: Учебное пособие по гамме" . W3C. 1996-10-01 . Проверено 3 декабря 2018 . Что такое гамма-коррекция?
  3. ^ a b Чарльз Пойнтон (2010). Часто задаваемые вопросы о гамме.
  4. Эрик Рейнхард; Вольфганг Гейдрих; Поль Дебевек; Суманта Паттанаик; Грег Уорд; Кароль Мышковский (2010). Визуализация с расширенным динамическим диапазоном: получение, отображение и освещение на основе изображений . Морган Кауфманн. п. 82. ISBN 9780080957111.
  5. ^ Маккессон, Джейсон Л. "Глава 12. Динамический диапазон - линейность и гамма" . Изучение программирования современной трехмерной графики . Архивировано из оригинала 18 июля 2013 года . Проверено 11 июля 2013 года .
  6. ^ Р. В. Г. Хант, Воспроизведение цвета , 6-е изд., Стр. 48.
  7. Kodak, «Базовая сенситометрия и характеристики пленки» [1] : «Характеристическая кривая подобна отпечатку пальца пленки».
  8. ^ a b «Пленки Kodak Professional Tri-X 320 и 400» (PDF) . Компания Eastman Kodak . Май 2007 г.
  9. ^ "Пленка KODAK PROFESSIONAL PORTRA 160" (PDF) . imaging.kodakalaris.com . кодак . Проверено 29 января 2019 .
  10. ^ "Профессиональная пленка KODACHROME 25, 64 и 200" (PDF) . wwwuk.kodak.com . Кодак . Проверено 29 января 2019 .
  11. ^ Питер Ходжес (2004). Введение в измерения видео и звука (3-е изд.). Эльзевир. п. 174. ISBN 978-0-240-80621-1.
  12. ^ «Спецификация переносимой сетевой графики (PNG) (второе издание)» . www.w3.org . Консорциум World Wide Web . Проверено 25 января 2020 .
  13. ^ Sivonen, Анри (2010-03-31). «Печальная история PNG Гамма„Коррекция » . hsivonen.fi . Проверено 25 января 2021 .
  14. ^ Roelofs, Грег (2005-08-21). «Тест на соответствие гаммы в браузере» . www.libpng.org . Проверено 25 января 2020 .
  15. ^ Фриц Эбнер и Марк Д. Фэйрчайлд, "Разработка и тестирование цветового пространства (IPT) с улучшенной однородностью оттенков", Труды Шестой конференции по созданию цветных изображений IS & T / SID, стр. 8-13 (1998).
  16. ^ SetDeviceGammaRamp , Win32 API для загрузки произвольных гамма-рамп для отображения оборудования
  17. ^ a b Джонатан Сакс (2003). Управление цветом. Цифровой свет и цвет. Архивировано 4 июля 2008 г. в Wayback Machine.
  18. ^ Корен, Норман. «Калибровка монитора и гамма» . Проверено 10 декабря 2018 . Приведенная ниже таблица позволяет вам установить уровень черного (яркость) и оценить гамму дисплея в диапазоне от 1 до 3 с точностью лучше 0,1.
  19. ^ Nienhuys, Han-Kwang (2008). «Гамма-калибровка» . Проверено 30 ноября 2018 . Причина использования 48%, а не 50% в качестве яркости заключается в том, что многие ЖК-экраны имеют проблемы с насыщенностью в последних 5 процентах своего диапазона яркости, которые могут исказить измерение гаммы.
  20. ^ Эндрюс, Питер. «Страница калибровки монитора и оценки гаммы» . Проверено 30 ноября 2018 . проблема вызвана тем, что время нарастания большинства аппаратных средств монитора недостаточно быстрое для перехода от полностью черного к полностью белому в пределах одного или даже двух пикселей в некоторых случаях.
  21. ^ «Получите лучший дисплей на вашем мониторе - откалибруйте ваш дисплей» . Microsoft . Проверено 10 декабря 2018 . Если у вас есть устройство для калибровки дисплея и программное обеспечение, рекомендуется использовать их вместо калибровки цвета дисплея, потому что они дадут вам лучшие результаты калибровки.
  22. ^ Верле, Эберхард. «Quickgamma» . Проверено 10 декабря 2018 . QuickGamma - это небольшая служебная программа для калибровки монитора на лету без необходимости покупать дорогостоящие аппаратные инструменты.
  23. ^ Уолтерс, Майк. «Мастер калибровки монитора» . Проверено 10 декабря 2018 . Простой мастер создания цветовых профилей для вашего монитора.
  24. ^ «Об управлении цветом» . Microsoft . Проверено 10 декабря 2018 . Обычно Windows справляется с этим самостоятельно.
  25. ^ Brasseur, Эрик (август 2007 г.). «Гамма-ошибка при масштабировании изображения» . Проверено 22 марта 2020 .
  26. Чан, Гленн (май 2008 г.). «На пути к лучшей подвыборке цветности: лауреат премии SMPTE Student Paper 2007» . Журнал SMPTE Motion Imaging . 117 (4): 39–45. DOI : 10,5594 / J15100 .
  27. ^ "Гамма-коррекция субдискретизации цветности · Проблема №193 · mozilla / mozjpeg" . GitHub .
  28. Minute Physics (20 марта 2015 г.). «Цвет компьютера нарушен» . YouTube .
  29. Новак, Джон (21 сентября 2016 г.). «Что должен знать каждый программист о гамме» .
  30. ^ "GNOME / gegl: gegl-sampler-lohalo.c" . GitHub . Сигмоидизация была изобретена Н. Робиду как метод минимизации перерегулирования и недорегулирования, возникающих при фильтрации с ядром с еще одной отрицательной долей. Он в основном состоит из повторной выборки через цветовое пространство, в котором крайние значения гаммы «далеки» от полутонов.
  31. ^ Инженерное руководство EG 28, «Аннотированный глоссарий основных терминов для электронного производства», SMPTE, 1993.
  32. ^ https://poynton.ca/PDFs/Rehabilitation_of_gamma.pdf
  33. ^ "Цифровая фотография - Марсель Патек: Гамма монитора" . www.marcelpatek.com . Проверено 6 декабря 2020 .
  34. ^ "передаточная функция цветовой составляющей | eilv" . eilv.cie.co.at . Проверено 13 декабря 2020 .
  35. ^ «МЭК 61966-2-1: 1999» . Интернет-магазин IEC . Международная электротехническая комиссия . Проверено 3 марта 2017 года .
  36. ^ «Gamma FAQ - Часто задаваемые вопросы о гамме» . poynton.ca . Проверено 13 декабря 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

Общая информация [ править ]

  • Спецификация PNG; Версия 1.0; 13. Приложение: Учебное пособие по гамме
  • Восстановление Gamma от Charles Пойнтон
  • Часто задаваемые вопросы о гамме
  • CGSD - Домашняя страница гамма-коррекции от Computer Graphics Systems Development Corporation
  • Интерактивная Flash-демонстрация CS 178 Стэнфордского университета о гамма-коррекции.
  • Стандартная по умолчанию Цветовое пространство для Интернета - SRGB , определяет и объясняет просмотр гамма , гамма - камеры , CRT гамма , LUT гамма и гаммы дисплея
  • Элви Рэй Смит (1 сентября 1995 г.). Гамма-коррекция (PDF) (Техническая записка 9). Microsoft .
  • Гамма-ошибка при масштабировании изображения Эрика Брассера
  • ЧТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ КОДЕР О GAMMA by JOHN NOVAK

Инструменты гаммы монитора [ править ]

  • Тестовые страницы ЖК-монитора Lagom
  • Страница настройки гаммы
  • Тестовый образец монитора для правильной гамма-коррекции (Норман Корен)
  • QuickGamma