Гамма картинка: ⬇ Скачать картинки Gamma, стоковые фото Gamma в хорошем качестве

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»).

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.

Техническое примечание: гамма определяется соотношением V_out = V_in^gamma , где V_out — это итоговая яркость, а V_in — это исходная/действительная яркость. Эта формула отображается показанным выше графиком.

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:

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:

1. Описывает изображение в пространстве цветности sRGB (в котором коэффициент гаммы близок к 1/2.2).
2. Описывает гамму дисплея, эквивалентную стандарту 2.2

1. Гамма файла. Это преобразование применяется камерой или программой обработки RAW при преобразовании в стандартный файл JPEG или TIFF. Оно перераспределяет присущие камере тональные уровни в перцептивно униформные, тем самым обеспечивая наиболее эффективное использование доступной глубины цветности.

2. Гамма дисплея. Это преобразование отражает суммарное влияние видеокарты и дисплея, то есть в действительности может состоять из нескольких гамм. Основным назначением гаммы дисплея является компенсация гаммы файла — тем самым гарантируя, что изображение на экране не станет ненатурально ярким. Увеличение гаммы дисплея означает более тёмное изображение с повышенным контрастом.

3. Гамма системы. Это преобразование отражает суммарное влияние всех гамма-преобразований изображения, его также называют «гаммой просмотра». Для точного отображения гамма просмотра в идеале должна быть близка к прямой линии (гамма = 1.0). Прямая линия гарантирует, что изображение на входе (исходная сцена) и на выходе (на экране или в отпечатке) одинаково. Однако гамма системы зачастую установлена несколько выше 1.0 с целью повышения контрастности. Это может помочь скомпенсировать ограничения, вызванные динамическим диапазоном устройства отображения, а также неидеальными условиями просмотра и бликами в изображении.

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:

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:

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.

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.

• Динамический диапазон. Вдобавок к обеспечению эффективного использования данных об изображении гамма-кодирование также в действительности увеличивает сохраняемый динамический диапазон при заданной глубине цветности. Гамма может также порой помочь дисплею или принтеру лучше использовать свой ограниченный (по сравнению с исходной сценой) динамический диапазон, улучшив контрастность изображения.
• Гамма-коррекция. Термин «гамма-коррекция» в действительности является универсальным способом описания процесса применения гаммы с целью компенсации ранее наложенной гаммы. Пожалуй, стоит избегать применять такой обобщённый термин там, где можно использовать более конкретный.
• Сжатие и расширение гаммы. Эти термины отражают ситуации, когда применяется гамма больше или меньше единицы, соответственно. Гамма файла, как следствие, может рассматриваться как гамма-компрессия (сжатие гаммы), а гамму дисплея можно рассматривать, как гаммма-расширение.
• Применимость. Строго говоря, термин «гамма» применим только к тональной кривой, которая следует простой степенной функции (V_out = V_in^gamma), однако зачастую гаммой называют и другие тональные кривые. Например, пространство цветности sRGB в действительности является линейным для предельно низкой освещённости, однако далее, при самых ярких тонах, оно следует кривой насыщения. Ни кривая насыщения, ни линейный участок не принадлежат графику степенной функции, однако обобщённая гамма принимается приблизительно равной 2.2.

Узнайте, как точно настроить гамму дисплея, прочтя статью
«Как откалибровать монитор для фотографии»

Гамма-Фото Тамбов

Гамма-Фото Тамбов

Перейти к основной информации

Печать фотографий

• Печать фотографий без регистрации
• Удобный заказ на сайте
• Печать фото в белой рамке

Продолжить

Фотосувениры

• Сувениры с Вашими фотографиями
• Оригинальные фотоподарки без труда
• Заказ на сайте без регистрации

Выбрать продукцию

Выберите продукцию

Загрузите фотографии в редактор

Оплатите и получите удобным способом

Печать фотографий

Закажите печать фотографий через интернет без регистрации и получите в фотоцентре готовый заказ!

Оформить заказ

Фото на документы

Качественная и оперативная фотосъемка на документы в Тамбове

Продолжить

Календари с Вашими фотографиями

Создайте оригинальный подарок! Фотокалендари с Вашими фотографиями!

Выбрать календарь

Изготовление фотосувениров

Закажите сувенир с Вашей фотографией и получите готовый заказ удобным для Вас способом.

Продолжить

Наша продукция

Печать фотографий

Продолжить

Календарь плакат

Продолжить

Прикольные принты

Продолжить

Фото на кружках

Продолжить

Фото на футболках

Продолжить

Фотомагниты

Продолжить

Брелок Госномер

Продолжить

Обложки для авто документов

Продолжить

Детская метрика

Продолжить

Бессмертный полк

Продолжить

Фотоколлаж

Продолжить

Расписание уроков

Продолжить

Посмотреть полный список продукции

Удобно

Закажите продукцию из дома через интернет
и приходите в фотоцентр уже за готовым
заказом.

Качественно

Собственное производство фотосувениров
и фотокниг. Печать фото в настоящей
фотолаборатории.

Оплата

Оплатить заказ можно любым удобным
для вас способом.

Оперативно

Заказы сразу скачиваются фотоцентром
и выполняются в рабочее время.

Гарантируем!

Переделаем заказ в случае брака
или вернем деньги.

Доставка

Доставка осуществляется различными способами
и не заставит себя долго ждать.

Новости

ГРАФИК РАБОТЫ В ПРАЗДНИЧНЫЕ ДНИ

31.12.2021

Мы в соцсетях

Поделитесь с друзьями

Понимание гамма-коррекции

Гамма — важная, но редко понимаемая характеристика практически всех цифровых систем обработки изображений. Он определяет отношение между числовым значением пикселя и его реальной яркостью. Без гаммы оттенки, снятые цифровыми камерами, не выглядели бы так, как для наших глаз (на стандартном мониторе). Его также называют гамма-коррекцией, гамма-кодированием или гамма-сжатием, но все они относятся к одному и тому же понятию. Понимание того, как работает гамма, может улучшить технику экспозиции, а также помочь максимально эффективно редактировать изображения.

ПОЧЕМУ ГАММА ПОЛЕЗНА

1. Наши глаза не воспринимают свет так, как камеры . В цифровой камере, когда на сенсор попадает удвоенное количество фотонов, он получает вдвое больший сигнал («линейная» зависимость). Довольно логично, правда? Наши глаза так не работают. Вместо этого мы воспринимаем удвоенное количество света как чуть более яркое — и тем более при более высокой интенсивности света («нелинейная» зависимость).

Эталонный тон

Выбирать:

Обратитесь к руководству по инструменту кривых Photoshop, если у вас возникли проблемы с интерпретацией графика.
Точность сравнения зависит от правильно откалиброванного монитора, настроенного на гамму дисплея 2,2.
Фактическое восприятие будет зависеть от условий просмотра и может зависеть от других соседних тонов.
В очень темных сценах, например при свете звезд, наши глаза начинают видеть линейно, как это делают камеры.

По сравнению с фотоаппаратом мы гораздо более чувствительны к изменениям в темных тонах, чем к аналогичным изменениям в ярких тонах. У этой особенности есть биологическая причина: она позволяет нашему зрению работать в более широком диапазоне яркости. В противном случае типичный диапазон яркости, с которым мы сталкиваемся на открытом воздухе, был бы слишком подавляющим.

Но какое отношение все это имеет к гамме? В данном случае гамма — это то, что переводит светочувствительность нашего глаза в светочувствительность камеры. Таким образом, когда цифровое изображение сохраняется, оно «гамма-кодируется», так что удвоенное значение в файле более точно соответствует тому, что мы воспринимаем как удвоение яркости.

Техническое примечание: Гамма определяется как V _out = V _in ^gamma , где V _out — выходное значение яркости, а V _in — входное/фактическое значение яркости. Эта формула заставляет синюю линию выше искривляться. Когда gamma<1, линия изгибается вверх, тогда как при gamma>1 происходит обратное.

2. Изображения с гамма-кодированием сохраняют оттенки более эффективно . Поскольку гамма-кодирование перераспределяет уровни тонов ближе к тому, как их воспринимают наши глаза, для описания данного тонального диапазона требуется меньше битов. В противном случае для описания более ярких тонов (где камера относительно более чувствительна) будет выделено избыток битов, а для описания более темных тонов (где камера относительно менее чувствительна) останется нехватка битов:

Оригинал

↓ Кодируется с использованием только 32 уровней (5 бит)

Линейно закодированный

Гамма-кодирование

Примечание. Градиент с кодировкой гаммы выше показан с использованием стандартного значения 1/2,2
См. руководство по битовой глубине для получения информации о взаимосвязи между уровнями и битами.

Обратите внимание, что линейное кодирование использует недостаточное количество уровней для описания темных тонов, хотя это приводит к избытку уровней для описания ярких тонов. С другой стороны, гамма-кодированный градиент распределяет тона примерно равномерно по всему диапазону («однородно для восприятия»). Это также гарантирует, что последующее редактирование изображения, цвет и гистограммы основаны на естественных, перцептивно однородных тонах.

Однако реальные изображения обычно имеют как минимум 256 уровней (8 бит), чего достаточно, чтобы тона на отпечатке выглядели плавными и непрерывными. Если бы вместо этого использовалось линейное кодирование, потребовалось бы в 8 раз больше уровней (11 бит), чтобы избежать постеризации изображения.

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ГАММА: КОДИРОВАНИЕ И КОРРЕКЦИЯ

Несмотря на все эти преимущества, гамма-кодирование усложняет весь процесс записи и отображения изображений. Следующий шаг — это то, где большинство людей запутаются, поэтому выполняйте эту часть медленно. Изображение с гамма-кодированием должно подвергаться «гамма-коррекции» при просмотре, что эффективно преобразует его обратно в свет исходной сцены . Другими словами, гамма-кодирование предназначено для записи изображения, а не для его отображения. К счастью, этот второй шаг («отображение гаммы») автоматически выполняется вашим монитором и видеокартой. На следующей диаграмме показано, как все это сочетается друг с другом:

Изображение камеры RAW
сохраняется как файл JPEG

1. Гамма файла изображения

+

JPEG просматривается
на мониторе компьютера

2. Показать гамму

=

Чистый эффект

3. Системная гамма

1. Отображает изображение в цветовом пространстве sRGB (которое кодируется с использованием гаммы приблизительно 1/2,2).
2. Гамма дисплея соответствует стандарту 2,2

1. Гамма изображения . Это применяется либо вашей камерой, либо программным обеспечением для разработки RAW всякий раз, когда захваченное изображение преобразуется в стандартный файл JPEG или TIFF. Он перераспределяет собственные тональные уровни камеры на более однородные с точки зрения восприятия, тем самым обеспечивая наиболее эффективное использование заданной битовой глубины.

2. Гамма дисплея . Это относится к чистому влиянию вашей видеокарты и устройства отображения, поэтому на самом деле оно может состоять из нескольких гамм. Основная цель гаммы дисплея — компенсировать гамму файла, тем самым гарантируя, что изображение не станет нереально ярким при отображении на экране. Более высокая гамма дисплея приводит к более темному изображению с большей контрастностью.

3. Гамма системы . Это представляет собой суммарный эффект всех значений гаммы, примененных к изображению, и также называется «гаммой просмотра». Для достоверного воспроизведения сцены в идеале она должна быть близка к прямой (гамма = 1,0). Прямая линия гарантирует, что вход (исходная сцена) совпадает с выходом (свет, отображаемый на экране или на отпечатке). Однако системную гамму иногда устанавливают чуть больше 1,0, чтобы улучшить контрастность. Это может помочь компенсировать ограничения из-за динамического диапазона устройства отображения или из-за неидеальных условий просмотра и бликов изображения.

ГАММА ФАЙЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ

Точная гамма изображения обычно определяется цветовым профилем, встроенным в файл. В большинстве файлов изображений используется гамма кодирования 1/2,2 (например, в файлах, использующих цвета sRGB и Adobe RGB 1998), но большим исключением являются файлы RAW, в которых используется линейная гамма. Однако средства просмотра изображений RAW обычно показывают их, предполагая стандартную гамму кодирования 1/2,2, поскольку в противном случае они выглядели бы слишком темными:

Линейное изображение RAW
(гамма изображения = 1,0)

Гамма Кодированное изображение
(гамма изображения = 1/2,2)

Если цветовой профиль не встроен, обычно предполагается стандартная гамма 1/2,2. Файлы без встроенного цветового профиля обычно включают множество файлов PNG и GIF в дополнение к некоторым изображениям JPEG, которые были созданы с использованием параметра «сохранить для Интернета».

Технические примечания к камере Gamma . Большинство цифровых камер записывают свет линейно, поэтому предполагается, что их гамма равна 1,0, но вблизи крайних теней и ярких участков это может быть не так. В этом случае гамма файла может представлять собой комбинацию гаммы кодирования и гамма камеры. Однако по сравнению с этим гамма камеры обычно незначительна. Производители камер могут также применять тонкие тоновые кривые, которые также могут влиять на гамму файла.

ГАММА ОТОБРАЖЕНИЯ

Это гамма, которой вы управляете, когда выполняете калибровку монитора и регулируете настройки контрастности. К счастью, индустрия сошлась на стандартной гамме дисплея 2,2, поэтому не нужно беспокоиться о плюсах и минусах разных значений. В старых компьютерах Macintosh использовалась гамма дисплея 1,8, из-за чего изображения не Mac выглядели ярче по сравнению с типичным ПК, но это уже не так.

Напомним, что гамма дисплея компенсирует гамму файла изображения, и что конечным результатом этой компенсации является системная/общая гамма. Таким образом, для стандартного файла изображения с гамма-кодированием ( — ) изменение гаммы дисплея ( — ) будет иметь следующее общее влияние ( — ) на изображение:

Гамма дисплея 1.0

Гамма дисплея 1.8

Гамма дисплея 2.2

Гамма дисплея 4.0

На диаграммах предполагается, что ваш дисплей откалиброван на стандартную гамму 2,2.
Напомним, что гамма файла изображения ( — ) плюс гамма дисплея ( — ) равна общей гамме системы ( — ). Также обратите внимание, как более высокие значения гаммы заставляют красную кривую изгибаться вниз.

Если у вас возникли проблемы с приведенными выше таблицами, не отчаивайтесь! Рекомендуется сначала понять, как тональные кривые влияют на яркость и контрастность изображения. В противном случае вы можете просто посмотреть на портретные изображения для качественного понимания.

Как интерпретировать карты . Первое изображение (крайнее слева) становится значительно ярче, потому что гамма изображения ( — ) не корректируется гаммой дисплея ( — ), в результате чего общая гамма системы ( — ) изгибается вверх. На втором изображении гамма дисплея не полностью корректирует гамму файла изображения, в результате чего общая системная гамма по-прежнему немного изгибается вверх (и, следовательно, все еще слегка осветляет изображение). На третьем изображении гамма дисплея точно корректирует гамму изображения, что приводит к общей линейной гамме системы. Наконец, на четвертом изображении гамма дисплея чрезмерно компенсирует гамму изображения, в результате чего общая гамма системы изгибается вниз (и тем самым затемняет изображение).

Общая гамма дисплея на самом деле состоит из (i) исходной гаммы монитора/ЖК-дисплея и (ii) любых корректировок гаммы, применяемых самим дисплеем или видеокартой. Однако эффект каждого из них сильно зависит от типа устройства отображения.

ЭЛТ-мониторы

ЖК-мониторы (плоские панели)

ЭЛТ-мониторы. Из-за случайного инженерного везения родная гамма ЭЛТ составляет 2,5 — почти противоположно нашим глазам. Таким образом, значения из файла с гамма-кодированием могут быть отправлены прямо на экран, и они будут автоматически исправлены и будут выглядеть почти нормально. Однако для достижения общей гаммы дисплея 2,2 необходимо применить небольшую гамма-коррекцию ~1/1,1. Обычно это уже задано заводскими настройками по умолчанию, но его также можно установить во время калибровки монитора.

ЖК-мониторы . ЖК-мониторам не так повезло; обеспечение общей гаммы дисплея 2,2 часто требует значительных исправлений, и они также гораздо менее постоянны, чем ЭЛТ. Поэтому для ЖК-дисплеев требуется нечто, называемое справочной таблицей (LUT), чтобы гарантировать, что входные значения отображаются с использованием предполагаемой гаммы дисплея (среди прочего). Дополнительные сведения по этой теме см. в учебном пособии по калибровке монитора: справочные таблицы.

Техническое примечание. Гамма дисплея может немного сбивать с толку, поскольку этот термин часто используется как взаимозаменяемый с гамма-коррекцией, поскольку он исправляет для гаммы файла. Однако значения, указанные для каждого из них, не всегда эквивалентны. Гамма-коррекция иногда указывается с точки зрения гаммы кодирования, которую она призвана компенсировать, а не фактической применяемой гаммы. Например, фактическая гамма, применяемая с «гамма-коррекцией 1,5», часто равна 1/1,5, поскольку гамма 1/1,5 отменяет гамму 1,5 (1,5 * 1/1,5 = 1,0). Таким образом, более высокое значение гамма-коррекции может сделать изображение ярче (в противоположность более высокому показателю гаммы).

ДРУГИЕ ПРИМЕЧАНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Другие важные моменты и разъяснения перечислены ниже.

• Динамический диапазон . В дополнение к обеспечению эффективного использования данных изображения гамма-кодирование фактически увеличивает записываемый динамический диапазон для заданной битовой глубины. Гамма иногда также может помочь дисплею/принтеру управлять своим ограниченным динамическим диапазоном (по сравнению с исходной сценой) за счет улучшения контрастности изображения.
• Гамма-коррекция . Термин «гамма-коррекция» на самом деле является просто универсальным выражением, когда гамма применяется для компенсации некоторой другой более ранней гаммы. Поэтому, вероятно, следует избегать использования этого термина, если вместо него можно указать конкретный тип гаммы.
• Гамма Сжатие и расширение . Эти термины относятся к ситуациям, когда применяемая гамма меньше или больше единицы соответственно. Таким образом, гамма файла может считаться сжатием гаммы, тогда как гамма дисплея может рассматриваться как расширение гаммы.
• Применимость . Строго говоря, гамма относится к тональной кривой, которая подчиняется простому степенному закону (где V _из = V _из ^гамма ), но часто используется для описания других тональных кривых. Например, цветовое пространство sRGB на самом деле является линейным при очень низкой яркости, но затем следует кривой при более высоких значениях яркости. Ни кривая, ни линейная область не следуют стандартному степенному закону гаммы, но общая гамма приблизительно равна 2,2.
• Требуется ли гамма? Нет, изображения с линейной гаммой (RAW) по-прежнему будут отображаться такими, какими их видят наши глаза, но только если эти изображения будут отображаться на дисплее с линейной гаммой. Однако это сведет на нет способность гаммы эффективно записывать тональные уровни.

Дополнительные сведения по этой теме см. в следующих учебных пособиях:

• Методы цифровой экспозиции: экспозиция справа, отсечение и шум
  Узнайте, почему гамма и линейные файлы RAW влияют на оптимальную экспозицию фотографии.
• Как откалибровать монитор Калибровка для фотографии
  Узнайте, как точно настроить гамму дисплея вашего компьютера.

Хотите узнать больше? Обсудите эту и другие статьи на наших форумах цифровой фотографии.

Гамма-коррекция монитора и гамма-коррекция

Такие проблемы, как чрезвычайно плохое отображение затененных областей, пересветы или изображения, подготовленные на компьютерах Mac, выглядят слишком темными на компьютерах с Windows, часто связаны с характеристиками гаммы. На этом занятии мы обсудим гамму, которая оказывает значительное влияние на цветопередачу на ЖК-мониторах. Понимание гаммы полезно как при управлении цветом, так и при выборе продукта. Пользователям, ценящим качество изображения, рекомендуется проверить эту информацию.

* Ниже приводится перевод с японского языка статьи ITmedia «Является ли красота кривой решающей для цветопередачи? Изучение гаммы ЖК-монитора», опубликованной 13 июля 2009 г. Copyright 2011 ITmedia Inc. Все права защищены.

Что такое мониторная гамма?

Термин гамма происходит от третьей буквы греческого алфавита, обозначаемой буквой Γ в верхнем регистре и γ в нижнем регистре. Слово гамма часто встречается в повседневной жизни в таких терминах, как гамма-лучи, звезда под названием Гамма Велорум и гамма-ГТФ. В компьютерной обработке изображений этот термин обычно относится к яркости промежуточных тонов (серого).

Давайте обсудим гамму более подробно. В среде ПК оборудование, используемое при работе с цветом, включает мониторы, принтеры и сканеры. При использовании этих устройств, подключенных к ПК, мы вводим и выводим информацию о цвете на каждое устройство и с него. Поскольку каждое устройство имеет свои уникальные характеристики обработки цвета (или тенденции), информация о цвете не может быть выведена точно так же, как и вход. Характеристики обработки цвета, возникающие при вводе и выводе, известны как характеристики гаммы.

Цвет, воспроизводимый на мониторе ПК, основан на сочетании трех основных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (B). Каждый цвет RGB имеет восемь битов (28 = 256 тонов) данных. Приблизительно 16,77 миллиона цветов (известных как «полноцветные») получаются при разрешении 256 x 3 (256 R-тонов * 256 G-тонов * 256 B-тонов).

Хотя некоторые мониторы также совместимы с обработкой цвета 10 бит на цвет RGB (210 = 1024 тона) или 1024 x 3 (приблизительно 1 064 330 000 цветов), операционная система и поддержка приложений для таких мониторов отстают. В настоящее время около 16,77 миллионов цветов с восемью битами на цвет RGB являются стандартной цветовой средой для мониторов ПК.

Когда ПК и монитор обмениваются информацией о цвете, идеальной является взаимосвязь, при которой восьмибитная цветовая информация для каждого цвета RGB, вводимая с ПК на монитор, может быть выведена точно, т. е. соотношение 1:1 для ввода :выход. Однако, поскольку гамма-характеристики компьютеров и мониторов различаются, информация о цвете не передается в соответствии с соотношением входных и выходных данных 1:1.

То, как цвета в конечном итоге выглядят, зависит от отношения, возникающего из значений гаммы (γ), которые в числовом выражении представляют характеристики гаммы каждого аппаратного устройства. Если входная информация о цвете представлена ​​как x, а выходная как y, отношение, использующее значение гаммы, может быть представлено уравнением y = xγ.

Гамма-характеристики представлены уравнением y = xγ. При идеальном значении гаммы 1,0 y = x; но поскольку каждый монитор имеет свои уникальные характеристики гаммы (значения гаммы), y обычно не равно x. На приведенном выше графике показана кривая, настроенная на стандартное значение гаммы Windows, равное 2,2. Стандартное значение гаммы для Mac OS — 1,8.

Обычно природа гаммы монитора такова, что промежуточные тона имеют тенденцию казаться темными. Усилия направлены на то, чтобы способствовать точному обмену информацией о цвете путем ввода сигналов данных, в которых промежуточные тона уже были ярче, чтобы приблизиться к балансу ввода: вывода 1: 1. Балансировка информации о цвете в соответствии с гамма-характеристиками устройства таким образом называется гамма-коррекцией.

Простая система гамма-коррекции. Если мы учитываем гамма-характеристики монитора и вводим информацию о цвете с соответствующим образом скорректированными значениями гаммы (т. е. информацию о цвете с осветлением промежуточных тонов), обработка цвета приближается к идеалу y = x. Поскольку гамма-коррекция обычно происходит автоматически, пользователи обычно без особых усилий получают правильную цветопередачу на мониторе ПК. Однако точность гамма-коррекции варьируется от производителя к производителю и от продукта к продукту (подробности см. ниже).

Гамма-соотношение между операционной системой и ЖК-монитором

В большинстве случаев, если компьютер работает под управлением операционной системы Windows, мы можем добиться цветов, близких к идеальным, используя монитор со значением гаммы 2,2. Это связано с тем, что Windows предполагает монитор со значением гаммы 2,2, стандартным значением гаммы для Windows. Большинство ЖК-мониторов рассчитаны на значение гаммы 2,2.

Стандартное значение гаммы монитора для Mac OS — 1,8. Применяется та же концепция, что и в Windows. Мы можем получить цветопередачу, близкую к идеальной, подключив Mac к монитору, настроенному на значение гаммы 1,8.

Чтобы уравнять обработку цветов в смешанных средах Windows и Mac, рекомендуется стандартизировать значения гаммы между двумя операционными системами. Изменить значение гаммы для Mac OS легко; но Windows не предоставляет такой стандартной функции. Поскольку пользователи Windows выполняют настройку цвета с помощью драйвера видеокарты или отдельного программного обеспечения для настройки цвета, изменение значения гаммы может оказаться неожиданно сложной задачей. Если монитор, используемый в среде Windows, предлагает функцию настройки значений гаммы, получение более точных результатов, вероятно, будет проще.

Если мы знаем, что определенное изображение было создано в среде Mac OS со значением гаммы 1,8, или если изображение, полученное от пользователя Mac, выглядит неестественно темным, изменение параметра гаммы монитора на 1,8 должно отображать изображение с цветами задумал создатель.

Чтобы немного отвлечься, стандартные значения гаммы различаются между Windows и Mac OS по причинам, связанным с концепциями дизайна и историей двух операционных систем. Windows приняла значение гаммы, соответствующее телевизору (2,2), а Mac OS приняла значение гаммы, соответствующее коммерческим принтерам (1,8). Mac OS давно ассоциируется с коммерческими приложениями для печати и настольных издательских систем, для которых 1,8 остается основным значением гаммы даже сейчас. С другой стороны, значение гаммы 2,2 является стандартным для цветового пространства sRGB, стандарта для Интернета и цифрового контента в целом, а также для Adobe RGB, использование которого расширилось для печати с широкой гаммой.

Учитывая широкое использование цветовых пространств, таких как sRGB и Adobe RGB, в планах Apple Computer в сентябре 2009 г. должна быть выпущена последняя версия Mac OS X 10.6 Snow Leopard со значением гаммы по умолчанию 1,8 на 2,2. . Ожидается, что значение гаммы 2,2 станет в будущем основным для компьютеров Mac.

Внутренняя гамма-коррекция для улучшения тонов ЖК-монитора

На предыдущей странице мы упомянули, что стандартное значение гаммы в среде Windows составляет 2,2 и что многие ЖК-мониторы можно настроить на значение гаммы 2,2. Однако из-за индивидуальных особенностей ЖК-мониторов (или установленных в них ЖК-панелей) построить плавную гамма-кривую 2,2 затруднительно.

Традиционно ЖК-панели имеют S-образные кривые гамма-распределения с подъемами и спадами здесь и там, а также кривые, которые расходятся по цвету RGB. Это явление особенно заметно для темных и светлых тонов, часто представляя глазу пользователя скачки тона, отклонения цвета и нарушение цвета.

Встроенная функция гамма-коррекции, встроенная в ЖК-мониторы и подчеркивающая качество изображения, позволяет скорректировать такую ​​неравномерность гамма-кривой, чтобы приблизить ее к идеальному значению y = x γ. Спецификации устройства содержат одну особенно полезную цифру, которая поможет нам определить, есть ли у монитора функция внутренней гамма-коррекции: монитор можно считать совместимым с внутренней гамма-коррекцией, если цифра для максимального количества цветов составляет приблизительно 1 064 330 000 или 68 миллиардов или если в спецификациях указано справочная таблица (LUT) является 10- или 12-битной.

Функция внутренней коррекции гаммы применяет многоградацию к цветам и перераспределяет их. В то время как ввод с ПК на ЖК-монитор осуществляется в виде цветовой информации с восемью битами на цвет RGB, внутри ЖК-монитора применяется многоградация, чтобы увеличить ее до 10 бит (приблизительно 1 064 330 000 цветов) или 12 бит (приблизительно 68 миллиардов цветов). Оптимальный цвет с восемью битами на цвет RGB (приблизительно 16,77 миллиона цветов) определяется с помощью LUT и отображается на экране. Это исправляет неравномерность гамма-кривой и отклонения в каждом цвете RGB, в результате чего вывод на экран приближается к идеальному y = x γ.

Давайте рассмотрим еще немного информации о LUT. LUT представляет собой таблицу, содержащую результаты определенных вычислений, выполненных заранее. Результаты некоторых расчетов можно получить, просто обратившись к LUT, без фактического выполнения вычислений. Это ускоряет обработку и снижает нагрузку на систему. LUT в ЖК-мониторе идентифицирует оптимальные восьмибитные цвета RGB из цветовых данных с несколькими градациями из 10 или более битов.

Обзор внутренней функции гамма-коррекции. Восьмибитная цветовая информация RGB, поступающая с ПК, подвергается мультиградации до 10 или более битов. Затем он переназначается на оптимальный восьмибитный тон RGB со ссылкой на LUT. После внутренней гамма-коррекции результаты приближаются к идеальной кривой гамма-распределения, что значительно улучшает градацию и цветопередачу экрана.

ЖК-мониторы Eizo Nanao активно используют встроенные функции гамма-коррекции. В моделях, разработанных специально для обеспечения высокого качества изображения, и в некоторых моделях серии ColorEdge, предназначенных для управления цветом, восьмибитные входные сигналы RGB с ПК подвергаются мультиградации, а расчеты выполняются с разрядностью 14 или 16 бит. Ключевой причиной выполнения вычислений с числом битов, превышающим число бит LUT, является дальнейшее улучшение градации, особенно воспроизведение более темных тонов. Пользователям, стремящимся к качественной цветопередаче, вероятно, следует выбрать именно такую ​​модель монитора.

Для получения дополнительной информации о LUT см. также Максимальное количество отображаемых цветов и справочные таблицы: два соображения при выборе монитора.

Проверка значения гаммы ЖК-монитора

В заключение мы подготовили шаблоны изображений, которые упрощают проверку значений гаммы ЖК-монитора на основе обсуждения этого сеанса. Глядя прямо на ЖК-монитор, немного отойдите от экрана и посмотрите на следующие изображения с полузакрытыми глазами. Визуально сравните квадратные очертания и полосы вокруг них, ищите узоры, которые имеют одинаковый оттенок серого (яркость). Шаблон, для которого квадратная рамка и полосатый рисунок вокруг него кажутся наиболее близкими по яркости, представляет собой приблизительное значение гаммы, на которое в данный момент настроен монитор.

На основе значения гаммы 2,2, если квадратная рамка кажется темной, значение гаммы ЖК-монитора низкое. Если квадратная рамка кажется яркой, значение гаммы высокое. Вы можете отрегулировать значение гаммы, изменив настройки яркости ЖК-монитора или отрегулировав яркость в меню драйвера графической карты.

Естественно, регулировать гамму еще проще, если вы используете модель, предназначенную для регулировки значения гаммы, например ЖК-монитор EIZO.