了解伽馬GAMMA、伽馬值、光度、灰度系數(shù)

1、了解伽馬（GAMMA伽馬值、光度、灰度系數(shù)）來(lái)源：pconline日期：2007-08-2600:05一.在哪見(jiàn)過(guò)、聽(tīng)說(shuō)過(guò)Gamma* 還用說(shuō)，AdobeGamma* 常聽(tīng)說(shuō)MAC勺默認(rèn)Gamm是，PC的是* 我的顯卡驅(qū)動(dòng)程序里有Gamma節(jié)* 我下載了一個(gè)軟件，也可以調(diào)節(jié)顯示器的Gamma* WinDVD播放器帶Gamma正功能* ACDSEE勺曝光調(diào)節(jié)里可以調(diào)Gamma* ACDSEE勺選項(xiàng)中有EnableGammaCorrection* XVViewer能以參數(shù)-gamma啟動(dòng)（xwindow也可以）* PNG文件里有Gamm校正* Photoshop里當(dāng)然也有* ICCProfile也

2、和GammW關(guān)* 攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、掃描儀膠片中也有提到Gamm酌這些都是怎么回事FtugandPlayMonitorandVIATechYTa3&l/VT6601General|Rd碑t畫|Morifcn!TroubteshootingColorManagenerI|延Disphy減GwmrM|邈InfomaftionOkICancel自由y圖：顯卡（驅(qū)動(dòng)程序）上的Gamm設(shè)置圖：ACDSE中的曝光調(diào)節(jié)什么是Gamma顯示器Gamm曲線Gamma能源于CRT（顯示器/電視機(jī)）的響應(yīng)曲線，即其亮度與輸入電壓的非線性關(guān)系。SonyMonitoruncorrectediUrq到rtMd.i

3、Inp-utValue圖：一典型顯示器的響應(yīng)曲線，非常接近指數(shù)函數(shù)（說(shuō)明：上圖中輸入值為數(shù)字化的，即通常的RGBfi,但可以理解數(shù)/模轉(zhuǎn)換是線性的，所以它和輸入電壓是等效的）歸一化后，我們通?？梢杂靡缓?jiǎn)單的函數(shù)來(lái)表示:output=inputAgammagamm就是指數(shù)函數(shù)中的幕。InputtoMonitorCNorma1izedfrom0to1>圖：歸一化的Gamm曲線注意上圖曲線的一些特性：*端點(diǎn)是不變的，即不管gammat如何變化，0對(duì)應(yīng)的輸出始終是0,1的輸出始終是1（這一特性會(huì)被用到）。這可能是gammW被叫作“灰度”系數(shù)的原因吧。*gamma>1時(shí)，曲線在gamma-斜

4、線的下方；反之則在上方。另外說(shuō)明一下，雖然是以顯示器作為例子，但可擴(kuò)展到一般的圖像相關(guān)的輸入/輸出設(shè)備。Gamm曲線應(yīng)該是普遍存在的，即使它不是嚴(yán)格的指數(shù)關(guān)系，可能還是會(huì)這么通稱。至少我知道的數(shù)碼機(jī)機(jī)/攝像頭里的sensor也存在gamma曲線及gamm成正。,檢查顯示系統(tǒng)的Gamma在PC上，好像還沒(méi)有什么軟件方法可以得到系統(tǒng)的Gamma（會(huì)說(shuō)明這一點(diǎn)）。有人做了一些圖片，可以粗略估計(jì)。其原理和AdobeGamm類似。0246802468。圖：Gamm對(duì)照?qǐng)D使用方法：與AdobeGamma似，即瞇著眼，或站遠(yuǎn)點(diǎn)，或近視眼取下眼鏡，總之當(dāng)左邊糊成一片，而右邊某欄的亮度和左邊相當(dāng)時(shí)。注意：如果您

5、沒(méi)有做任何Gamma正（沒(méi)有使用AdobeGamma類的軟件，或雖使用了但校正系數(shù)設(shè)為），測(cè)得的才是顯示器的Gamma否則只能稱為系統(tǒng)Gamma或復(fù)合Gamn）a。如筆者的ACERAL1916WGAMAS為左右。另外，通過(guò)顯示器自帶的ICCProfile是可以知道顯示器的Gamm酌，這個(gè)應(yīng)該比較準(zhǔn)。三.什么是Gamma正從一個(gè)數(shù)字化的圖片文件，到我們最終看到的圖片，中間要經(jīng)過(guò)許多環(huán)節(jié)。幾乎在任何一個(gè)環(huán)節(jié)上，都可以加入一些變換，以改變最終輸出和最初輸入的關(guān)系（類似的，這種關(guān)系被稱作系統(tǒng)Gamm或復(fù)合Gamma。比如，對(duì)gamma=顯示器，在數(shù)據(jù)傳遞到顯示器之前，將其做一個(gè)gamma=的變換（比如

6、對(duì)顯卡緩存中的數(shù)據(jù)，d'=dA）,這樣就能從總體上得到一個(gè)線性的關(guān)系。注意這里有一點(diǎn)混亂。通常我們說(shuō)做一個(gè)gamma=（K校正，意思是指做output=inputA（1/c）的變換。有一個(gè)倒數(shù)關(guān)系。圖：Gamm校正示意圖對(duì)于PG顯示器的Gamm是左右（可能以前更多的是，現(xiàn)在好像趨向了），一般沒(méi)有內(nèi)置的校正，所以我們說(shuō)AdobeGammaWindows系統(tǒng)默認(rèn)的校正系數(shù)。對(duì)于MAC顯示器的Gamma,硬件內(nèi)置了的校正，所以它還需要=的校正才成為線性的。下文對(duì)各種系統(tǒng)下的gamm我正過(guò)程有更詳細(xì)的說(shuō)明。四.Gamma校正可能發(fā)生在哪里,系統(tǒng)級(jí)（硬件、操作系統(tǒng)）顯示器內(nèi)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)有何補(bǔ)償，即

7、使有，它們也對(duì)外呈現(xiàn)一定的gammafi,主要的補(bǔ)償發(fā)生在顯卡及其驅(qū)動(dòng)程序類。如果顯卡硬件不支持，則由驅(qū)動(dòng)程序軟件完成。在Windows中，上層通過(guò)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的一個(gè)接口函數(shù)（DrvIcmSetDeviceGammaRamp向其傳遞Gamm校正表（LUT）,這個(gè)表的大小是3*256項(xiàng)（每項(xiàng)16字節(jié)），對(duì)應(yīng)于RGBE個(gè)通道，每個(gè)通道256級(jí)。描述這一細(xì)節(jié)，可以對(duì)有些事情更有把握：*這種校正實(shí)際上可以是任意函數(shù)，而不限于gamma幕的指數(shù)函數(shù)*也是因?yàn)榇?，不能通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序得到系統(tǒng)的gammOB（因?yàn)樽疃嘀荒艿玫侥莻€(gè)表）。*這一設(shè)置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有效（任何程序，任意顯示的圖片都受它影響）。以前我一直不明

8、白AdobeGamm和驅(qū)動(dòng)程序的Gamma什么關(guān)系，它們一起出現(xiàn)就不知所措。還有人說(shuō)它們是共同作用的?，F(xiàn)在我完全明白了，沒(méi)有迭加關(guān)系，最后者的設(shè)置有效。而且，AdobeGamm也不必是（實(shí)際上也不是）一個(gè)駐留程序，它僅在啟動(dòng)時(shí)將那個(gè)表傳給驅(qū)動(dòng)程序就完成了它的任務(wù)。還可以用其它程序來(lái)校正/設(shè)置gamma下面是一個(gè)方便的小工具：GammaPanel。（查看本文中的圖片，需要經(jīng)常改變gamma最好下一個(gè)，F(xiàn)ree的。）圖：GammaPaneJ一個(gè)校正系統(tǒng)Gamm的小工具應(yīng)用程序級(jí)如前提到的，某些播放軟件有Gamm校正功能，ACDSE由有。這時(shí)，它們不是修改系統(tǒng)的Gamma正表，而是在解碼時(shí)對(duì)當(dāng)前幀/

9、圖像作了實(shí)時(shí)的Gamma變換圖：ACDSE瀏覽圖片時(shí)可加載Gamma正功能圖中左邊是由IE打開(kāi)的同一圖片（無(wú)Gamma正），可以看出它們的亮度不同（不過(guò)，黑框和白邊是相同的。）.文件級(jí)如前面提到的（圖1-2ACDSEEP的曝光調(diào)節(jié)），某些圖像處理軟件可以調(diào)整文件的Gamma這種調(diào)整的結(jié)果將寫入文件（即相當(dāng)于對(duì)圖像進(jìn)行某種處理）。比如，當(dāng)你的PC未進(jìn)行Gamma正（你的系統(tǒng)Gamma=示器的Gamma）,這時(shí)你可以把文件的Gamm調(diào)為保存，你以及其它未校正系統(tǒng)GammOjPC用戶看到的這個(gè)圖片應(yīng)是正好的。（注意，這里有一個(gè)前提即原始圖片在Gamma=的系統(tǒng)上看是“正好”的。另一種方式則是將Gam

10、m校正的系數(shù)寫入文件內(nèi)，而不改變文件內(nèi)容，而瀏覽/處理軟件在解碼這一圖像時(shí)會(huì)依據(jù)這一參數(shù)對(duì)它單獨(dú)進(jìn)行Gamm校正。（這被稱作“文件Gamm'a。PNGB式支持）總之，不管Gamma正發(fā)生在哪一環(huán)節(jié)，它們是等效的（在理想情況下/或近似地看）。明白在哪些環(huán)節(jié)Gamm發(fā)生了怎樣的變化，然后做一些乘除法就可以了。五.改變Gamm帶來(lái)的影響,影調(diào)的變化通常的感覺(jué)是，系統(tǒng)gammaS,圖像會(huì)發(fā)暗，而校正后，畫面變亮。觀察下列圖片。兩個(gè)對(duì)應(yīng)的FileGamma=圖片是為了模擬系統(tǒng)Gamm的變化?；蛘咭部梢杂肎ammaPane之類的工具，將Gamm校正系數(shù)設(shè)為觀察（每組中的第1個(gè)圖片）。圖灰度圖0-1

11、28,FileGamma=圖灰度圖0-128,FileGamma=圖灰度圖128-255,FileGamma=圖灰度圖128-255,FileGamma=圖：很直觀的調(diào)整Gamm/的例子結(jié)論:*當(dāng)系統(tǒng)Gamm高（Gamm®正=）時(shí)，看到的圖像暗部影調(diào)豐富；反之,則亮部豐富。*GammOS正設(shè)為時(shí)看到的FileGamma=勺圖片，和校正設(shè)為時(shí)看到的FileGamma=圖片相當(dāng)。,顏色的變化很顯然，Gamma變化帶來(lái)亮度的變化。而單獨(dú)改變某個(gè)通道的Gamma則會(huì)則會(huì)帶來(lái)色調(diào)（Hue的變化。GammaCorrection=GammaCorrection=SourceOutputSource

12、OutputR80%R57%R80%R80%G20%G0%G20%G20%B20%B0%B20%B20%當(dāng)然,如果顯示器本來(lái)就偏色，我們則可以改變某個(gè)通道的Gamm使其總體上保持均衡。.其它其它影響在后面有說(shuō)明或提及。六.校正Gamm的理由主要指是否要將系統(tǒng)Gamm校正到。因?yàn)樾Ｕ偸谴嬖诘?。（下同?標(biāo)準(zhǔn)化及互換性如果數(shù)碼相機(jī)/掃描儀給你一個(gè)Gamma=圖片，你最好是在系統(tǒng)Gamma=系統(tǒng)上查看；或者當(dāng)你的數(shù)碼圖片要拿去輸出時(shí)，對(duì)方系統(tǒng)Gamma=（這部分涉及到色彩空間、ICCProfile,我還不太清楚，而且接觸的設(shè)備非常有限，不多說(shuō)了。）.算法上的要求在涉及不同灰度的混合時(shí)，就會(huì)對(duì)gam

13、mat要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，考慮在填充時(shí)，一半的黑（0）+一半的白（255）,效果應(yīng)該和50%勺灰（128）相同。但這僅在系統(tǒng)gamma時(shí)成立。又如，彩色轉(zhuǎn)黑白時(shí)常說(shuō)的：30%R+59%G+11%B,也是針對(duì)gamma=言。同樣，許多算法也是針對(duì)的系統(tǒng)gamma否則算法內(nèi)要做gammas正下面是一個(gè)抗距齒（anti-alias,反走樣）的例子。圖：通常情況下的邊緣由于只能在矩形的點(diǎn)陣中畫斜線，而斜線的像素值為全黑，當(dāng)斜線較陡（或平）時(shí)，就會(huì)有明顯的鋸齒感。圖：采用anti-alias后，鋸齒感沒(méi)有那么明顯了在Photoshop中放大查看此圖片，就會(huì)發(fā)現(xiàn)邊緣不是全黑的，而是漸變的。（這是對(duì)ant

14、i-alias的直觀理解。）注：不要用ACDSE放大查看，它默認(rèn)的放大算法是插值的，無(wú)法看清像素的原貌。圖：anti-alias并gammas正后，鋸齒感完全消失當(dāng)然,如果你保持系統(tǒng)gamma=查看上面的圖片，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第2張圖完全無(wú)鋸齒感，第3張圖反而有一點(diǎn)。（這不是也可以作為一種估計(jì)系統(tǒng)gamma勺方法嗎）七.不校正Gamma理由現(xiàn)實(shí)的非標(biāo)準(zhǔn)化假定你的圖片作為Web發(fā)布，你的用戶（觀眾）的系統(tǒng)Gamm會(huì)是嗎即使可以假定色影無(wú)忌的泡菜會(huì)用AdobeGamm揖他們的系統(tǒng)Gamma正到左右，但絕大多數(shù)普通用戶呢在接觸到Photoshop前，我是不知道什么Gamm的。也許只能折衷吧。（MACS過(guò)硬件

15、只校正到，SGI只校正到，不知道有沒(méi)有這方面的原因。）MakingGoodCrossPlatformAndWWWPictures而我們整天面對(duì)的操作系統(tǒng)，它默認(rèn)用戶界面的設(shè)計(jì)，又是以什么系統(tǒng)Gamm大為前提的呢一一似乎設(shè)為并不是最舒服的。PN©件格式提供了Gamm*卜償?shù)墓δ?，但并沒(méi)有流行起來(lái)，因?yàn)槿藗儾恢浪麄兊南到y(tǒng)Gamm是多少（當(dāng)然還有別的原因）。相關(guān)新聞鏈接：TheSadStoryofPNGGamma"Correction”.更符合視覺(jué)特性就人的感知覺(jué)，心理量和物理量一般呈對(duì)數(shù)關(guān)系，視覺(jué)也不例外。雖然這個(gè)對(duì)數(shù)關(guān)系和那個(gè)指數(shù)關(guān)系并不嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，但方向上是一致的。即越暗處

16、感覺(jué)越細(xì)（對(duì)同等光強(qiáng)的變化，暗處比亮處敏感），而對(duì)于（未校正的）顯示器gamma曲線（gammafi大于1）,也是暗處對(duì)應(yīng)的層次更多。比如對(duì)gamma=2以一半的光強(qiáng)為分界，0182對(duì)應(yīng)于暗白一半，182255對(duì)應(yīng)于亮的一半。,可能導(dǎo)致顏色數(shù)的減少這是由于數(shù)字量的舍入誤差造成的。輸入數(shù)據(jù)按通常的每通道8位計(jì)算，當(dāng)顯卡（DA（J精度只有8位時(shí)就會(huì)發(fā)生。x=0:255;y=uint8（x/255）.Agamm才255）;n=histc（y,x）;count=sum（n>0）當(dāng)gamma=2或）時(shí)，結(jié)果count=192,即256色變?yōu)榱?92色。若三通道Gamma（校正系統(tǒng)）相同，則總共的顏色數(shù)為192A3=707,788色，而24位色原本為16,777,216。當(dāng)然,對(duì)10bit,1