Corecție gamma

Corecție gamma sau corecție gamma (uneori - gamma ) - pre-accentuarea luminozității componentelor alb-negru sau separate de culoare ale unei imagini color atunci când este înregistrată în televiziune și în fotografia digitală . Ca funcție de transfer pentru corecția gamma, o funcție de putere -lege este folosită cel mai adesea în formă

V_{{{\text{out}}}}=A{V_{{{\text{in}}}}}^{{\gamma }}

Unde servește ca coeficient , iar valorile de intrare și de ieșire sunt numere reale nenegative . În cazul general, dacă , atunci valorile de intrare și de ieșire sunt în intervalul de la 0 la 1. Când este egală cu unu, caracteristica de transmisie a semitonurilor este liniară, iar diferențele de iluminare ale obiectului în lumini și umbre sunt afișate în același mod. [1] . $A$ $V_{{{\text{in))))$ $V_{{{\text{out}}}}$ $A=1$ ${\gamma }$

În cazul în care acest parametru este mai mic de unu, recunoașterea detaliilor în zonele slab luminate este îmbunătățită. Acest raport, numit „coding gamma”, este utilizat la convertirea unei imagini optice într-un semnal electric sau într-un fișier digital în camerele de transmisie și camerele digitale . Atunci când semnalul recepționat este reprodus pe un cinescop , datorită particularităților caracteristicilor sale de lumină, are loc o transformare inversă, în urma căreia gama rezultată a întregului sistem se apropie de unitate, oferind o transmisie proporțională a semitonurilor în întregul interval . 2] . Un proces similar are loc atunci când o imagine este reprodusă pe ecrane cu cristale lichide datorită circuitelor de corecție inversă ale plăcilor video [3] .

Origini

În televiziunea digitală modernă și fotografia digitală , corecția gamma în timpul codificării face posibilă luarea în considerare a particularităților percepției semitonurilor de către viziunea umană pentru a crește eficiența utilizării adâncimii culorii . Se știe că în condiții normale ochiul distinge mai bine diferențele de iluminare în umbre decât în lumini [3] . În absența corecției gama, prea multe semitonuri sunt codificate în evidențierea imaginii digitale, pe care privitorul nu le poate distinge. Dimpotrivă, prea puține informații rămân în umbră, reducând calitatea imaginii [4] . În cazul codificării liniare a fișierelor JPEG conform sistemului existent de 8 biți , „ posterizarea ” imaginii este inevitabilă atunci când ochiul distinge tranzițiile tonale în trepte [3] .

Pentru prima dată, corecția gamma a apărut în televiziunea analogică și utilizarea ei s-a datorat faptului că în tuburile cu raze catodice relația dintre numărul de fotoni emiși și tensiunea catodică este neliniară și apropiată de o funcție de putere. Prin urmare, în semnalul video a fost introdusă o corecție gamma , dependentă liniar de luminozitatea transmisă , pentru a compensa distorsiunea luminozității de către cinescop [2] . Fiecare sistem de televiziune color are propriile standarde de corecție gama care urmează recomandările SMPTE [5] . Pentru afișajele moderne cu cristale lichide , unde relația dintre tensiune și luminozitate este mai complexă, se folosesc circuite speciale de compensare.

Fotografie și cinematografie

Pentru materialele fotografice gelatino -argint , dependența densității optice a imaginii de expunerea obținută este afișată de curba caracteristică . Ambele coordonate în raport cu care este construită curba - expunerea și densitatea optică - au scale logaritmice . Prin urmare, secțiunea rectilinie a curbei caracteristice este o lege a puterii, iar panta sa față de axa absciselor caracterizează raportul de contrast și este adesea numită „gama” emulsiei fotografice . Acest concept nu are nimic de-a face cu corecția gamma în dispozitivele electronice, iar coincidența sunetului are doar o origine etimologică . Filmele fotografice și filmele negative au gamma mai puțin de unu, în timp ce filmele pozitive au mai mult gamma . Odată cu selectarea corectă a materialului fotografic pozitiv la negativ, gama finală se apropie de unitate, oferind o transmisie proporțională a semitonurilor subiectului. Gama materialelor fotografice reversibile este, de asemenea, aproape de unitate.

Dependența semnalului electric analogic al fotomatricei de expunerea obținută este de asemenea liniară. În procesul de conversie analog-digital , un semnal liniar este convertit într-o matrice de date non-standard, care se numește în mod obișnuit fișier RAW . Pentru a putea fi citit în dispozitivele de vizualizare, un fișier RAW este convertit în date de la unul dintre standardele JPEG , TIFF sau PSD general acceptate și este supus corecției gamma în timpul procesului de conversie, oferind un conținut de informații sporit în umbră [6] . Această corecție gama este furnizată în majoritatea spațiilor de culoare , cum ar fi RGB și CMYK . Cinematograful digital , ale cărui standarde DCI necesită ca fiecare cadru al unui film să fie stocat în standardul JPEG 2000 , utilizează aceeași conversie neliniară în semitonuri atunci când este digitizat. În același timp, fotografierea profesională se efectuează în diferite formate RAW, precum și în fotografii care nu sunt supuse corecției gamma.

Această tehnologie vă permite să obțineți latitudinea fotografică maximă la intrare , cu intrarea ulterioară a corecției gamma la crearea copiei master digitale finale și a ieșirii foto pe film . În camerele cinematografice digitale de buget care nu sunt potrivite pentru înregistrarea videoclipurilor RAW necomprimate, corecția gamma non-standard este utilizată pentru a extinde intervalul. De exemplu, în camerele din familia Canon Cinema EOS și camerele digitale SLR Canon EOS cu funcția de cinematografie profesională, „Canon Log Gamma” este în general acceptat cu o îndoire mai fină în evidențieri [7] .

Standarde de corecție gamma

În majoritatea sistemelor de televiziune analogică, corecția gamma de codare este în intervalul 1,2-1,3 [2] . Valoarea implicită gama pentru spațiile de culoare sRGB și Adobe RGB este 2,2 [3] . Aceeași valoare este acceptată în sistemul de operare Windows și în majoritatea celorlalte. În prima generație de computere Macintosh , gama monitorului era de 1,8, dar mai târziu standardul a fost înlocuit cu unul general acceptat. Curba în tonuri de gri a fișierelor RAW este liniară deoarece nu este corectată gama, dar pentru afișarea normală, vizualizatorii arată fișierele RAW cu o corecție standard de 2,2 [8] .

Gama nativă a majorității monitoarelor cu tub catodic este de 2,5, iar pentru a obține o gama standard de afișare de 2,2, placa video efectuează o corecție suplimentară a semnalului. Același lucru este valabil și pentru afișajele cu cristale lichide, a căror caracteristică de afișare este chiar mai neliniară decât cea a tuburilor. Instrumentele de setări ale plăcii video și modulele interne de procesare a semnalului din monitoare vă permit să aplicați un semnal modificat la intrarea afișajelor și, astfel, să reglați gama de afișare.

Corecție gamma și profil de culoare

Valorile gama monitorului afectează direct cât de luminoasă va fi afișată o imagine fără corecție de culoare.

Când transferați un fișier imagine între computere, copia imaginii poate apărea mai deschisă sau mai întunecată decât originalul. Sistemele de operare diferite (de exemplu, Microsoft Windows , GNU/Linux și Macintosh ) au standarde diferite pentru corecția gamma inline.

În munca profesională, software-ul ține cont de profilurile de culoare ale imaginii și ale monitorului și poate face ajustările necesare.

De exemplu, corecția gamma încorporată în formatul PNG funcționează după cum urmează: datele despre setările de afișare , placa video și software -ul (informații gamma) sunt salvate în fișier împreună cu imaginea în sine, ceea ce asigură că copia este identică cu cea originală când este transferat pe alt computer.

Corecția gamma ca filtru

În majoritatea produselor software de imagistică, corecția gamma este încorporată ca filtru de procesare. Dacă doriți să luminați sau să întunecați o imagine, puteți utiliza corecția gama. Pentru conținutul video, există procesoare speciale care permit corecția gamma liniară [9] .

La iluminare, de exemplu, este posibil ca noi detalii să apară în zone întunecate care nu erau vizibile anterior.

Vezi și

Surse

↑ Televiziunea, 2002 , p. 37.
↑ 1 2 3 Televiziune, 2002 , p. 60.
↑ 1 2 3 4 Ce este corecția gamma . Manual . Cambridge în culoare. Data accesului: 21 decembrie 2014. Arhivat din original pe 21 decembrie 2014. (Rusă)
↑ Charles Poynton. Răspunsuri la întrebări frecvente despre gamma . GammaFQA . Tehnologia culorilor (24 decembrie 2010). Data accesului: 19 decembrie 2014. Arhivat din original pe 11 decembrie 2014.
↑ Tehnica și tehnologia cinematografiei, 2009 , p. 42.
↑ Johnson, 2007 , p. 198.
↑ Jem Schofield. Înțelegerea Canon Log Gamma a EOS C300 . baza de cunostinte . Canon SUA (2 noiembrie 2011). Consultat la 14 ianuarie 2016. Arhivat din original la 8 august 2015.
↑ Pavel Kosenko. Cum arată un fișier Raw? . LiveJournal (12 ianuarie 2011). Consultat la 21 decembrie 2014. Arhivat din original la 25 octombrie 2014. (Rusă)
↑ Scaler Kramer și Caliber UK . Preluat la 10 martie 2015. Arhivat din original la 2 aprilie 2015. (nedefinit)

Literatură

Jaconia V. E. Capitolul 4. Distorsiuni ale imaginii de televiziune // Televiziune . - M . : Hot line - Telecom, 2002. - S. 59-61. — 640 p. - ISBN 5-93517-070-1 .
Stoletov A. _ Războiul filmului și al digitalului se apropie de sfârșit? // Tehnica și tehnologia cinematografiei: revistă. - 2009. - Nr 4. - S. 42-43.
Chris Johnson. Capitolul 10. The Zone System and Digital Photography // The Practical Zone System for Film and Digital Photography = The Zone System in Digital and Classical Photography / Diane Heppner. - a 4-a ed. - Oxford: Focal Print, 2007. - 285 p. - ISBN 978-0-240-80756-0 .

Link -uri

Alexei Ignatenko. Corecție gamma (link indisponibil) . Cursul 5 . Laboratorul de Grafică și Multimedia al VMK MGU (23 martie 2011). Data accesului: 21 decembrie 2014. Arhivat din original pe 21 decembrie 2014. (Rusă)