搞懂伽玛(Gamma)校正 (一)

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图片来源:learnopengl

对于几乎所有数字图像系统,伽玛(Gamma)都是一个很重要,但是很难懂的概念。伽玛描述的是像素数值和像素实际亮度之间的关系。没有伽玛,数字摄影机捕捉的颜色(在标准监视器上)就和人眼看到的大相径庭。提到伽玛,常常出现的说法还有“伽玛校正”、“伽玛编码”和“伽玛压缩”,但其实它们讲的都是相似的概念。如果了解了伽玛的工作原理,我们的曝光技巧就会大大提升,也能在剪辑过程中如虎添翼。

为什么伽玛有用

我们的眼睛和摄影机有不同的感光方法现在,假设有一束光,我们把它的光量调到两倍。对于摄影机来说,感光元件接触到两倍光量,那么摄影机接收的信号也会是原来的两倍(“线性”关系),听起来没什么特别的,对吧?但是,我们的眼睛可不是这样工作的。接收到两倍的光量后,眼睛看到的亮度根本不是原来的两倍,只是会仅仅觉得“亮了一点点”。而且,光的强度越大,这种现象就越明显,这就是“非线性”关系。

但是,摄影机对暗处的敏感度不及人眼。这么说来,人眼对暗处很敏感,对亮处不那么敏感。当然了,这样的特性是因为我们的生物需求:让眼睛在更广的亮度范围内工作,而不是一出门就被光线刺得睁不开眼。

图片来源:cambridgeincolor

但这和伽玛有什么关系?伽玛就是人眼光敏感度和摄影机光敏感度之间的桥梁。保存一张数字图像后,这幅图就被伽玛编码了,出来的照片效果就和人眼感知的效果比较接近了。

伽玛编码的图像能更高效地存储灰阶。伽玛编码能够把灰阶重新分布成眼睛习惯的状态。不然,系统就会用过多的位深来描述亮调,用过少的位深描述暗调。

图片来源:Cambrideincolor

从图中可以看出,线性编码在描述暗调时所用的灰阶数量不足,但描述亮调时又用了太多灰阶。相反,用伽玛编码,就能让这些色调在视觉感知上更加均匀,它也保证后续的剪辑、调色使用的是视觉上自然、一致的色调。

现实世界的图像普遍有至少256阶(8bit),用伽玛编码就足以使色调看起来平滑均匀。但是如果使用线性编码,就得要八倍的灰阶(11bit)才能避免色调分离的现象。(T)

搞懂伽玛(Gamma)校正(二)

搞懂伽玛(Gamma)校正(三)

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