Встроенные гамма-коррекции

Гамма-коррекция

Электронно-лучевые трубки мониторов обладают нелинейной зависимостью интенсивности свечения люминофора I от числа электронов в луче N. Упрощенно эта зависимость имеет вид:

I = a×N^,

(0.7.1)

где a и  - константы. Число электронов пропорционально напряжению U на управляющей сетке монитора, определяемому значением кода пиксела V, поэтому соотношение 0.7.1 может быть переписано в виде:

I = k×U^ = c×V^,

(0.7.2)

Более точно это соотношение имеет вид:

I = k×U^(U) + I₀,

(0.7.3)

где k - константа,  зависит от U, I₀ - паразитная засветка. Для упрощения полагают I₀ = 0, а  - константой. У различных типов мониторов  меняется от 1.4 до 3.0. Для компьютерных мониторов значение  обычно принимают равным 2.5. Таким образом, если мы имеем соотношение между яркостями двух вычисленных пикселов V₁ / V₂ = 0.5, то на мониторе соотношение их яркостей будет равно 0.177.

Чтобы избежать искажений, используется гамма-коррекция входного сигнала. Для этого входное значение возводится в степень 1/ и затем передается монитору.

На самом деле зависимости более сложные. Необходимо учитывать уровень освещения в комнате, где находится компьютер, яркость и контрастность, установленные на мониторе, и наконец субъективное восприятие пользователя.

Некоторые графические системы имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, которая может регулироваться. Как правило, встроенная гамма-коррекция отличается от усредненного значения гаммы мониторов, равного 2.5 и близка к минимальному значению гаммы мониторов (см. выше). Дополнительная гамма-коррекция, требуемая для обеспечения верности воспроизведения, называется "системной".

Файл изображения может иметь свою собственную гамму, равную величине гамма-коррекции, использованной при формировании файла. Эта гамма-коррекция называется "файловой". Большинство растровых графических файлов, за исключением файлов TGA и PNG, не предусматривают сохранения "файловой гаммы", поэтому при воспроизведении может потребоваться ее подбор.

IBM PC и графические станции фирмы SUN не имеют встроенной гамма-коррекции, т.е. их системная гамма примерно равна 2.5. Поэтому для верного воспроизведения сигнал (значение кода пиксела) следует возводить в степень 1/2.5.

Графические станции фирмы Silicon Graphics имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, равную 1.7, т.е. при посылке пиксела в буфер кадра его значение возводится в степень 1/1.7. Таким образом программное обеспечение должно само вначале отрегулировать сигнал возведением в степень 1/1.5 (2.5/1.7  1.5). Т.е. системная гамма для этих станций составляет 1.5.

Графические станции Макинтош имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, равную 1.4. Таким образом для полной гамма-коррекции программное обеспечение должно само вначале отрегулировать сигнал возведением в степень 1/1.8 (2.5/1.4  1.8). Т.е. системная гамма для этих станций составляет 1.8.