Гамма-коррекция (Gamma correction) обеспечивает компенсацию для различий в отображаемых цветах на различных устройствах вывода так, чтобы изображение выглядело одинаково при просмотре на различных мониторах. Значение гамма, равное 1, соответствует «идеальному» монитору, то есть такому, который имеет совершенно линейную зависимость отображения от белого к черному.
Цифровая фотокамера — линейно ориентированное устройство, т.е. выходное изображение прямо пропорционально освещению снимаемой сцены и времени выдержки. Удвоение времени выдержки в два раза усиливает выходной сигнал. Однако в мониторе взаимосвязь между входным и выходным сигналами носит нелинейный характер. Чем выше значение гаммы, тем выше нелинейность. Стандартное значение гаммы для NTSC видео — 2.2. Для компьютерных мониторов значение гаммы обычно варьируется от 1.5 до 2.0.
Известно, что основной источник нелинейности в мониторе — электронно-лучевая трубка. Многие ошибочно считают, что виной всему нелинейность люминофоров в трубке. На самом деле причиной нелинейности являются электронные пушки, а люминофор и электронная часть — видеоусилители — вполне линейны. Считается, что данная нелинейность — большой дефект мониторов, который необходимо компенсировать. На самом деле степенная функция светимости монитора обратна функции, описывающей восприятие яркости человеком (рис. 288). Они вполне точно компенсируют друг друга. Гамма-коррекция применяется для того, чтобы избежать большой погрешности (ступенчатости оцифровки) в темных местах изображения. Кроме того, в профессиональных целях применяют поканальную гамма-коррекцию, которая компенсирует неиндентичность RGB-каналов монитора.
Считается, что нелинейность монитора описывается функцией Яркость = (входной сигнал)лгамма. На самом деле требуется обязательно учитывать степень черноты экрана монитора, которая, в свою очередь, зависит от уровня внешнего освещения. В первом приближении функция может выглядеть так: Яркость = (входной сигнал + чернота экрана)Лгамма. Кроме того, в профессиональных графических системах уровень глубоких теней не корректируется вовсе. Это позволяет снизить зрительное восприятие шумов.
С этой ошибкой связана еще одна — считается, что гамма может изменяться в широких пределах. На самом деле для адаптации даже очень разных изображений применяется гамма-коррекция в пределах 2,3—2,7. А появление значительно отличающихся от указанного диапазона чисел связано или с ошибками в определении черноты экрана, или с тем, что в видеосистеме присутствуют спрятанные дополнительные механизмы коррекции. К примеру, в Macintosh на уровне видеоплаты (в LUT) осуществляется скрытая аппаратная коррекция с коэффициентом 1,45. Что для монитора с гамма = 2,6 дает 2,6/1,45 = 1,8.
В профессиональных графических системах уровень глубоких теней не корректируется по гамма вовсе. Это позволяет снизить зрительное восприятие шумов.
Если вы планируете работать профессионально, то желательно расставшись с определенной суммой денег, пригласить специалиста, который, используя специальные устройства, произведет калибровку вашего монитора с учетом стандартов других компаний, сотрудничающих с вами. Но даже в этом случае вы должны быть готовы к тому, что будете получать не шедевры, в которых полностью соблюдена цветопередача, а просто работоспособный материал.
Если же вы не являетесь профессиональным фотографом и не собираетесь публиковать свои фотоснимки в добротных глянцевых журналах, то вам вполне подойдет простенькая утилита для коррекции яркости и цветности экрана (с Adobe PhotoShop поставляется утилита Adobe Gamma и найти ее можно на Панели управления). Эти утилиты вносят изменения в работу видеоплаты и тем самым изменяют входной яркостный сигнал монитора.
Вот как надо работать с этой утилитой. Белое на дисплее должно быть самым ярким, и не темнее самого яркого объекта в поле вашего зрения (стены, окна, лампы). Черное — самым темным, и не светлее самого темного объекта в поле вашего зрения (пустое обрамление кадра на мониторе). Чаще всего для этого следует установить максимальный контраст, и яркость выставить максимально большую, но так, чтобы черное на экране не стало белесым. Экран станет непривычно и расточительно ярким. Работать с текстом в таком режиме не очень комфортно. К сожалению, регулировки яркости и контрастности часто оказывается не достаточно для правильного отображения полутоновых картинок. Яркостью и контрастностью мы задали только две точки полутоновой шкалы — черную и белую. А надо задать минимум еще одну точку в середине шкалы — на 50% черную и на 50% белую. На экран (его часть) выводятся поочередно через строку белые и черные линии. С большого расстояния такая «тельняшка» сливается в нечто серое (рис. 289). К этому серому и советуют привязывать середину шкалы. Такая процедура называется гамма-коррекцией. Параметр «гамма» указывает, насколько надо увеличить яркость средней точки полутоновой шкалы, чтобы серое бьшо по настоящему серым — не слишком светлым и не слишком темным.
В некоторых пределах, гамма-коррекцию можно выполнить, регулируя яркость монитора. Эта возможность связана с ограничением усиления сигнала в мониторе. Как правило, начиная с некоторых значений регулировки, яркость белого перестает увеличиваться, а яркость серого продолжает расти. Так можно регулировать яркость средней точки полутоновой шкалы.
