gamma原理分析

1.1　PQ調節原理細分

1.1.1　Gamma原理

Gamma調節是在RGB空間

起源：人眼亮度特性是非線性的，對於暗場變化比亮度變化敏感。同時，人腦對於亮度的感覺：人不能感受到△Y/Y=1%以下的亮度變化(如下右圖所示)。

                       

圖1 人眼對光線的響應曲線

 

Gamma系數0.45與2.2的由來：

       在視頻系統，線性光Intensity通過gamma校正r1轉換為非線性的視頻信號，通常在攝像過程內完成。  一個理想的gamma校正r2通過相反的非線性轉換把該轉換反傳輸出來。NTSC視頻的標准gamma值為2.2。

         測試：挑選一定數量視覺正常的人員，然后模擬用戶使用環境，把顯示器調到一個測試人員看起來最舒服的值，最終結果是2.2。據此，微軟和惠普於1966年發布了sRGB標准，規定了8位圖片的標准是gamma≈2.2(即r2≈2.2，反轉換得r1≈1/2.2=0.45)。

         人眼的視覺曲線，接近於r1的效果。

 

什么是gamma？

       Gamma是用來表征顯示器件亮度響應特性的一個參數。通常顯示器件顯示的亮度與輸入電平的關系接近一條指數曲線，如圖2所示：

 

圖2 顯示屏的亮度響應曲線                                               圖3 歸一化響應曲線及參考指數曲線

       對圖2進行歸一化處理后，得到如圖3所示的曲線。可以看出，這條響應曲線與y=x^2.2非常接近。

Gamma產生原理及計算公式？

       由上分析可知，Gamma的產生源自於人眼可識別的亮度與實際亮度不成線性關系，當gamma為2.2時，人眼識別每個灰階亮度的遞進才是等距的。

 

 

計算方法： K=(X/255)^r * 100%    L=K * L_MAX

_{注：X-當前所在灰階數；  R-GAMMA值；  K-當Lmin為0，Lmax為1時，當前灰階亮度與最大亮度的比值；   L-亮度}

_{r =1，輸出等於輸入，圖像內容不變}

_{r >1，輸出結果比輸入要小，直觀感受圖像就變暗了}

_{r <1，輸出結果比輸入更大，直觀感受圖像變亮了}