伽馬

Gamma是描述場景亮度與影像像素等級之間關係的方程式的指數。

當影像感測器的原始輸出(線性)轉換為標準色彩空間的影像檔案像素時,會應用以下公式(非常近似,我們將在下面解釋)。

像素等級 = (RAW 像素等級) gamma_camera ~= 曝光gamma_camera (1)

當影像檔案傳送到顯示裝置(顯示器或印表機)時,

輸出亮度 = (像素級) gamma_display (2)

系統總伽瑪值為 gamma_camera * gamma_display。顯示器伽瑪的標準值為:Macintosh 中使用的舊色彩空間為 1.8,Windows 中使用的色彩空間(例如sRGB (預設值)和 Adobe RGB (1998))為 2.2。

伽瑪值呈線性顯示
左:場景到檔案;右:檔案到顯示

右側的三條曲線由Stepchart為佳能 EOS-10D 生成,顯示了 Gamma 如何隨 RAW 轉換器設定而變化。

在膠片和相紙的特性曲線中,使用對數刻度(例如,密度(-log 10 (吸收光)與 log 10 (曝光量))),γ 是轉移曲線的平均斜率(不包括曲線末端附近的“趾部”和“肩部”區域),即

伽瑪值代表對比。

請參閱柯達在《感光與影像結構資料》中的定義。

為了獲得正確的MTF值,Imatest必須對像素層級進行線性化處理-也就是移除相機的伽瑪編碼。這就是SFR輸入對話框中Gamma參數的作用,其預設值為0.5,這是數位相機的典型值。然而,該值會隨著相機和RAW轉換器設定(尤其是對比)的變化而顯著變化。

右側展示了佳能 EOS-10D 在三種 RAW 轉換器設定下的特性曲線。伽瑪值與 0.5 有較大偏差。伽瑪值為 0.679 時,MTF50 誤差可能達到 9%。為了獲得最佳精度,我們建議使用Colorcheck或Stepchart來測量伽馬值,它們可以提供更詳細的結果。

容易混淆的地方:數位相機很少使用精確的伽馬曲線:通常會在伽馬曲線上疊加一條「色調再現曲線」(即「S」形曲線),以擴展動態範圍並保持視覺對比度。這會降低高光部分(有時也包括暗部)的對比度,同時保持或增強中間色調的對比。您可以在右側的曲線 1 和 3 中看到這一點。因此,建議在進行 SFR 測量時使用「線性響應」(即不在伽馬曲線上疊加任何 S 形曲線)。

傳遞函數也可能是自適應的:對於低對比度場景,相機的伽瑪值可能高於高對比度場景。這可能會給靜態幀率 (SFR) 測量帶來麻煩。但總的來說,這並非壞事;它與安塞爾亞當斯區域曝光系統中的顯影調整(N-1、N、N+1 等)非常相似。因此,在傾斜邊緣附近放置 Q-13 或 Q-14 色卡是個不錯的做法。

要了解有關伽瑪的更多信息,請閱讀數位相機中的色調品質和動態範圍以及顯示器校準。

Capture One LE with Film Curve
1. 將 Capture One LE 設定為底片標準
(預設值). Gamma = 0.679。
Capture One LE with Linear Curve
2. 捕捉一個 LE,線性響應。 Gamma =
0.508。推薦用於SFR運行。
Canon FVU with Standard contrast
3. Canon FVU 設定為標準對比。
Gamma = 0.642。