Jak vám gama křivka pomůže při výběru projektoru nebo televizoru?

Při výběru nejlepšího televizoru nebo projektoru většinou ani netušíme, že hlavní závěr v předvečer nákupu můžeme učinit, pokud nějakým zázrakem změříme několik nejdůležitějších parametrů. Jednou z nich je gama křivka, která objektivně ukazuje barevné schopnosti zvoleného modelu. Než si ukážeme, jak gama ovlivňuje obraz na projektoru nebo televizoru, musíme se ponořit trochu hlouběji do teorie. Kořeny problému spočívají v tom, že lidské oko vidí jinak než fotoaparát nebo jiné zařízení.

Uvažujme jednoduchý gradient od černé po bílou s 256 stupni šedi od 0 % do 100 %, tj. od 0 do 255.

Tento sloupcový graf ukazuje, jak digitální fotoaparát vidí přechod z tmavé strany na světlou – přechod je velmi plynulý a lineární. Na druhou stranu lidské oko vidí stejný pás zcela odlišně. Příroda to zařídila tak, že vždy „mžouráme“ na tmavou stranu a světlé tóny se jaksi vypařují, téměř je nevnímáme.

Nejjednodušší příklad – otevřete si jakoukoli černobílou fotografii: většina tónů úrovní šedi významných objektů se bude nacházet v levé části gradientu, v tmavší části.

Je tu další problém: lineární kódování nedokáže reprodukovat dostatečný počet stupňů tmavých tónů. To znamená, že při lineárním zpracování světelného toku zmizí šedé tóny a polotóny: tma pro naše oči přijde stejně náhle jako jižní noc.

Při kódování v 5 bitech 32 úrovní gradace vidíme následující „gradient“.

Jak vidíte, v tmavé části je gradientní pruh „vyříznut“ mnohem méně často než na pravém okraji. Čím světlejší barva, tím více odstínů. Jde však o to, že světlou část gradientu sotva vnímáme, a proto se většina barevných odstínů v našem vnímání jednoduše „rozpustí“.

Závěr: Lineární kódování signálu zkresluje vnímání obrazu tím, že jej zbavuje přirozených barevných odstínů.

Zde chytří matematici přišli na způsob, jak oklamat vlastní zrak – pomocí gama křivky. Tato odstupňovaná funkce zlepšuje detaily v tmavých tónech na úkor jejich ztráty ve světlých tónech, kde jsou pro nás stejně „všechny kočky šedé“. A dělá to velmi pěkně – bez zvýšení objemu přenášených informací.

Do zóny vidění se tak vrací spousta tónů, které byly lineárním kódováním signálu „rozmazány“ a vyřazeny. Křivka gama ukazuje, jak přesně jsou reprodukovány odstíny šedé z hlediska světlosti.

Křivka gama s faktorem 2 se nejčastěji používá jako referenční obraz pro moderní digitální zařízení.2. Gradient bude v tomto případě vypadat takto

Všimněte si, jak rovnoměrně je gradient rozložen a kolik odstínů se objevuje ve světlé oblasti dostupné našemu zraku? Díky gama korekci. Krásná věda je matematika!

Abyste viděli, že gama korekce dělá zázraky, zde je několik barevných obrázků s různými gama barvami: 1.0 tj. bez gama, lineárně kódované , 1.8, 2.2 i 3.0.

Významný rozdíl, že??

Mimochodem, všimli jsme si, že některé z těchto obrázků se mohou zdát kontrastnější než jiné, ale není to pravda. Černé a bílé body na těchto snímcích jsou stejné, a proto je kontrast stejný. Hodnota gama je tedy mnohem důležitější pro „kontrast“ obrazu v běžném slova smyslu.