Gamma (fényképezés)

Az álló- és mozgóképi filmes fényképezés és videó , gamma jellemzi a kontraszt egy közepes felvételéhez vagy a műsorsugárzó képeket.

Ezüst fényképezésben és operatőrben

Az ezüst fotózásban és az operatőrben gamma vagy kontrasztfaktor jellemzi az emulzió kontrasztját. Minél magasabb az abszolút értéke , annál jobban kontrasztos az emulzió és fordítva. A negatív emulziónak pozitív gamma van, mivel homályossá válik a fénnyel, éppen ellenkezőleg, egy invertálható emulzió (dia) negatív gamma.

A gammát a szenzitogram alapján a Hurter-Driffield görbe egyenes vonalának meredeksége alapján értékelik , amely a kép D sűrűségét (azaz az opacitás logaritmusát ) jelenti. D. " Fényképes film a kapott H logaritmusa szerint megvilágítás . A megvilágítás , amelyet néha expozíciónak is neveznek, az expozíciós idő által kapott megvilágítás szorzata . Általános képlete tehát:

{\ displaystyle \ gamma = {\ frac {\ Delta D} {\ Delta \ log H}}.}

A fotópapír vagy az operatőrben a pozitív nyomtatás látszólagos kontrasztja a felvételkor használt emulzió és a nyomtatott közeg gammájából adódik. A pontos átvitel akkor biztosított, ha ezeknek a gammáknak a szorzata egyenlő 1. Az 1-nél nagyobb gamma hangsúlyos kontrasztot ad, és megnövekedett élesség benyomását kelti. A reverzibilis filmek negatív gamma, abszolút értéke nagyobb, mint 1.

Különösen fekete-fehérben a gamma meghatározható a fényerő és a feldolgozási idő beállításával a fejlesztőben. Nagy megvilágítással és rövid feldolgozási idővel alacsonyabb gamma érhető el. A negatív gamma emulzió jellemzően 0,5 és 0,7 között van. Ez nagyobb expozíciós szélességet tesz lehetővé: a megvilágítás nagy eltérése esetén is az alany a görbe lineáris részében lehet, szükségszerűen korlátozva a nem film expozíciójának feldolgozásából eredő maximális sűrűséggel és homályossággal . Kompenzálásképpen a pozitív nyomtatott film kontrasztja nagyobb, mint 1. A pozitív nyomat a kontraszt növelésével reprodukálja a negatív film helyes expozíciós területének egy részét. A nyomtatás során ezt a területet meg lehet mérni és finoman beállítani a kívánt eredmény elérése érdekében, akár papírra nyomtatva, akár mozifilmben, miután megvizsgálta a normál értékekkel rajzolt munkamásolatot.

Gamma jellemzi a fejlesztő és a fejlesztési idő hatását a filmre. A kompozícióban azonban gyakran használják a görbe lábának nemlineáris részét. A kép árnyékai így kevésbé kontrasztosak, ami lehetővé teszi a nyomtatás árnyalatainak megkülönböztetését. Ezenkívül a jelenlegi emulzióknak nincs jól meghatározott lineáris része. A gyártók hagyományos módszereket javasolnak a két pont meghatározására, amelyek között a meredekséget mérik. Az alsó ponton a sűrűség eléri a homályossági sűrűség fölötti 0,1-es értéket. A felső pont az, ahol a megvilágítás 1,5-gyel nagyobb, mint az alsó pont. Kodak ad, néven kontraszt arány ( kontraszt index ), hasonlóan a gamma-indexet. Az alsó pont megegyezik, de a felső pont a görbe metszéspontjában van, az ív középpontjában az alsó pont középpontja található, 2 sugarú ortonormális logaritmikus skálán.

Videó és elektronikus képek

A videóban a gamma kifejezés gyakran zavart okoz, mert két különböző mennyiséget jelöl meg:

Elektronikus optikai átalakító átviteli karakterisztikája Ez a megvilágítás , ha érzékelő, vagy a kilépés , ha sugárzó (mint a televízió képernyője), és a kapcsai feszültsége. Nem lineáris, ha az átalakító cső . A gamma az a vonal meredeksége, amely a legjobban reprezentálja a cső tulajdonságait annak hasznos részében egy logaritmikus skálájú grafikonon . Ez a gamma átülteti a fényképezését. Gamma korrekció A nemlineáris erősítést alkalmazzák az elektromos jelre az átvitel előtt, hogy kielégítő renderelést kapjanak. A jeljellemzőnek ennek az önkéntes beállításának nincs szükségszerű kapcsolata az előzővel. Annak ellenére, hogy az átalakítók lineárisak, a háttérzaj kevésbé érzékelhető nemlineáris kódolással. A gamma-korrekció úgy értelmezhető, hogy nem egy tárgy fényerejét , hanem annak észlelt fényességét továbbítja .

Ha a fényképes emulziók opacitásátviteli funkcióját általában logaritmikus skálán ábrázolják , a videorendszerekben , különösen a CRT-ben , a bemeneti feszültség és a kimeneti fényerő lineáris skálán jelenik meg. Következésképpen a gamma jellemzője , amely alapvetően megegyezik a filmben leírtakkal , egy teljesítménytörvény szerinti összefüggés, amely közelíti a televíziós jel fényerősség-jelének (voltban kifejezett) amplitúdója és a kilépés (lm / m²) viszonyát . ) képet a katódsugárcső képernyőjén.

A jelátalakító gamma

A katódsugárcső (CRT, katódsugárcső ) a fényt videojelgé alakítja, ha ez egy képernyő, vagy fényjelet, ha érzékelő, egy elektronáram segítségével, amely egy termék- elektronpisztoly , a válasz ebből nem lineáris . Az L fényáram és a V s elektromos feszültség közötti hozzávetőleges kapcsolat az

{\ displaystyle L \ kb k.V _ {\ rm {s}} ^ {\ gamma}}

ahol γ a görög gamma betű , és k konstans az elektronágyú fűtőteljesítményétől és az alkalmazott foszfortól függően, az erősítést a gyorsulási feszültség szabályozza. Katódsugárcső esetén γ körülbelül 2,5.

Az egyszerűség kedvéért vegye figyelembe a monokróm csövet. A videojel 0 és 1 között van. A gamma nem befolyásolja ezeket az értékeket, mivel bármi is legyen γ , 0 γ = 0 és 1 γ = 1; átalakítja a köztes értékeket. Amikor a jel értéke 0,5, a képernyő fényerőssége csak 0,5 2,5 ≈ 0,2.

Az érzékelőket és képernyőket kezelő eszköz figyelembe veszi gamma jellemzőiket, hogy előállítsák vagy a jelet, vagy az átviteli szabvány által előírt fényerőt.

Gamma korrekció

A kép legjobb renderelését általában nem a fényerő lineáris átvitelével lehet elérni. Nemlineáris karakterisztikával a háttérzaj kevésbé érzékelhető, a megnövekedett kontraszt pedig a magas és közepes fényeknél pontosságot kölcsönöz, anélkül, hogy a részletek teljesen eltűnnének az árnyékban.

A gamma-korrekció nem kompenzálja a nemlinearitásokat, elsősorban az érzékelőket és a kijelzőket, csakúgy, mint a fotózásnál, jobb képminőséget biztosít, közel az emberi vizuális érzékenység kódolásához. Más szavakkal, az átvitt jel átalakuláson megy keresztül, amelyet ez a másik gammafunkció foglal össze:

V _ {{{\ rm {C}}}} \ kb k '. {\ Frac {V _ {{{\ rm {S}}}} {} ^ {{(1 / \ gamma)}}} { k}}

ahol V C a korrigált feszültség és V S a forrásfeszültség, és k '/ k erősítési állandó. Televízió, Rec. 709 megjósolja, hogy γ értéke 2,2.

A színes kijelző három (piros, zöld és kék) videojelet fogad, és általában mindegyik színnek megvan a maga gamma értéke, amelyet γ R , γ V vagy γ B jelöl . A legegyszerűbb kijelzőknél azonban a három komponensszín mindegyikéhez csak egy y értéket használnak és állíthatnak be.

Más megjelenítő eszközök gammaértékei eltérőek: például a Game Boy Advance kijelzőjén a gamma a környezeti fényviszonyoktól függően 3 és 4 között magas. A folyadékkristályos kijelzők (LCD), mint azok a hordozható számítógépek, a kapcsolat a feszültség jelet V S , és a fényáram L erősen nemlineáris, és nem írható le egyszerű gamma érték; egy plazma képernyő lehetővé teszi a lineáris transzfert.

A gamma, például a fekete szint és a maximális fényerő beállítása jelenleg a kép vizuális minőségével kapcsolatos döntés, amelyet gyakran renderelésnek is neveznek .

A gammafunkciónak vagy annak inverzének végtelen vagy nulla lejtése van nulla. Ez problémákhoz vezet a gamma színtérbe történő be- vagy visszaváltás során. Emiatt a szignálszabványok meghatároznak egy v n szintet, amely alatt a korrekció nem alkalmazható, amely nullához közeli vonalszakaszt határoz meg. A folytonosság érdekében korrekciókat alkalmaznak.

Példa: sRGB:

Az sRGB ajánlás a grafikus munkához használt számítógépes monitorokra vonatkozik.

A jel 0 és 1 között van meghatározva.

Ha ez kisebb, mint 0,04045, a relatív fényerősség arányos a jellel, 0 és 0,003 között;
ha nagyobb, akkor 2,4-es gamma kerül alkalmazásra. A görbe szintben és meredekségben való összekapcsolásához hozzá kell adni a 0,055 jelet, és hogy 1-re érjük el, amikor a jel 1-nél van, elosztjuk az összeget 1,055-tel.

A görbe alapjának elrendezése miatt a gamma csakúgy, mint a fotózásnál, a jel középső részére vonatkozik.

A fénysugár küszöbértéke megfelel annak a szintnek, ahol a környezeti fény hatása a képernyőn leggyakrabban érvényesül.

Függelékek

Bibliográfia

Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság , CIE 60050 Nemzetközi Elektrotechnikai Szójegyzék ,2015( online olvasás )
- Videocsövek: " gamma " , az electropedia.org oldalon
- Hangszórás, adat televízió: " globális gamma " , az electropedia.org oldalon
- Hangszórás, adat-televízió: " gamma analízis " , az electropedia.org oldalon
- Hangszórás, adat televízió: " szintetikus gamma " , az electropedia.org oldalon (képernyők)
- Közvetített hang, televíziós adatok: " gamma korrekció, kontraszt korrekció " , az electropedia.org oldalon
- Nem sugárzott videokamerák: „ gamma kompenzációs jellemző ” , az electropedia.org oldalon
(en) Charles Poynton , „A gamma rehabilitációja” , a Human Vision and Elec-tronic Imaging III ,1998( online olvasás ) [PDF]

Kapcsolódó cikkek

Külső linkek

(en) Gernot Hoffman, "A CRT monitorok hangvisszaadási görbéinek mérése: Példák a TFT monitorokra" (2011. május 14-i verzió az internetes archívumban ) [PDF]

Megjegyzések és hivatkozások

René Bouillot , fotókat természetesen , Párizs, Paul Montel,1984, P. 92., 195. bek
Jacques Verrees, " Fekete-fehér szenzitometria és színek " ,2003(hozzáférés : 2019. október 25. ) ,p. 21[PDF].
Bouillot 1984 , p. 93. Verrees 2003 , p. A 21. ábra másként, de egyértelműen pontatlanul írja le a folyamatot.
(in) Michael Bergeron és Stephen Mahrer , "televíziós kamerarendszerek" a NAB Engineering Handbook , Focal Press,2007, P. 1050.
CIE 531-45-08 .
Poynton 1998 , p. 1.