تصحيح اشعة جاما – Gamma correction

من ويكيبيديا

تأثير تصحيح جاما على الصورة: تم التقاط الصورة الأصلية بقوى مختلفة ، مما يدل على أن القوى الأكبر من 1 تجعل الظلال أغمق ، بينما القوى الأصغر من 1 تجعل المناطق المظلمة أفتح

تصحيح اشعة جاما، أو في كثير من الأحيان ببساطة جاما، هي عملية غير خطية تُستخدم للتشفير وفك الشفرة الانارة أو قيم tristimulus في فيديو أو صورة ثابتة أنظمة.^[1] يتم تعريف تصحيح جاما ، في أبسط الحالات ، من خلال ما يلي قوة القانون التعبير:

حيث قيمة المدخلات الحقيقية غير السلبية يرفع إلى السلطة ومضروبا في الثابت أ للحصول على قيمة الإخراج . في الحالة المشتركة أ = 1، المدخلات والمخرجات عادة ما تكون في النطاق 0-1.

قيمة جاما يطلق عليه أحيانًا اسم ترميز جاما، وتسمى عملية الترميز باستخدام اللاخطية لقانون القدرة الانضغاطية ضغط جاما؛ على العكس من قيمة جاما يسمى أ غاما فك، ويسمى تطبيق قانون السلطة التوسعي اللاخطي توسع جاما

تفسير:
يتم استخدام ترميز جاما للصور لتحسين استخدام البتات عند ترميز صورة ، أو عرض النطاق الترددي المستخدم لنقل صورة ، من خلال الاستفادة من الطريقة غير الخطية التي يرى بها البشر الضوء واللون.[1] الإدراك البشري للسطوع (خفة) ، في ظل ظروف الإضاءة الشائعة (لا لونها أسود ولا ساطع بشكل عميق) ، يتبع تقريبيًا وظيفة الطاقة (ملاحظة: لا علاقة لـ وظيفة جاما) ، مع حساسية أكبر للاختلافات النسبية بين النغمات الأغمق منها بين النغمات الأفتح ، بما يتوافق مع قانون سلطة ستيفنز لإدراك السطوع. إذا لم تكن الصور مشفرة بأشعة غاما ، فإنها تخصص عددًا كبيرًا جدًا من وحدات البت أو نطاقًا تردديًا كبيرًا جدًا لتسليط الضوء على عدم قدرة البشر على التمييز ، وعدد قليل جدًا من البتات أو عرض نطاق ترددي قليل جدًا لقيم الظل التي يكون البشر حساسين لها وستتطلب المزيد من وحدات البت / النطاق الترددي للحفاظ على نفس الجودة المرئية.[2][1][3] تشفير جاما لـ النقطة العائمة الصور غير مطلوبة (وقد تؤدي إلى نتائج عكسية) ، لأن تنسيق النقطة العائمة يوفر بالفعل تقريبًا خطيًا متعدد التعقيد لمنحنى لوغاريتمي.[4]
على الرغم من أن ترميز جاما قد تم تطويره في الأصل للتعويض عن خاصية المدخلات والمخرجات أنبوب أشعة الكاثود شاشات عرض (CRT) ، ليس هذا هو الغرض الرئيسي منها أو ميزتها في الأنظمة الحديثة. في شاشات CRT ، تختلف شدة الضوء بشكل غير خطي باختلاف جهد المدفع الإلكتروني. يمكن أن يؤدي تغيير إشارة الإدخال عن طريق ضغط جاما إلى إلغاء هذا اللاخطي ، بحيث تحتوي صورة الإخراج على النصوع المقصود. ومع ذلك ، فإن خصائص جاما لجهاز العرض لا تلعب دورًا في ترميز جاما للصور والفيديو – فهي تحتاج إلى ترميز جاما لتعظيم الجودة المرئية للإشارة ، بغض النظر عن خصائص جاما لجهاز العرض.[1][3] كان تشابه فيزياء CRT مع عكس ترميز جاما اللازم لنقل الفيديو مزيجًا من المصادفة والهندسة ، مما سهل الإلكترونيات في أجهزة التلفزيون المبكرة.[5]

الرياضيات

غالبًا ما يُذكر بشكل عرضي ، على سبيل المثال ، أن غاما فك بالنسبة لبيانات sRGB هو 2.2 ، ومع ذلك فإن الأس الفعلي هو 2.4. هذا لأن التأثير الصافي للتحلل متعدد التعريف هو بالضرورة غاما لحظية متغيرة في كل نقطة في النطاق: ينتقل من γ = 1 عند صفر إلى γ = 2.4 عند أقصى شدة بمتوسط ​​قيمة تقترب من 2.2. يمكن تصميم التحويلات لتقريب جاما معينة مع جزء خطي بالقرب من الصفر لتجنب وجود منحدر غير محدود عند ك = 0 ، مما قد يسبب مشاكل عددية. شرط الاستمرارية للمنحنى يعطي عتبة المجال الخطي :

حل ل يعطي حلين ، يتم تقريبهما عادة. ومع ذلك ، بالنسبة لمطابقة المنحدرات أيضًا ، يجب أن يكون لدينا

إذا تم اتخاذ المجهولين و ، ثم يمكننا حلها لإعطاء

جاما المعممة

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-2120546247041218&output=html&h=280&slotname=6217781579&adk=3847850060&adf=1362622736&pi=t.ma~as.6217781579&w=782&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1621582054&rafmt=1&psa=1&format=782×280&url=https%3A%2F%2Far.vvikipedla.com%2Fwiki%2FGamma_correction&flash=0&fwr=0&fwrattr=true&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&dt=1621582038818&bpp=25&bdt=2373&idt=11098&shv=r20210517&cbv=%2Fr20190131&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dbe17feef8392aab1-2267946f4da700e8%3AT%3D1617424681%3AS%3DALNI_MZ3_f3QFIAyjcPuSus80B53MqJc_w&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C336x280%2C1007x626%2C336x280%2C336x280%2C782x196&nras=2&correlator=3239005655915&frm=20&pv=1&ga_vid=802756766.1621582041&ga_sid=1621582041&ga_hid=543515660&ga_fc=0&u_tz=180&u_his=1&u_java=0&u_h=768&u_w=1024&u_ah=728&u_aw=1024&u_cd=24&u_nplug=0&u_nmime=0&adx=201&ady=2621&biw=1007&bih=626&scr_x=0&scr_y=630&eid=44739392%2C31060840&oid=3&pvsid=3837377195455460&pem=581&ref=https%3A%2F%2Far.vvikipedla.com%2Fwiki%2FColor_balance&eae=0&fc=1920&brdim=-8%2C-8%2C-8%2C-8%2C1024%2C0%2C1040%2C744%2C1024%2C626&vis=1&rsz=%7Co%7CeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&ifi=7&uci=a!7&btvi=3&fsb=1&xpc=ifEa31WwP3&p=https%3A//ar.vvikipedla.com&dtd=15278

يمكن تطبيق مفهوم جاما على أي علاقة غير خطية. بالنسبة إلى قوة القانون صلة ، فإن المنحنى على مخطط لوغاريتمي لوغاريتمي هو خط مستقيم ، مع ميل في كل مكان يساوي جاما (يُمثل الميل هنا بواسطة المشتق المشغل أو العامل):

بمعنى أنه يمكن تصور جاما على أنها ميل لمنحنى الإدخال والإخراج عند رسمها على المحاور اللوغاريتمية. بالنسبة لمنحنى قانون القوة ، يكون هذا المنحدر ثابتًا ، ولكن يمكن توسيع الفكرة إلى أي نوع من المنحنيات ، وفي هذه الحالة جاما (بالمعنى الدقيق للكلمة ، “نقطة جاما”^[6]) على أنه ميل المنحنى في أي منطقة معينة.

تصوير فيلم

عندما فيلم فوتوغرافي تتعرض للضوء ، يمكن تمثيل نتيجة التعرض على رسم بياني يظهر سجل التعرض على المحور الأفقي ، والكثافة ، أو سجل النفاذية ، على المحور الرأسي. بالنسبة لطريقة معالجة وصياغة فيلم معين ، يكون هذا المنحنى هو منحنى الخصائص أو منحنى هيرتر دريفيلد.^[7][8] نظرًا لأن كلا المحورين يستخدمان وحدات لوغاريتمية ، فإن انحدار القسم الخطي للمنحنى يسمى جاما للفيلم. يحتوي الفيلم السلبي عادةً على جاما أقل من 1 ؛^[8][9] يحتوي الفيلم الإيجابي (فيلم منزلق ، فيلم عكسي) عادةً على جاما بقيمة مطلقة أكبر من 1.^[10]

يتمتع الفيلم الفوتوغرافي بقدرة أكبر على تسجيل الفروق الدقيقة في الظل مما يمكن إعادة إنتاجه عليه ورق فوتوغرافي. وبالمثل ، فإن معظم شاشات الفيديو غير قادرة على عرض نطاق السطوع (النطاق الديناميكي) الذي يمكن التقاطه بواسطة الكاميرات الإلكترونية النموذجية.^[11]لهذا السبب ، يتم استثمار جهد فني كبير في اختيار الشكل المصغر الذي يجب تقديم الصورة الأصلية به. يعد تصحيح جاما ، أو تحديد التباين ، جزءًا من مجموعة الصور الفوتوغرافية المستخدمة لضبط الصورة المعاد إنتاجها.

وبالمثل ، تسجل الكاميرات الرقمية الضوء باستخدام أجهزة استشعار إلكترونية تستجيب عادةً بشكل خطي. في عملية تقديم البيانات الأولية الخطية إلى التقليدية RGB البيانات (على سبيل المثال للتخزين في JPEG صورة) ، سيتم إجراء تحويلات مساحة اللون وتحويلات التقديم. على وجه الخصوص ، جميع المعايير تقريبًا مساحات ألوان RGB وتنسيقات الملفات تستخدم ترميزًا غير خطي (ضغط جاما) للكثافات المقصودة لملف الألوان الأساسية الاستنساخ الفوتوغرافي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يكون الاستنساخ المقصود دائمًا تقريبًا غير خطي مرتبط بكثافة المشهد المقاسة ، عبر a استنساخ النغمة اللاخطية.

Microsoft Windows و Mac و sRGB وجاما قياسية للتلفزيون / الفيديو

مؤامرة إس آر جي بي تمدد غاما القياسي غير الخطي باللون الأحمر ، وقيمة غاما المحلية (المنحدر في مساحة اللوغاريتمات) باللون الأزرق. ترتفع جاما المحلية من 1 إلى حوالي 2.2.

في معظم أنظمة عرض الكمبيوتر ، يتم ترميز الصور بجاما تبلغ حوالي 0.45 وفك تشفيرها باستخدام جاما متبادلة تبلغ 2.2. استثناء ملحوظ ، حتى إصدار نظام التشغيل Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) في سبتمبر 2009 ، كان ماكنتوش أجهزة الكمبيوتر ، التي تم تشفيرها بجاما 0.55 وفك تشفيرها باستخدام جاما 1.8. على كل حال، الثنائية البيانات في ملفات الصور الثابتة (مثل JPEG) مشفرة بشكل صريح (أي أنها تحمل قيمًا مشفرة بجاما ، وليست شدة خطية) ، مثلها مثل ملفات الصور المتحركة (مثل MPEG). يمكن للنظام بشكل اختياري إدارة كلتا الحالتين ، من خلال إدارة الألوان، إذا كانت هناك حاجة إلى تطابق أفضل مع جهاز الإخراج جاما.

ال مساحة ألوان sRGB المعيار المستخدم مع معظم الكاميرات وأجهزة الكمبيوتر والطابعات لا يستخدم قانون القوة غير الخطي البسيط كما هو مذكور أعلاه ، ولكنه يحتوي على قيمة غاما لفك التشفير تقترب من 2.2 على جزء كبير من نطاقها ، كما هو موضح في المؤامرة على اليمين. أقل من القيمة المضغوطة 0.04045 أو كثافة خطية 0.00313 ، يكون المنحنى خطيًا (قيمة مشفرة تتناسب مع الكثافة) ، لذلك γ = 1. المنحنى الأسود المتقطع خلف المنحنى الأحمر هو المعيار γ = 2.2 منحنى قانون القوة للمقارنة.

لا يتطلب الإخراج إلى أجهزة الاستقبال والشاشات التلفزيونية القائمة على CRT عادةً مزيدًا من تصحيح جاما ، نظرًا لأن إشارات الفيديو القياسية التي يتم إرسالها أو تخزينها في ملفات الصور تتضمن ضغط جاما الذي يوفر صورة ممتعة بعد توسع جاما في CRT (إنه ليس معكوس دقيق). بالنسبة للإشارات التلفزيونية ، يتم تحديد قيم جاما الفعلية بواسطة معايير الفيديو (NTSC, صديق أو SECAM) ، ودائمًا ما تكون قيمًا ثابتة ومعروفة.

يتم استخدام تصحيح جاما في أجهزة الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، لعرض صورة جاما = 1.8 Apple بشكل صحيح على شاشة جاما = 2.2 جهاز كمبيوتر عن طريق تغيير جاما الصورة. استخدام آخر هو معادلة جاما قناة الألوان الفردية لتصحيح تباينات الشاشة.

معلومات التعريف غاما

تتضمن بعض تنسيقات الصور جاما البيانات الوصفية للسماح لنظام العرض بتصحيح تلقائي لأشعة جاما. يحتوي تنسيق PNG على بيانات gAMA الوصفية ، بينما يحتوي تنسيق Exif على علامة Gamma. ال W3 صور اختبار جاما PNG أظهر أن مستعرض Mozilla Firefox يدعم PNG gAMA ومتصفحي Microsoft Explorer و Edge لا يدعمان ذلك. تعد بيانات تعريف جاما جزءًا من ملف إدارة الألوان المعلومات الوصفية. نرى مستوى تطبيق إدارة الألوان لدعم إدارة ألوان متصفح الويب.

قانون السلطة لعرض الفيديو

أ خاصية جاما هو قوة القانون العلاقة التي تقارب العلاقة بين المشفر لمى في التلفاز النظام وإضاءة الصورة الفعلية المطلوبة.

مع هذه العلاقة غير الخطية ، تتوافق الخطوات المتساوية في النصوع المشفر تقريبًا مع خطوات متساوية ذاتية في السطوع. إبنر وفيرتشايلد^[12] استخدم أسًا من 0.43 لتحويل الكثافة الخطية إلى إضاءة (لمعة) للمحايدة ؛ تم العثور على المعاملة بالمثل ، تقريبًا 2.33 (قريبة جدًا من الرقم 2.2 المذكور لنظام فرعي نموذجي للعرض) ، لتوفير ترميز إدراكي مثالي تقريبًا للرمادي.

يوضح الرسم التوضيحي التالي الفرق بين مقياس بإشارة نصوع مشفرة متزايدة خطيًا (إدخال لوما مضغوط بخط جاما) ومقياس مع مقياس شدة متزايد خطيًا (إخراج نصوع خطي).

في معظم الشاشات (تلك التي تحتوي على جاما حوالي 2.2) ، يمكن للمرء أن يلاحظ أن مقياس الشدة الخطية لديه قفزة كبيرة في السطوع المدرك بين قيم الشدة 0.0 و 0.1 ، بينما الخطوات في الطرف الأعلى من المقياس بالكاد يمكن إدراكها. سيُظهر المقياس المشفر جاما ، والذي يتميز بكثافة غير خطية متزايدة ، خطوات أكثر حتى في السطوع المدرك.

أ أنبوب أشعة الكاثود (CRT) ، على سبيل المثال ، يحول إشارة الفيديو إلى ضوء بطريقة غير خطية ، لأن شدة (سطوع) مدفع الإلكترون كدالة لجهد الفيديو المطبق غير خطية. شدة الضوء أنا يرتبط بالمصدر الجهد االكهربى الخامس_س بالنسبة الى

أين γ هل اليونانية رسالة جاما. بالنسبة إلى CRT ، عادةً ما تكون جاما التي تربط السطوع بالجهد في النطاق 2.35 إلى 2.55 ؛ فيديو ابحث عن طاولات في أجهزة الكمبيوتر ، عادةً ما يضبط نظام جاما على النطاق 1.8 إلى 2.2 ،^[1] التي تقع في المنطقة التي تحدث فرق ترميز منتظم تعطي فرق سطوع إدراكي موحد تقريبًا ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي في الجزء العلوي من هذا القسم.

للتبسيط ، ضع في اعتبارك مثال CRT أحادي اللون. في هذه الحالة ، عندما يتم تغذية إشارة فيديو 0.5 (تمثل منتصف الرمادي) إلى الشاشة ، تكون الكثافة أو السطوع حوالي 0.22 (مما يؤدي إلى منتصف الرمادي ، حوالي 22٪ من كثافة اللون الأبيض). الأسود النقي (0.0) والأبيض النقي (1.0) هما الظلال الوحيدة التي لا تتأثر بجاما.

للتعويض عن هذا التأثير ، يتم أحيانًا تطبيق وظيفة النقل العكسي (تصحيح جاما) على إشارة الفيديو بحيث تكون الاستجابة من طرف إلى طرف خطية. بمعنى آخر ، يتم تشويه الإشارة المرسلة عمدًا بحيث يرى المشاهد السطوع الصحيح بعد تشويهها مرة أخرى بواسطة جهاز العرض. معكوس الوظيفة أعلاه هو

أين الخامس_ج هو الجهد المصحح ، و الخامس_س هو مصدر الجهد ، على سبيل المثال ، من مستشعر الصورة الذي يحول الشحن الضوئي خطيًا إلى جهد. في مثالنا CRT 1 /γ هو 1 / 2.2 ≈ 0.45.

يستقبل لون CRT ثلاث إشارات فيديو (أحمر وأخضر وأزرق) وبشكل عام لكل لون قيمة جاما الخاصة به ، γ_ص, γ_جي أو γ_ب. ومع ذلك ، في أنظمة العرض البسيطة ، هناك قيمة واحدة لـ γ يستخدم لجميع الألوان الثلاثة.

تحتوي أجهزة العرض الأخرى على قيم مختلفة لجاما: على سبيل المثال ، أ لعبة بوي ادفانس تحتوي الشاشة على جاما بين 3 و 4 حسب ظروف الإضاءة. في شاشات LCD مثل تلك الموجودة على أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، العلاقة بين جهد الإشارة الخامس_س والشدة أنا غير خطي للغاية ولا يمكن وصفه بقيمة جاما. ومع ذلك ، تطبق هذه الشاشات تصحيحًا على جهد الإشارة من أجل الحصول على معيار تقريبًا γ = 2.5 سلوك. في NTSC التلفاز تسجيل، γ = 2.2.

دالة قانون القوى ، أو معكوسها ، ميل لا نهاية له عند الصفر. هذا يؤدي إلى مشاكل في التحويل من وإلى مساحة ألوان جاما. لهذا السبب فإن معظم مساحات الألوان المحددة رسميًا مثل إس آر جي بي سيحدد مقطعًا مستقيمًا بالقرب من الصفر ويضيف زيادة x + ك (أين ك ثابت) إلى قوة ما ، لذا فإن المنحنى له ميل مستمر. لا يمثل هذا الخط المستقيم ما يفعله CRT ، ولكنه يجعل بقية المنحنى أكثر توافقًا مع تأثير الضوء المحيط على CRT. في مثل هذه التعبيرات يكون الأس ليس جاما. على سبيل المثال ، تستخدم دالة sRGB قوة مقدارها 2.4 فيها ، ولكنها تشبه إلى حد بعيد وظيفة قانون الطاقة مع الأس 2.2 ، بدون جزء خطي.

طرق أداء تصحيح جاما العرض في الحوسبة

يمكن معالجة ما يصل إلى أربعة عناصر لتحقيق تشفير جاما لتصحيح الصورة التي سيتم عرضها على شاشة كمبيوتر نموذجية 2.2 أو 1.8 جاما:

• قيم كثافة البكسل في ملف صورة معين ؛ أي يتم تخزين قيم البكسل الثنائية في الملف بطريقة تمثل شدة الضوء عبر قيم مضغوطة بأشعة غاما بدلاً من الترميز الخطي. يتم ذلك بشكل منهجي مع ملفات الفيديو الرقمية (مثل تلك الموجودة في ملف DVD فيلم) ، لتقليل خطوة فك تشفير جاما أثناء اللعب ، وزيادة جودة الصورة إلى أقصى حد للتخزين المحدد. وبالمثل ، عادةً ما يتم تعويض قيم البكسل في تنسيقات ملفات الصور القياسية ، إما لـ sRGB gamma (أو ما يعادله ، وهو تقريب نموذجي لغاما الشاشة القديمة) ، أو وفقًا لبعض جاما المحددة بواسطة البيانات الوصفية مثل الملف الشخصي للمحكمة الجنائية الدولية. إذا كانت جاما المشفرة لا تتطابق مع جاما نظام الاستنساخ ، فيمكن إجراء مزيد من التصحيح ، إما على الشاشة أو لإنشاء ملف صورة معدل بملف تعريف مختلف.
• يكتب برنامج العرض القيم الثنائية لوحدات البكسل المشفرة بجاما مباشرة إلى ذاكرة الفيديو (عندما هاي كولور/ترو كولور يتم استخدام الأوضاع) أو في مخلب سجلات الأجهزة (متى لون مفهرس الأوضاع المستخدمة) من محول العرض. يقودون محولات من الرقمية إلى التناظرية (DAC) التي تنتج الفولتية المتناسبة على الشاشة. على سبيل المثال ، عند استخدام ملفات 24 بت RGB اللون (8 بت لكل قناة) ، كتابة قيمة 128 (نقطة منتصف مدورة من 0-255 بايت النطاق) في ذاكرة الفيديو ، فإنه يخرج النسبي ≈ 0.5 الجهد على الشاشة ، والذي يظهر بشكل أغمق بسبب سلوك الشاشة. بدلا من ذلك ، لتحقيق ≈ 50% شدة ، مشفر جاما جدول البحث يمكن تطبيقه لكتابة قيمة قريبة من 187 بدلاً من 128 بواسطة برنامج العرض.
• تحتوي مهايئات شاشات العرض الحديثة على وحدات معايرة CLUT ، والتي يمكن تحميلها مرة واحدة باستخدام تصحيح جاما المناسب جدول البحث لتعديل الإشارات المشفرة رقميًا قبل DACs التي تُخرج الفولتية إلى الشاشة.^[13] يسمى إعداد هذه الجداول لتكون صحيحة معايرة الأجهزة.^[14]
• تسمح بعض الشاشات الحديثة للمستخدم بالتلاعب بسلوك جاما (كما لو كان مجرد إعداد آخر للسطوع / التباين) ، ويقوم بترميز إشارات الإدخال بأنفسهم قبل عرضها على الشاشة. هذا أيضًا ملف المعايرة بواسطة الأجهزة تقنية ولكن يتم إجراؤها على الإشارات الكهربائية التناظرية بدلاً من إعادة تعيين القيم الرقمية كما في الحالات السابقة.

في نظام تمت معايرته بشكل صحيح ، سيكون لكل مكون جاما محددًا لتشفير الإدخال و / أو الإخراج.^[14] قد تغير المراحل جاما لتصحيح المتطلبات المختلفة ، وأخيراً سيقوم جهاز الإخراج بفك تشفير جاما أو تصحيحه حسب الحاجة ، للوصول إلى مجال شدة خطية. يمكن فرض جميع طرق التشفير والتصحيح بشكل تعسفي ، دون المعرفة المتبادلة لهذه الحقيقة بين العناصر المختلفة ؛ إذا تم إجراؤها بشكل غير صحيح ، يمكن أن تؤدي هذه التحويلات إلى نتائج مشوهة للغاية ، ولكن إذا تم إجراؤها بشكل صحيح وفقًا لما تمليه المعايير والاتفاقيات ، فستؤدي إلى نظام يعمل بشكل صحيح.

في نظام نموذجي ، على سبيل المثال من خلال الكاميرا JPEG الملف المراد عرضه ، سيشمل دور تصحيح جاما عدة أجزاء متعاونة. تقوم الكاميرا بترميز صورتها المقدمة في ملف JPEG باستخدام إحدى قيم جاما القياسية مثل 2.2 للتخزين والنقل. قد يستخدم كمبيوتر العرض ملف إدارة الألوان محرك للتحويل إلى مساحة لونية مختلفة (مثل أنظمة Macintosh القديمة γ = 1.8 مساحة اللون) قبل وضع قيم البكسل في ذاكرة الفيديو الخاصة به. قد تقوم الشاشة بتصحيح جاما الخاص بها لمطابقة جاما CRT بتلك المستخدمة في نظام الفيديو. يتيح تنسيق المكونات عبر واجهات قياسية مع قيم جاما القياسية الافتراضية إمكانية تكوين هذا النظام بشكل صحيح.

اختبارات الشاشة البسيطة

هذا الإجراء مفيد لجعل الشاشة تعرض الصور بشكل صحيح تقريبًا ، على الأنظمة التي لا يتم فيها استخدام ملفات التعريف (على سبيل المثال ، متصفح Firefox قبل الإصدار 3.0 والعديد من الأنظمة الأخرى) أو في الأنظمة التي تفترض أن صور المصدر غير المميزة موجودة في مساحة ألوان sRGB.

في نموذج الاختبار ، يُقصد بكثافة كل شريط لون صلب أن تكون متوسط ​​الشدة في ثبات الألوان المحيط ؛ لذلك ، من الناحية المثالية ، يجب أن تظهر المساحات الصلبة والثباتات متساوية السطوع في نظام تم ضبطه بشكل صحيح على جاما المشار إليها.

عادةً ما تحتوي بطاقة الرسومات على التحكم في التباين والسطوع و شاشات الكريستال السائل المنقول الشاشة لديها التباين والسطوع و الخلفية مراقبة. تؤثر بطاقة الرسومات وتباين الشاشة والسطوع على فعالية جاما ، ولا يجب تغييرها بعد اكتمال تصحيح جاما.

يساعد الشريطان العلويان من صورة الاختبار على ضبط قيم التباين والسطوع الصحيحة. هناك ثمانية أرقام من ثلاثة أرقام في كل شريط. تُظهر الشاشة الجيدة مع المعايرة المناسبة الأرقام الستة على اليمين في كلا الشريطين ، بينما تظهر الشاشة الرخيصة أربعة أرقام فقط.

بالنظر إلى جاما المرغوبة في نظام العرض ، إذا رأى المراقب نفس السطوع في الجزء المتقلب وفي الجزء المتجانس من كل منطقة ملونة ، فإن تصحيح جاما يكون صحيحًا تقريبًا.^[15][16][17] في كثير من الحالات ، تختلف قيم تصحيح جاما للألوان الأساسية قليلاً.

وضع درجة حرارة اللون أو نقطة بيضاء هي الخطوة التالية في ضبط الشاشة.

قبل تصحيح جاما ، جاما و درجة حرارة اللون يجب ضبطه باستخدام ضوابط الشاشة. باستخدام عناصر التحكم في جاما والتباين والسطوع ، يتم تصحيح جاما على شاشة LCD يمكن إجراؤه فقط لزاوية عرض رأسية محددة ، مما يعني وجود خط أفقي محدد على الشاشة ، عند مستوى سطوع وتباين محدد. ان الملف الشخصي للمحكمة الجنائية الدولية يسمح بضبط الشاشة لعدة مستويات سطوع. تحدد جودة (وسعر) الشاشة مقدار الانحراف عن نقطة التشغيل التي لا تزال توفر تصحيحًا مرضيًا لجاما. الملتوية خيطي (TN) مع 6 بت عمق اللون لكل لون أساسي أقل جودة. التبديل داخل الطائرة (IPS) مع عمق ألوان 8 بت نموذجي أفضل. الشاشات الجيدة لها عمق ألوان 10 بت ، وتحتوي على أجهزة إدارة الألوان والسماح بمعايرة الأجهزة باستخدام ملف مقياس الألوان tristimulus. غالبًا 6 بت زائد FRC تُباع اللوحة بحجم 8 بت وتباع لوحة 8 بت بالإضافة إلى لوحة FRC بحجم 10 بت. FRC ليس بديلاً حقيقيًا لمزيد من البتات. تحتوي تنسيقات عمق الألوان 24 بت و 32 بت على 8 بت لكل لون أساسي.

باستخدام Microsoft Windows 7 والإصدارات الأحدث ، يمكن للمستخدم ضبط تصحيح جاما من خلال أداة معايرة ألوان الشاشة dccw.exe أو برامج أخرى.^[18][19][20] هذه البرامج تخلق ملف الملف الشخصي للمحكمة الجنائية الدولية ملف وتحميله كافتراضي. هذا يجعل إدارة الألوان سهل.^[21] قم بزيادة شريط تمرير جاما في برنامج dccw حتى تحصل آخر منطقة ملونة ، غالبًا ما تكون باللون الأخضر ، على نفس السطوع في منطقة متقاربة ومتجانسة. استخدم توازن اللون أو منزلقات تصحيح جاما للألوان الفردية في برامج تصحيح جاما لضبط اللونين الآخرين. لا تقوم بعض برامج تشغيل بطاقة الرسومات القديمة بتحميل ملف لون جدول البحث بشكل صحيح بعد الاستيقاظ من وضع الاستعداد أو السبات وإظهار جاما خطأ. في هذه الحالة قم بتحديث برنامج تشغيل بطاقة الرسومات.

في بعض أنظمة التشغيل التي تعمل ببرنامج نظام النافذة X، يمكن ضبط عامل تصحيح جاما (المطبق على قيمة جاما الحالية) عن طريق إصدار الأمر xgamma -gamma 0.9.0 تحديث لضبط عامل تصحيح جاما على 0.9 و xgamma للاستعلام عن القيمة الحالية لهذا العامل (الافتراضي هو 1.0). في macOS الأنظمة ، يتم إجراء معايرات الشاشة ذات الصلة وجاما وغيرها من خلال تفضيلات النظام.

التحجيم والمزج

تكون صورة الاختبار صالحة فقط عند عرضها “خام” ، أي بدون تغيير الحجم (1: 1 بكسل للشاشة) وضبط اللون ، على الشاشة. ومع ذلك ، فإنه يعمل أيضًا على الإشارة إلى مشكلة أخرى واسعة الانتشار في البرامج: تؤدي العديد من البرامج القياس في مساحة لونية باستخدام جاما ، بدلاً من مساحة خطية صحيحة ماديًا. في مساحة ألوان sRGB ذات جاما تقريبية تبلغ 2.2 ، يجب أن تعرض الصورة نتيجة “2.2” بحجم 50٪ ، إذا تم التكبير خطيًا. قام Jonas Berlin بإنشاء صورة “برنامج القياس الخاص بك يمتص / يحكم” بناءً على نفس المبدأ.^[22]

بالإضافة إلى القياس ، تنطبق المشكلة أيضًا على أشكال أخرى من الاختزال (تصغير) ، مثل أخذ عينات فرعية صفاء في JPEGتمكين جاما Y′CbCr.^[23] ويب يحل هذه المشكلة عن طريق حساب متوسطات الصفاء في الفضاء الخطي ثم التحويل مرة أخرى إلى مساحة ممكّنة لجاما ؛ يتم استخدام حل تكراري للصور الأكبر حجمًا. يتم استخدام نفس رمز “YUV الحاد” (المعروف سابقًا باسم “YUV الذكي”) في sjpeg. يوفر Kornelski تقريبًا أبسط بواسطة المتوسط ​​المرجح المستند إلى luma.^[24] تركيب ألفا, تدرجات اللون، والعرض ثلاثي الأبعاد يتأثر أيضًا بهذه المشكلة.^[25][26]

من المفارقات ، عند تكبير (تصغير) صورة ما ، أن النتيجة التي تتم معالجتها في الفضاء “الخاطئ” الممكّن لجاما تميل إلى أن تكون أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية. هذا بسبب ضبط فلاتر الترقية لتقليل رنين القطع الأثرية في الفضاء الخطي ، لكن الإدراك البشري غير خطي ويتم تقريبه بشكل أفضل بواسطة جاما. طريقة بديلة لقص القطع الأثرية هي استخدام ملف السيني وظيفة نقل الضوء ، وهي تقنية ابتكرها جيمبمرشح LoHalo الخاص بـ LoHalo والذي تم تبنيه لاحقًا بواسطة madVR.^[27]

المصطلح

المصطلح الشدة يشير بدقة إلى كمية الضوء المنبعثة لكل وحدة زمنية ولكل وحدة سطح ، بوحدات لوكس. لاحظ ، مع ذلك ، أنه في العديد من مجالات العلوم تسمى هذه الكمية خروج مضيئة، في مقابل شدة الإضاءة، وهي كمية مختلفة. ومع ذلك ، فإن هذه الفروق ليست ذات صلة إلى حد كبير بضغط جاما ، والذي ينطبق على أي نوع من المقياس الشبيه بالكثافة الخطية.

يمكن أن تعني كلمة “Luminance” عدة أشياء حتى في سياق الفيديو والتصوير:

• الانارة هو السطوع الضوئي لجسم ما (بوحدات قرص مضغوط/ م²) ، مع الأخذ في الاعتبار حساسية العين البشرية التي تعتمد على الطول الموجي ( منحنى ضوئي);
• النصوع النسبي هو النصوع بالنسبة للمستوى الأبيض المستخدم في ترميز فضاء اللون ؛
• لمى هي إشارة سطوع الفيديو المشفرة ، أي تشبه جهد الإشارة الخامس_س.

يتناقض أحدهما مع الإضاءة النسبية بمعنى اللون (بدون ضغط جاما) مع الإضاءة بمعنى الفيديو (مع ضغط جاما) ، ويشير إلى النصوع النسبي بواسطة ص ولما بها ص′ ، الرمز الأولي (′) يشير إلى ضغط جاما.^[28]لاحظ أن luma لا يتم حسابه مباشرة من الإنارة ، إنه المجموع الموزون (العشوائي إلى حد ما) لمكونات RGB المضغوطة جاما.^[1]

بطريقة مماثلة، سطوع يتم تطبيقه أحيانًا على مقاييس مختلفة ، بما في ذلك مستويات الضوء ، على الرغم من أنه ينطبق بشكل أكثر ملاءمة على سمة بصرية ذاتية.

تصحيح جاما هو نوع من قوة القانون الدالة التي الأس هو رسالة يونانية جاما (γ). لا ينبغي الخلط بينه وبين الرياضيات دالة جاما. جاما الصغيرة γ، هو معامل من السابق؛ الحرف الكبير ، ، هو اسم (والرمز المستخدم) لهذا الأخير (كما في (x)). لاستخدام كلمة “وظيفة” جنبًا إلى جنب مع تصحيح جاما ، يمكن تجنب الالتباس بقول “وظيفة قانون السلطة المعمم”.

بدون سياق ، قد تكون القيمة المسماة جاما إما قيمة التشفير أو قيمة فك التشفير. يجب توخي الحذر لتفسير القيمة بشكل صحيح على أنها تلك التي سيتم تطبيقها لتعويض أو يتم تعويضها بتطبيق معكوسها. في اللغة الشائعة ، في العديد من المناسبات ، يتم استخدام قيمة فك التشفير (مثل 2.2) كما لو كانت قيمة التشفير ، بدلاً من معكوسها (1 / 2.2 في هذه الحالة) ، وهو حقيقة القيمة التي يجب تطبيقها لتشفير جاما.