Новосибирский Государственный Технический Университет. Факультет автоматики и вычислительной техники Кафедра вычислительной техники (специальность 220100). учебное пособие
| Вид материала | Учебное пособие |
СодержаниеВстроенные гамма-коррекции Влияние гамма-коррекции на передачу цветов |
- Новосибирский Государственный Технический Университет. Факультет автоматики и вычислительной, 2544.79kb.
- Рабочая программа для специальности: 220400 Программное обеспечение вычислительной, 133.96kb.
- Государственный Технический Университет. Факультет: Автоматики и Вычислительной Техники., 32.46kb.
- Образования Республики Молдова Колледж Микроэлектроники и Вычислительной Техники Кафедра, 113.64kb.
- Постоянное развитие и углубление профессиональных навыков в области информационных, 54.56kb.
- «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», 1790.14kb.
- Задачи дисциплины: -изучение основ вычислительной техники; -изучение принципов построения, 37.44kb.
- Лекция №2 «История развития вычислительной техники», 78.1kb.
- Система контроля и анализа технических свойств интегральных элементов и устройств вычислительной, 582.84kb.
- Московский государственный инженерно-физический институт (технический университет), 947.05kb.
0.7.5 Гамма-коррекция
Электронно-лучевые трубки мониторов обладают нелинейной зависимостью интенсивности свечения люминофора I от числа электронов в луче N. Упрощенно эта зависимость имеет вид:
| (0.7.1) |
где a и - константы. Число электронов пропорционально напряжению U на управляющей сетке монитора, определяемому значением кода пиксела V, поэтому соотношение 0.7.1 может быть переписано в виде:
| (0.7.2) |
Более точно это соотношение имеет вид:
| (0.7.3) |
где k - константа, зависит от U, I0 - паразитная засветка. Для упрощения полагают I0 = 0, а - константой. У различных типов мониторов меняется от 1.4 до 3.0. Для компьютерных мониторов значение обычно принимают равным 2.5. Таким образом, если мы имеем соотношение между яркостями двух вычисленных пикселов V1 / V2 = 0.5, то на мониторе соотношение их яркостей будет равно 0.177.
Чтобы избежать искажений, используется гамма-коррекция входного сигнала. Для этого входное значение возводится в степень 1/ и затем передается монитору.
На самом деле зависимости более сложные. Необходимо учитывать уровень освещения в комнате, где находится компьютер, яркость и контрастность, установленные на мониторе, и наконец субъективное восприятие пользователя.
Встроенные гамма-коррекции
Некоторые графические системы имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, которая может регулироваться. Как правило, встроенная гамма-коррекция отличается от усредненного значения гаммы мониторов, равного 2.5 и близка к минимальному значению гаммы мониторов (см. выше). Дополнительная гамма-коррекция, требуемая для обеспечения верности воспроизведения, называется "системной".
Файл изображения может иметь свою собственную гамму, равную величине гамма-коррекции, использованной при формировании файла. Эта гамма-коррекция называется "файловой". Большинство растровых графических файлов, за исключением файлов TGA и PNG, не предусматривают сохранения "файловой гаммы", поэтому при воспроизведении может потребоваться ее подбор.
IBM PC и графические станции фирмы SUN не имеют встроенной гамма-коррекции, т.е. их системная гамма примерно равна 2.5. Поэтому для верного воспроизведения сигнал (значение кода пиксела) следует возводить в степень 1/2.5.
Графические станции фирмы Silicon Graphics имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, равную 1.7, т.е. при посылке пиксела в буфер кадра его значение возводится в степень 1/1.7. Таким образом программное обеспечение должно само вначале отрегулировать сигнал возведением в степень 1/1.5 (2.5/1.7 1.5). Т.е. системная гамма для этих станций составляет 1.5.
Графические станции Макинтош имеют встроенную аппаратную гамма-коррекцию, равную 1.4. Таким образом для полной гамма-коррекции программное обеспечение должно само вначале отрегулировать сигнал возведением в степень 1/1.8 (2.5/1.4 1.8). Т.е. системная гамма для этих станций составляет 1.8.
Влияние гамма-коррекции на передачу цветов
Значения гаммы для различных мониторов могут быть различны для красного, зеленого и синего каналов. Кроме этого мониторы могут отличаться и по спектральным характеристикам люминофоров. Поэтому для обеспечения верности воспроизведения изображения, построенного на другом мониторе, может потребоваться подбор гаммы. Обычно это делается после оценки гаммы монитора с помощью калибровочных тестовых изображений.
Влияние значения гаммы на цветопередачу очевидно. Пусть, например мы имеем изображение цветного квадрата, построенного с использованием модели RGB (см. раздел 0.4) и вычисленным соотношением яркостей цветов равным 8:2:2. После воспроизведения на графической системе без гамма-коррекции мы получим соотношение, равное 32:1:1.
Все цветовые модели можно разделить на два типа - зависящие и не зависящие от системной гаммы. В таблице 0.7.2 приведена классификация некоторых из моделей цветов.
Таблица 0.7.2: Зависимость моделей цветов от системной гаммы
| Зависимые от | Независимые от |
| системной гаммы | системной гаммы |
| RGB | CIE XYZ |
| CMY | CIE xyY |
| CMYK | Lab |
| HSV | Luv |
| HLS | Munsell |
1 Формат кадра 4:3 выбран из тех соображений, что зона действия желтого пятна глаза составляет 8по горизонтали и 6 по вертикали. Объект, попадающий на желтое пятно, виден наиболее ясно и целиком, т.е. соотношение его сторон также должно быть порядка 4:3.