显示器的Gamma值FAQ

1．什么是Gamma值？ 　

　　Gamma值可译为“反差系数”。在早期的屏幕显示时，存在一个问题，就是阴极射线管（CRT）产生的光亮度与输入的电压并不成正比关系，而是有一个权值关系，这个权值即为gamma值。电压与输出亮度间的关系。



如图：（gamma 1）

　　这个值会随着CRT的不同而变化，但一般都接近2.5。CRT的gamma值反应，是由于电子枪中的静电效应产生的。

　　注：CRT的gamma效果相对于暗调和亮调区来说，会使中间调变得更暗。



2． 电视标准对gamma值有什么处理方法？

　　因为大部分用在视频相机中的光敏器件输出电压值是与光强成正比的。所以，对于CRT的Gamma值要做校正，以避免出现在电视频幕上显示的图象中间调太暗的效果。电视标准定义的在每台电视机上对gamma值的校正，是通过在视频相机中增加一个校正电路，该校正电路使用的gamma值为0.45=1/2.2。这个值用于补偿CRT的2.5的gamma值，并补偿当电视放在居室较暗的环境中时明显的反差降低现象。在工作室中进行这个校正过程比在电视频幕上进行校正要经济得多。



3． 计算机显示对gamma值有什么处理方法？

　　许多计算机显示没有考虑显示器的gamma值问题。由应用程序软件提供的每帧缓冲区值被线性地转变成电压值，以在显示时驱动CRT发射。这样，在帧缓冲区的值其实与最终的显示亮度不成线性关系。象上图所示，如果帧缓冲区的值为1/2，则产生的亮度会低于1/2。

　　一些显示系统的包括一个硬件查找表，以校正屏幕gamma值。在这些系统中，由应用程序提供的帧缓冲区的值通过显示控制器中的查找表进行CRT的gamma校正，以帧缓冲区的值与最终的显示亮度成线性关系，即系统显示的gamma值为1.0。

　　Mac机在显示器中包括一个查找表，可用于校正CRT gamma值。但是，查找表中的缺省值并不能完全对CRT Gamma值做补偿。相反，CRT gamma值要再做部分补偿，以使显示系统的gamma值达到1.8。1.8的gamma值十分接近激光打印机的效果，因为激光打印机由于网点扩大及其它原因，会产生一个非线性的反应效果。

　　如果使用一位显示，并通过抖动的方法在两极数值间差值而产生灰度图象，这种情况下无论显示器的gamma响应是多少，都可以产生线性化的亮度反应。这种事实在下面的测试中使用。

　　在处理显示器gamma值时缺少标准，会使象Web这样的系统产生问题，因为这种系统的图象会在不同的显示器上进行显示。一种品牌显示器上看着很好的图象，在另一种品牌上因为gamma值的不同，看上去可能就不理想。没有gamma值校正，除了对图象亮度的变化有影响外，还会影响到色调的变化。例如，如果一种颜色的红色成份为50%，绿色成份为25%，在gamma值为2.5的CRT显示器上显示，而不通过gamma校正，结果得到的色彩亮度中，红色成份量为18%；绿色成份量为3%。除了得到更暗的效果外，颜色还会出现偏红的现象。因此，一般不进行CRT gamma值校正，人物肤色容易呈现暗红色的效果。



4．显示系统的gamma值是什么？

　　象上面提到的一样，通过对临近点作抖动处理的方式来模拟灰色从0-100%的变化，会产生与显示器gamma值无关的线性亮度变化。这种事实用在下面的图象上，以证明显示gamma值的效果。



（图：gamma2）

　　该图象包括2行，每行有3个方块，每个方块从25%-75%变化。上面一行使用灰度值，下面一行使用抖动的方法模拟灰色值。在一个经过屏幕gamma校正的显示器上显示，以使下面一行灰色块的亮度与上面一行对应相同。如果屏幕没有gamma校正，则上面一行的色块会显得比下面一行暗，最佳观察距离是离显示屏六英尺的地方。

　　下面的图象可以用于直接估计显示系统的gamma值。距离显示器6英尺远，并确定图象的哪列与上面或下面的方块灰度有同等的亮度。这列下面的数字，就是目前使用的显示系统的gamma值。



图：gamma3（gamma测试图象）



5．色彩匹配情况如何？

　　象上面提到的一样，显示gamma值在以非线性的方式，改变红、绿、蓝通道的相对亮度时，对于图象的色调可能会有很大的影响。如果没有gamma值校正，可能是在不同显示器间出现色偏效果最主要的原因。

　　其它的现象也会影响到由不同显示器产生的色调，红、绿、蓝原色随显示器而不同。色彩可以使用设备无关的CIE色彩模式进行测试，这些色彩模式是建立在人眼视觉分析的基础上。同一CIE色彩坐标系中的两个色彩源，在人眼看起来效果都是一样。在CIE系统中定义的一个源色彩，有两个坐标轴x, y 。，由于x , y和z 被做了象x+y+z=1这样的规范化后，第三个坐标轴z就不必明确表示出来。当表示一个与亮度无关的色彩时，就使用这种规范化形式。

　　一个相当完整的色彩反应特征可以通过定义的方式来描述：

　　1) gamma值，或是对红、绿、蓝三个通道的反应曲线。

　　2) CIE色彩在屏幕设备上的显示，是通过显示白、红、绿、蓝来产生的。白色为显示器的白点；红、绿、蓝色为显示器的原色度色。

　　TIFF文件格式已经具备了对上述特征的说明，被认为要取代GIF格式的PNG格式中也有关于这些参数的说明。如果图象用于Web显示，则会带有显示器色度模式的说明标志，这样在各种显示器上显示时，该图象可能以更加稳定的效果表现出来。Web浏览器软件会将文件的色度信息与本地显示系统的色度信息进行匹配，并使用gamma和色彩校正。