對(duì)于幾乎所有數(shù)字圖像系統(tǒng)，伽瑪（Gamma）都是一個(gè)很重要，但是很難懂的概念。伽瑪描述的是像素?cái)?shù)值和像素實(shí)際亮度之間的關(guān)系。沒(méi)有伽瑪，數(shù)字?jǐn)z影機(jī)捕捉的顏色（在標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)視器上）就和人眼看到的大相徑庭。提到伽瑪，常常出現(xiàn)的說(shuō)法還有“伽瑪校正”、“伽瑪編碼”和“伽瑪壓縮”，但其實(shí)它們講的都是相似的概念。如果了解了伽瑪?shù)?a target="_blank">工作原理，我們的曝光技巧就會(huì)大大提升，也能在剪輯過(guò)程中如虎添翼。

為什么伽瑪有用

我們的眼睛和攝影機(jī)有不同的感光方法。現(xiàn)在，假設(shè)有一束光，我們把它的光量調(diào)到兩倍。對(duì)于攝影機(jī)來(lái)說(shuō)，感光元件接觸到兩倍光量，那么攝影機(jī)接收的信號(hào)也會(huì)是原來(lái)的兩倍（“線性”關(guān)系），聽(tīng)起來(lái)沒(méi)什么特別的，對(duì)吧？但是，我們的眼睛可不是這樣工作的。接收到兩倍的光量后，眼睛看到的亮度根本不是原來(lái)的兩倍，只是會(huì)僅僅覺(jué)得“亮了一點(diǎn)點(diǎn)”。而且，光的強(qiáng)度越大，這種現(xiàn)象就越明顯，這就是“非線性”關(guān)系。

但是，攝影機(jī)對(duì)暗處的敏感度不及人眼。這么說(shuō)來(lái)，人眼對(duì)暗處很敏感，對(duì)亮處不那么敏感。當(dāng)然了，這樣的特性是因?yàn)槲覀兊纳镄枨?讓眼睛在更廣的亮度范圍內(nèi)工作，而不是一出門就被光線刺得睜不開(kāi)眼。

但這和伽瑪有什么關(guān)系？伽瑪就是人眼光敏感度和攝影機(jī)光敏感度之間的橋梁。保存一張數(shù)字圖像后，這幅圖就被伽瑪編碼了，出來(lái)的照片效果就和人眼感知的效果比較接近了。

伽瑪編碼的圖像能更高效地存儲(chǔ)灰階。伽瑪編碼能夠把灰階重新分布成眼睛習(xí)慣的狀態(tài)。不然，系統(tǒng)就會(huì)用過(guò)多的位深來(lái)描述亮調(diào)，用過(guò)少的位深描述暗調(diào)。

從圖中可以看出，線性編碼在描述暗調(diào)時(shí)所用的灰階數(shù)量不足，但描述亮調(diào)時(shí)又用了太多灰階。相反，用伽瑪編碼，就能讓這些色調(diào)在視覺(jué)感知上更加均勻，它也保證后續(xù)的剪輯、調(diào)色使用的是視覺(jué)上自然、一致的色調(diào)。

現(xiàn)實(shí)世界的圖像普遍有至少256階（8bit）,用伽瑪編碼就足以使色調(diào)看起來(lái)平滑均勻。但是如果使用線性編碼，就得要八倍的灰階（11bit）才能避免色調(diào)分離的現(xiàn)象。

盡管有眾多優(yōu)點(diǎn)，伽瑪編碼還是把畫面錄制、顯示的過(guò)程變得復(fù)雜了一些。

這一步也是多數(shù)人容易混淆的一步，所以我們慢慢講。經(jīng)伽瑪編碼的畫面必須經(jīng)過(guò)“伽瑪校正”，“伽瑪校正”的作用是把畫面的光轉(zhuǎn)換成原場(chǎng)景的樣子。也就是說(shuō)，伽瑪編碼的目的是記錄畫面，而不是顯示畫面。整個(gè)過(guò)程由下圖闡釋：

1. 圖像文件伽瑪

（Image File Gamma）。

攝影機(jī)或RAW顯像軟件將圖像轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)JPEG或TIFF格式時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行這個(gè)步驟。它充分利用已有的位深，重新分布攝影機(jī)的原生灰階。

2. 顯示伽瑪

（Display Gamma）。

這一步針對(duì)的是顯卡和顯示設(shè)備帶來(lái)的影響。顯示伽瑪?shù)闹饕饔檬茄a(bǔ)償文件的伽瑪,避免畫面在顯示設(shè)備上看起來(lái)過(guò)亮。

3. 系統(tǒng)伽瑪

（System Gamma）。

系統(tǒng)伽瑪代表一個(gè)畫面運(yùn)用的所有伽瑪值的凈影響。如果要十分真實(shí)地復(fù)現(xiàn)一個(gè)場(chǎng)景，系統(tǒng)伽瑪最好呈現(xiàn)出一條直線（伽瑪=1.0）。直線說(shuō)明輸入（原場(chǎng)景）和輸出（屏幕上或打印出來(lái)的亮度）是一致的。但是，為了提高對(duì)比度，有時(shí)候系統(tǒng)伽瑪會(huì)略微高于1.0，這樣就能補(bǔ)償顯示設(shè)備動(dòng)態(tài)范圍的不足，也能應(yīng)對(duì)不理想的監(jiān)看環(huán)境和畫面眩光。

圖像文件伽瑪

圖像文件伽瑪通常由嵌在文件里的色彩配置決定。多數(shù)圖像文件使用1/2.2的伽瑪編碼（比如使用sRGB和Adobe RGB 1998的圖像）。但RAW文件是特例——它使用的是線性伽瑪。雖然如此，RAW圖像查看器普遍會(huì)使用1/2.2的伽瑪監(jiān)看，否則圖像看起來(lái)就太暗了。

線性RAW圖像

（圖像文件伽瑪=1.0）

經(jīng)伽瑪編碼的圖像

（圖像文件伽瑪=1/2.2）

如果文件里沒(méi)有內(nèi)嵌的色彩配置信息，那么默認(rèn)的伽瑪值是1/2.2。不帶色彩配置信息的圖像格式一般有PNG、GIF以及在“保存為網(wǎng)頁(yè)格式”設(shè)定下創(chuàng)建的JPEG圖像。

顯示伽瑪

顯示伽瑪是校正監(jiān)視器、調(diào)節(jié)對(duì)比度時(shí)控制的伽瑪。業(yè)內(nèi)一般通用2.2的顯示伽瑪值，省去用戶比較各種伽瑪效果的精力。

還記得我們說(shuō)過(guò)，顯示伽瑪是對(duì)圖像文件伽瑪?shù)难a(bǔ)償嗎？補(bǔ)償后得到的效果就是系統(tǒng)伽瑪了。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)伽瑪編碼的文件（藍(lán)線），改變顯示伽瑪（紅線）就能得到整體效果（紫線）。

如何解讀圖表？還記得嗎？之前我們講過(guò)圖像文件伽瑪和顯示伽瑪?shù)玫降恼w效果是系統(tǒng)伽瑪。

第一幅圖中（左一），因?yàn)閳D像伽瑪沒(méi)有被顯示伽瑪校正，所以最終的系統(tǒng)伽瑪曲線向上彎曲。第二幅圖中，由于顯示伽瑪沒(méi)有校正到位，所以系統(tǒng)伽瑪曲線依然小幅向上彎曲，畫面仍然比較亮。第三幅圖中，顯示伽瑪準(zhǔn)確校正，所以系統(tǒng)伽瑪呈線性變化。第四幅圖中，顯示伽瑪過(guò)度校正，讓系統(tǒng)伽瑪曲線向下彎曲，所以畫面過(guò)暗。

整體上，顯示伽瑪綜合考慮了原生監(jiān)視器/LCD伽瑪以及顯示設(shè)備本身或顯卡使用的各種伽瑪校正。

顯示的效果和顯示設(shè)備

的類型高度相關(guān)

CRT監(jiān)視器。

因?yàn)楣こ谭矫娴钠嫣厍珊希珻RT的原生伽瑪是2.5，基本上就是人眼的反面。所以經(jīng)伽瑪編碼的文件可以直接發(fā)送到CRT屏幕上，自動(dòng)校正成視覺(jué)上還行的畫面。但是，要達(dá)到整體顯示伽瑪為2.2的效果，還需要進(jìn)行小幅的伽瑪校正。通常，設(shè)備制造商會(huì)把這個(gè)功能設(shè)為默認(rèn)，當(dāng)然，也可以通過(guò)監(jiān)視器校正達(dá)到這個(gè)效果。

LCD監(jiān)視器。

相比CRT,LCD監(jiān)視器就沒(méi)有那么幸運(yùn)了。如果要達(dá)到整體顯示伽瑪為2.2的效果，需要大幅校正。這個(gè)時(shí)候，LUT(查找表)就派上了用場(chǎng)。

小貼士：

“顯示伽瑪”這個(gè)詞可能會(huì)讓人一頭霧水，因?yàn)樗偸呛汀百が斝Ｕ被炱饋?lái)，這也很正常，因?yàn)轱@示伽瑪“校正”的就是圖像文件伽瑪。但是，二者的概念其實(shí)是相反的。舉個(gè)例子，當(dāng)我們進(jìn)行“1.5的伽瑪校正”時(shí)，真正應(yīng)用的伽瑪值是1.5的倒數(shù)——1/1.5，畢竟1/1.5的伽瑪值會(huì)抵消1.5伽瑪值的影響（1.5*1/1.5=1.0）。如果伽瑪校正的值高一點(diǎn)，就會(huì)得到更亮的畫面，而如果顯示伽瑪值高一點(diǎn)，會(huì)得到更暗的畫面。

審核編輯 ：李倩