對于幾乎所有數(shù)字圖像系統(tǒng)，伽瑪（Gamma）都是一個很重要，但是很難懂的概念。伽瑪描述的是像素數(shù)值和像素實際亮度之間的關(guān)系。沒有伽瑪，數(shù)字攝影機捕捉的顏色（在標準監(jiān)視器上）就和人眼看到的大相徑庭。提到伽瑪，常常出現(xiàn)的說法還有“伽瑪校正”、“伽瑪編碼”和“伽瑪壓縮”，但其實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大大提升，也能在剪輯過程中如虎添翼。

為什么伽瑪有用

我們的眼睛和攝影機有不同的感光方法?，F(xiàn)在，假設(shè)有一束光，我們把它的光量調(diào)到兩倍。對于攝影機來說，感光元件接觸到兩倍光量，那么攝影機接收的信號也會是原來的兩倍（“線性”關(guān)系），聽起來沒什么特別的，對吧？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的兩倍，只是會僅僅覺得“亮了一點點”。而且，光的強度越大，這種現(xiàn)象就越明顯，這就是“非線性”關(guān)系。

但是，攝影機對暗處的敏感度不及人眼。這么說來，人眼對暗處很敏感，對亮處不那么敏感。當然了，這樣的特性是因為我們的生物需求: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灰階。伽瑪編碼能夠把灰階重新分布成眼睛習慣的狀態(tài)。不然，系統(tǒng)就會用過多的位深來描述亮調(diào)，用過少的位深描述暗調(diào)。

從圖中可以看出，線性編碼在描述暗調(diào)時所用的灰階數(shù)量不足，但描述亮調(diào)時又用了太多灰階。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)色使用的是視覺上自然、一致的色調(diào)。

現(xiàn)實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，伽瑪編碼還是把畫面錄制、顯示的過程變得復雜了一些。

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“伽瑪校正”，“伽瑪校正”的作用是把畫面的光轉(zhuǎn)換成原場景的樣子。也就是說，伽瑪編碼的目的是記錄畫面，而不是顯示畫面。整個過程由下圖闡釋：

1. 圖像文件伽瑪

（Image File Gamma）。

攝影機或RAW顯像軟件將圖像轉(zhuǎn)為標準JPEG或TIFF格式時，會自動執(zhí)行這個步驟。它充分利用已有的位深，重新分布攝影機的原生灰階。

2. 顯示伽瑪

（Display Gamma）。

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

3. 系統(tǒng)伽瑪

（System Gamma）。

系統(tǒng)伽瑪代表一個畫面運用的所有伽瑪值的凈影響。如果要十分真實地復現(xiàn)一個場景，系統(tǒng)伽瑪最好呈現(xiàn)出一條直線（伽瑪=1.0）。直線說明輸入（原場景）和輸出（屏幕上或打印出來的亮度）是一致的。但是，為了提高對比度，有時候系統(tǒng)伽瑪會略微高于1.0，這樣就能補償顯示設(shè)備動態(tài)范圍的不足，也能應對不理想的監(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圖像查看器普遍會使用1/2.2的伽瑪監(jiān)看，否則圖像看起來就太暗了。

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）

如果文件里沒有內(nèi)嵌的色彩配置信息，那么默認的伽瑪值是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)對比度時控制的伽瑪。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。

還記得我們說過，顯示伽瑪是對圖像文件伽瑪?shù)难a償嗎？補償后得到的效果就是系統(tǒng)伽瑪了。對于標準伽瑪編碼的文件（藍線），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），因為圖像伽瑪沒有被顯示伽瑪校正，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，顯示伽瑪過度校正，讓系統(tǒng)伽瑪曲線向下彎曲，所以畫面過暗。

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。

因為工程方面的奇特巧合，CRT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，自動校正成視覺上還行的畫面。但是，要達到整體顯示伽瑪為2.2的效果，還需要進行小幅的伽瑪校正。通常，設(shè)備制造商會把這個功能設(shè)為默認，當然，也可以通過監(jiān)視器校正達到這個效果。

LCD監(jiān)視器。

相比CRT,LCD監(jiān)視器就沒有那么幸運了。如果要達到整體顯示伽瑪為2.2的效果，需要大幅校正。這個時候，LUT(查找表)就派上了用場。

小貼士：

“顯示伽瑪”這個詞可能會讓人一頭霧水，因為它總是和“伽瑪校正”混起來，這也很正常，因為顯示伽瑪“校正”的就是圖像文件伽瑪。但是，二者的概念其實是相反的。舉個例子，當我們進行“1.5的伽瑪校正”時，真正應用的伽瑪值是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，就會得到更亮的畫面，而如果顯示伽瑪值高一點，會得到更暗的畫面。

審核編輯 ：李倩