Цветопередача. Что такое гамма-кривая.

Цветопередача зависит от многих факторов, её нельзя описать одним параметром. Если вам говорят, что, например, у монитора отличная цветопередача – 16 миллионов цветов, это враньё. Количество цветов с цветопередачей связано очень слабо.

Цветопередача зависит в основном от:

  1. вашей фотокамеры и её настроек (например, баланс белого, Picture Control на Никонах)
  2. монитора, на котором вы смотрите фотографии
  3. видеокарты вашего компьютера
  4. окружающего освещения

Благо, в последнее время проблем с цветопередачей на современных камерах нет, уж точно их нет на Nikon и Canon. Самым слабым звеном обычно является монитор, поэтому, при покупке монитора стоит уделить время выяснению его параметров, отвечающих за цветопередачу.

Одним из таких параметров является цветовой охват, указывающий, насколько сочными и чистыми цветами сможет вас удивить монитор. Чем меньше цветовой охват, тем более бледными будут казаться цвета. Ошибочно полагают, что цветопередача зависит от типа матрицы монитора, это не так.

Цветопередача монитора зависит от подсветки матрицы и электроники дисплея, насколько корректно она преобразует входящий сигнал. За это отвечает параметр – гамма-кривая.

Гамма-кривая – это степенная функция, которая связывает входное значение сигнала с его яркостью на матрице (выходное значение):

A – константа

γ – значение гамма, которое в стандарте sRGB приблизительно равно 2,2

На графике пунктир – это гамма 2,2, а красная линия – гамма-функция, предусмотренная стандартом sRGB. Как видно, разница невелика.

Зачем вообще нужна эта гамма-функция? Человеческое зрение устроено таким образом, что мы лучше различаем тёмные тона, чем светлые. Если закодировать цвета линейно, это будет не очень эффективно, и нам потребуется бОльшая разрядность, чтобы передать все детали фотографии. Хитрые математики придумали такой изящный способ, чтобы не раздувая количество информации, увеличить детализацию в тёмных тонах за счёт потери её в светлых, где она нам совершенно ни к чему:

На картинке верхние оттенки – это применение гамма-функции, а нижние – линейное отображение без всяких ухищрений. При одинаковом количестве информации (бит), чтобы описать детализацию, совершенно очевидно, что на верхней полоске более плавный переход в тёмной области, чем в нижней. При этом в светлой области разница едва заметна. Вот так хитро устроено наше зрение.

Существует заблуждение, что гамма-кривая – историческое наследие, доставшееся нам от ЭЛТ-мониторов, но это не так, и более того, всё совсем наоборот. Инженерам крупно повезло, что передаточная характеристика ЭЛТ-мониторов имеет степенную зависимость, то есть, как и наше зрение. Поэтому, правильная передача цвета на старых ЭЛТ-дисплеях достигалась малой ценой благодаря счастливой случайности, именно из-за этого так долго не удавалось вытеснить громоздкие мониторы из профессиональной сферы.

С ЖК-мониторами всё гораздо сложнее, потому что матрицы имеют S-образную зависимость и требуются значительные усилия, чтобы выходной сигнал превратился в правильную гамму-кривую. Для этого в электронике монитора есть целый вычислительный блок.

Это создаёт проблемы при массовом производстве, потому что предварительная калибровка монитора будет слишком дорогой, если делать её индивидуально для каждого экземпляра, либо слишком неточной, если одни параметры применить сразу ко всей партии. Производители ищут компромисс и испытывают особенную гордость, когда им удаётся гарантировать правильную настройку монитора. В этом случае в коробке с экраном вы найдёте сертификат о калибровке с гамма-кривой, как в мониторах LG IPS235V.

Обычно производители не утруждают себя и замеряют гамма-кривую по градациям серого. Более правильно, но и более трудоёмко делать это по основным цветам. Для этого потребуется специальное устройство – колориметр. Вот пример неплохо настроенного экрана телефона Samsung Galaxy S2:

Учитывая некислый цветовой охват этого аппарата, ему вполне можно доверить просмотр фотографий, цветопередача будет не хуже хорошего настольного монитора.

Однако, не всё так радужно, иногда встречаются и такие экраны:

Отчётливо видно, что производитель забыл настроить экран и вместо гаммы-кривой все цвета имеют S-образную зависимость, характерную для ЖК-дисплеев. Конкретно в этом случае это означает, что, сравнивая картинку с правильно настроенным экраном, здесь будут бледные цвета, а светлые оттенки вы вообще перестанете различать, особенно синие и красные. Обычно это решается с помощью калибратора, все современные видеокарты поддерживают ICC-профили для мониторов. К сожалению, кнопками на мониторе такую ситуацию исправить нельзя, а в некоторых клинических случаях, даже калибратор не помогает.

На правильно настроенном мониторе на картинке ниже вы должны видеть однотонные квадраты, если расфокусировать зрение (постарайтесь сфокусироваться где-нибудь перед монитором):

Если вы видите вертикальные полосы по бокам квадратов, это первый признак того, что ваш экран нуждается в настройке. С другой стороны, если полос нет, то это ещё не является гарантией, что у вас всё хорошо с цветопередачей.

Вот почему важно, чтобы ваш монитор был правильно настроен, иначе вы будете видеть вовсе не то, что видят все остальные. Отчасти из-за этого появляются мифы про неправильную цветопередачу современных камер на форумах. В идеальном случае, у вас должен быть свой калибратор, если вы хотите гарантию правильной цветопередачи. Если у вас нет денег на калибратор, постарайтесь правильно выбрать монитор.

Лично я пользуюсь Spyder3Elite фирмы Datacolor для настройки моих экранов.

Спасибо за внимание.

Если вам понравилась статья, и вы хотите поддержать проект "Про Фото", это легко сделать. Любая помощь будет принята с благодарностью.


Денис