摄像机中 不同的gamma模式有什么区别

所谓伽马，其实就是一个“成像物件”对入射光线做出的“反应”。然后根据不同亮度下的不同反应值获得的曲线，就是伽马曲线。人眼作为一个“成像物件”，其伽马曲线不是一条直线，说明人眼对光线的反应是非线性的。而胶片和CCD、CMOS也是成像物件，它们对光线 的反应又如何呢？    胶片在发明和发展的过程中，用化学成像的方式充分模拟了人眼的“非线性感受光的能力”。胶片在其宽容度范围内，对光线强弱变化的反应比较接近人眼，因此胶片经曝光经冲洗获得的相片，我们就认为是“正确和真实”的，因为胶片所拍摄到的画面跟我们看到的差 不多。  CCD、CMOS成像方式是通过像点中的“硅”感受光线的强弱而获得画面。而硅感光是物理成像，它真实地反应光线强度的变化，来多少就输出多少，因此它对光线的反应是线性的。于 是，它的伽马跟人眼的伽马就冲突了。看下面这个图：

   这是同一个景物，左边是我们人眼看到的画面，右边是CCD成像的画面。CCD可能更接近真实的世界，因为当时的亮度也许就不高，但对于人眼而言，已经足够把这坨花看得真真切切了。但我们一看CCD出来的东西，哇靠，什么玩意儿啊，整个一废品嘛。但实际上，CCD获得的光线跟人眼获得的光线是一样的，只是反应不同罢了；换句话说，人眼所获得的画面数据，CCD也同样都获取了。那么，要想输出一张“像人眼看到的那样”的画面，只需要调整 一下“对光线的反应”就可以了，而“对光线的反应”就是伽马曲线。看下图：

摄像机将CCD获得的线性信息，经过调整，变成了类似人眼的非线性信息，于是输出的画面就像人眼看到的那样了。这个调整伽马曲线的过程，是摄像机必须要经过的一个步骤。试想一下，如果摄像机不调整伽马曲线，出来的画面跟人眼看到的就完全不一样了（左边那个原 本画面），这种摄像机也许唐老鸭适合用。  从前后画面看，之前的画面反差很低，经过调整伽马曲线，画面的反差提高了，这依然是伽 马的基本特性：“伽马影响反差”。  既然CCD是线性成像物件，那么要输出人眼能看的画面，改变伽马曲线是必须经过的一道“加工工序”，即便是最简单的电子成像系统，这道工序都省不了。但在所有的中低端摄像机中，伽马调整是自动完成的，也就是说你无法调整摄像机的伽马曲线。而在一些高端摄像机里，则允许用户调整摄像机的伽马曲线。这种调整是对伽马曲线的“微调”，通过微调，可以在一定程度上改善输出画面的细节表现。为什么是“微调”？因为摄像机只允许你微 调，想想，如果你一使劲调把伽马调成了直线，大家不都得变成唐老鸭了？

这个图就是摄像机处理CCD信息的“伽马调整”的过程。CCD送出RGB信息，这时的信息是直线的伽马形态，然后每个通道会经过一个“伽马调整模块”，分别把R/G/B三个通道的伽马曲线调成非线性，然后输出。摄像机中所有的伽马调整，无论什么马，都是对这个模块中 的调整量再进行“更细致的微调”。

gamma值是用曲线表示的，这是一种人的眼睛对光的一种感应曲线，其中包括了物理量、身理感官及心理的感知度。 简单来说gamma可以认为是亮度值，不同gamma模式成像的亮度值也不同。
在物理量方面是比较单纯的度亮单位cd/㎡; 但在生理上则因人而异，例如小孩、青年、中年人及老年人甚至色弱的人或色盲的人所看到的同一画面都会不同，对应的曲线也会有所不同，在心理的感受上，则会更复杂的牵涉到环境的背景亮度。对一个正常人来说，人的眼睛对光的感应曲线是一“非线性”的曲线，而且对我们显示器上的三种发光体rgb也分别感应出三种不同的曲线，所以在设计显示器的rgb三个发光体的时，同时做了三种的gamma曲线来分别对应三种rgb的发光体，去分别对人的眼睛内的三种感光细胞，这就是发光体的gamma值。
在心理感知度上，由于人的眼睛最大能分辨的差异(阶层)是1/100，也就是说在100烛光的画面中最大可能分辨的是99烛光或101烛光，但当在暗的环境下看暗的画面，例如1烛光时，则此时可以分辨出0.01烛光的差异，也就是说在一烛光以下常人还可以分出100个以上的阶层，但由于显示器无论是pdp或lcd在全暗的画面时最低能表现的只有0.4~0.8烛光，所谓的对比，是指最亮除以最暗。所以如果一个显示器若要完整的表现出高度真实的画面(无论是高亮度的画面或低亮度的画面)，则显示器的对比很少必须5000:1以上，而显示器由于成本的考虑，只能做出500~1000:1时，就必须用gamma修正来作补偿，也就是在较暗的影片选择较高的gamma值(如2或3，甚至4)，以牺牲部分亮部的层次来获取更多的暗部层次;相反的在一些较亮的影片(外景较多)则选择较低的gamma值(如0，-1甚至-2)以牺牲部分的暗部层次，来使得亮部层次(如云层)能更分明。